一种防施工机械破坏警示方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种防施工机械破坏警示方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取第一振动信号，该第一振动信号由安装于地面的振动传感器采集获得；对所述第一振动信号进行信号预处理，获得第二振动信号；对所述第二振动信号进行特征提取，获取特征集合，该特征集合包括时域特征、频域特征和能量特征；基于所述特征集合实现信号类别识别，根据所识别的信号类别，判断是否存在施工信号，若是，则产生报警提示信号。与现有技术相比，本发明专利技术具有可靠性高等优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种防施工机械破坏警示方法及系统


[0001]本专利技术属于电缆管线保护
，尤其是涉及一种防施工机械破坏警示方法及系统。

技术介绍

[0002]在工地作业现场，许多电缆管线设于地下。一些大型施工机械如挖掘机、钻机在施工时会开挖地面，可能对地下管线造成破坏，一旦出现这种情况，不仅要出钱维修，还会延误工期。
[0003]目前在防止地下管线在施工时被破坏的主要方法和研究有：1)管线交底，即告知施工人员管线的大致位置，让其开挖样洞后方可施工，但是许多施工人员为了赶工期，仍存在野蛮施工的情况，在明知地下管网位置的情况下，对其造成破坏；2)在管线通道地面拉设警示带、安装警示牌，但是通过实际使用，警示效果并不显著；3)将管网固化，利用水泥等方式，将直埋管网固化，但此方式投入成本太大，不适合推广使用；4)加派工地驻点人员，即派专人入驻工地进行指导，此种方法反外损效果较好，但需专门人力，增加公司负担，多个工地同时派人驻点也无法实现；5)租用摄像头等对工地监视，此种方法相对派工地驻点人员，减少了人力成本，但一些工地不易安装摄像头，且威胁到地下管网的施工，多是在地面或地下，摄像头易被阻挡或损坏。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可靠性高的防施工机械破坏警示方法及系统。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种防施工机械破坏警示方法，包括以下步骤：
[0007]获取第一振动信号，该第一振动信号由安装于地面的振动传感器采集获得；
[0008]对所述第一振动信号进行信号预处理，获得第二振动信号；
[0009]对所述第二振动信号进行特征提取，获取特征集合，该特征集合包括时域特征、频域特征和能量特征；
[0010]基于所述特征集合实现信号类别识别，根据所识别的信号类别，判断是否存在施工信号，若是，则产生报警提示信号。
[0011]进一步地，所述信号预处理包括去基线漂移和去噪声干扰。
[0012]进一步地，采用EMD分解方法实现所述去噪声干扰。
[0013]进一步地，所述时域特征包括过零率、峰峰值、波形因子和脉冲因子。
[0014]进一步地，所述频域特征包括主频频率，该主频频率为信号频谱中最大幅值所对应的频率。
[0015]进一步地，采用基于EMD方法提取所述能量特征。
[0016]进一步地，采用经训练的RBF神经网络实现信号类别的识别。
[0017]进一步地，所述报警提示信号为声光报警信号。
[0018]本专利技术还提供一种防施工机械破坏警示系统，该系统安装于地面上，包括依次连接的振动传感器、数据采集卡、单板机和报警器，所述单板机包括处理器、存储器和被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述防施工机械破坏警示方法的指令。
[0019]进一步地，所述振动传感器、数据采集卡、单板机和报警器集成于一底座上，所述振动传感器安装于底座底部，所述数据采集卡和单板机放置在底座内，所述底座设置有上盖，所述报警器安装于上盖上。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]1、本专利技术通过采集地面的振动信号识别是否存在施工情况，并在存在施工时及时产生报警提示，有效提醒施工人员小心操作，避免发生管线遭破坏的情况，及时性高。
[0022]2、本专利技术采用振动信号进行报警提示，使用方便，成本低。
[0023]3、本专利技术在采集到振动信号后先进行信号预处理，使得所采集的信号更接近于原始信号，提高识别的准确性，从而提高报警可靠性。
[0024]4、本专利技术提取信号中的时域特征、频域特征和能量特征，能够有效提高识别准确率。
[0025]5、本专利技术防施工机械破坏警示系统中的振动传感器、数据采集卡、单板机和报警器集成于一底座上，结构简单，使用方便，有明显提示作用。
附图说明
[0026]图1为本专利技术方法的流程示意图；
[0027]图2为本专利技术采用的RBF神经网络的结构示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例中系统的结构示意图；
[0029]图4为本专利技术实施例中系统的工作过程示意图；
[0030]图5为本专利技术实施例中声光报警过程示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0032]实施例1
[0033]本实施例提供一种防施工机械破坏警示方法，如图1所示，包括以下步骤：获取第一振动信号，该第一振动信号由安装于地面的振动传感器采集获得；对所述第一振动信号进行信号预处理，获得第二振动信号；对所述第二振动信号进行特征提取，获取特征集合，该特征集合包括时域特征、频域特征和能量特征；基于所述特征集合实现信号类别识别