本发明专利技术公开了高速公路异常事件检测方法及系统,通过架设在高速公路护栏中的分布式光纤传感系统,采集高速公路上的并行多路光纤信号,高速公路护栏中的分布式光纤传感系统设有沿高速公路走向的光纤,在空间上得到若干个检测点的信号,每一路光纤信号来自于一个检测点;对高速公路沿线的每一个检测点进行能量监测,将信号输出能量大于设定阈值时,将当前检测点视为待分析检测点,采集待分析检测点相邻的一个或多个检测点的光纤信号,将每个检测点的光纤信号进行特征提取;将每个待分析检测点与其相邻检测点的特征进行特征融合,将融合后的特征作为待分析检测点的最终特征;根据待分析检测点的最终特征,得到待分析检测点的检测异常事件标签。异常事件标签。异常事件标签。
【技术实现步骤摘要】
高速公路异常事件检测方法及系统
[0001]本专利技术涉及高速公路异常事件检测
,特别是涉及高速公路异常事件检测方法及系统。
技术介绍
[0002]本部分的陈述仅仅是提到了与本专利技术相关的
技术介绍
,并不必然构成现有技术。
[0003]交通事故频发已成为高速公路上非常突出的问题,因此高速公路上的交通事故的实时监测成为技术趋势。
[0004]现有的高速公路异常事件检测所采取的措施,从采用的硬件介质来说,包括:基于视频监控的方式和基于分布式光纤传感系统的方式。其中,基于分布式光纤传感系统的方式中,从技术实现算法上来说包括:基于传统的特征提取和分类器的方法和基于深度学习的方法,目前各类信号模式识别领域研究结果表明,基于深度学习的方法的准确性比传统方法具有优势。
[0005]现有的高速公路异常事件检测所采取的措施存在的缺陷,包括:视频监控的方法受天气、光照影响较大,全路段布点设备等成本高,还需要供电电源。利用分布式光纤传感系统的方法具有传输距离远、高灵敏度、抗电磁干扰、耐腐蚀,且传输区间无需电源等优点。现有基于分布式光纤传感的方法中采用传统的特征提取和分类器的方法准确性受信号采集质量影响大。基于深度学习的方法多数直接借鉴图像识别的方法,分布式光纤时空信号转换为图像后用卷积神经网络处理,或者把单路光线信号转换为频谱图后再用处理图像的方式处理。前者采用图像加卷积神经网络处理的方式缺点是,当路段距离很长(比如几十公里)处理速度很难达到实时性要求。后者则不仅有速度缺陷,而且单路信号独立处理忽视了相邻检测点信号的相关性。
[0006]中国专利技术专利,公开号CN107591002B
‑
一种基于分布式光纤的高速公路交通参数实时估计方法,该专利虽然能够实现高速公路交通参数的实时估计,但是该专利采用的是分布式光纤时空信号转换为图像后用传统的特征提取和分类的方式处理的方法,准确性有限。
技术实现思路
[0007]为了解决现有技术的不足,本专利技术提供了高速公路异常事件检测方法及系统;实现利用分布式光纤传感系统实时监测高速公路沿路是否有交通事故或人为破坏等事件发生,可以实现实时判断是否有异常事件发生,以及定位事件发生的位置。
[0008]第一方面,本专利技术提供了高速公路异常事件检测方法;
[0009]高速公路异常事件检测方法,包括:
[0010]通过架设在高速公路护栏中的分布式光纤传感系统,采集高速公路上的并行多路光纤信号,高速公路护栏中的分布式光纤传感系统设有沿高速公路走向的光纤,在空间上得到若干个检测点的信号,任意相邻检测点之间的间隔距离由光纤的空间分辨率决定,每
一路光纤信号来自于一个检测点;
[0011]对高速公路沿线的每一个检测点进行能量监测,将信号输出能量大于设定阈值时,将当前检测点视为待分析检测点,采集待分析检测点相邻的一个或多个检测点的光纤信号,将每个检测点的光纤信号进行特征提取;
[0012]将每个待分析检测点与其相邻检测点的特征进行特征融合,将融合后的特征作为待分析检测点的最终特征;
[0013]根据待分析检测点的最终特征,得到待分析检测点的检测异常事件标签。
[0014]第二方面,本专利技术提供了高速公路异常事件检测系统;
[0015]高速公路异常事件检测系统,包括:分布式光纤传感系统;
[0016]通过架设在高速公路护栏中的分布式光纤传感系统,采集高速公路上的并行多路光纤信号,高速公路护栏中的分布式光纤传感系统设有沿高速公路走向的光纤,在空间上得到若干个检测点的信号,任意相邻检测点之间的间隔距离由光纤的空间分辨率决定,每一路光纤信号来自于一个检测点;
[0017]对高速公路沿线的每一个检测点进行能量监测,将信号输出能量大于设定阈值时,将当前检测点视为待分析检测点,采集待分析检测点相邻的一个或多个检测点的光纤信号,将每个检测点的光纤信号进行特征提取;
[0018]将每个待分析检测点与其相邻检测点的特征进行特征融合,将融合后的特征作为待分析检测点的最终特征;
[0019]根据待分析检测点的最终特征,得到待分析检测点的检测异常事件标签。
[0020]与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:
[0021]分布式光纤传感技术是利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质,探测沿光纤不同位置的振动信号,实现分布式的测量,具有重量轻、传输距离远、高灵敏度、抗电磁干扰、耐腐蚀、信号传输的传输区间无需电源等优点。本专利技术旨在对架设在高速公路护栏的分布式光纤传感系统探测的振动信号进行智能分析与处理,实现交通事故和攀爬、破坏护栏等事件的实时检测和定位。
附图说明
[0022]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。
[0023]图1为实施例一的分布式信号采集示意图;
[0024]图2为实施例一的原始信号加窗分帧后提取短时功率谱特征;
[0025]图3为实施例一的空间邻域卷积层结构;
[0026]图4为实施例一的时序卷积层首层结构。
具体实施方式
[0027]应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0028]需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根
据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0029]在本专利技术本实施例中,“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系。例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,在本专利技术的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
[0030]另外,为了便于清楚描述本专利技术实施例的技术方案,在本专利技术实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”字样并不对数量和执行次序进行限定,并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
[0031]在不冲突的情况下,本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]本实施例所有数据的获取都在符合法律法规和用户同意的基础上,对数据的合法应用。
[0033]实施例一
[0034]本实施例提供了高速公路异常事件检测方法;
[0035]高速公路异常事件检测方法,包括:
[0036]S101:通过架设在高速公路护栏本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.高速公路异常事件检测方法,其特征是,包括:通过架设在高速公路护栏中的分布式光纤传感系统,采集高速公路上的并行多路光纤信号,高速公路护栏中的分布式光纤传感系统设有沿高速公路走向的光纤,在空间上得到若干个检测点的信号,每一路光纤信号来自于一个检测点;对高速公路沿线的每一个检测点进行能量监测,将信号输出能量大于设定阈值时,将当前检测点视为待分析检测点,采集待分析检测点相邻的一个或多个检测点的光纤信号,将每个检测点的光纤信号进行特征提取;将每个待分析检测点与其相邻检测点的特征进行特征融合,将融合后的特征作为待分析检测点的最终特征;根据待分析检测点的最终特征,得到待分析检测点的检测异常事件标签。2.如权利要求1所述的高速公路异常事件检测方法,其特征是,所述分布式光纤传感系统,具体包括:光纤,光纤设置在高速公路护栏内,光纤通过环形器与激光器连接;光纤通过环形器与探测器连接;激光器通过光纤发射出多路并列光纤信号,多路并列光纤型号覆盖高速公路路面;探测器采集并分析多路并列光纤信号。3.如权利要求1所述的高速公路异常事件检测方法,其特征是,对高速公路沿线的每一个检测点进行能量监测,将信号输出能量大于设定阈值时,将当前检测点视为待分析检测点,采集待分析检测点相邻的一个或多个检测点的光纤信号,将每个检测点的光纤信号进行特征提取;具体包括:对高速公路沿线的每一个检测点进行能量监测,将信号输出能量大于设定阈值时,将当前检测点视为待分析检测点,对待分析检测点的原始单路光纤信号加窗分帧处理;对加窗后的信号,提取每一帧信号的功率谱特征;对待分析检测点的相邻检测点,也提取出功率谱特征。4.如权利要求1所述的高速公路异常事件检测方法,其特征是,将每个待分析检测点与其相邻检测点的特征进行特征融合,将融合后的特征作为待分析检测点的最终特征;具体包括:将待分析检测点与其相邻检测点的特征,按照检测点的位置顺序排序得到维度特征;采用一维卷积核,对维度特征进行卷积处理,得到以当前检测点为中心的同一时刻多检测点融合结果,融合结果为当前前侧点的最终特征。5.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员:王磊,赵俊淇,陈箫然,隋礼阳,
申请(专利权)人:齐鲁工业大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。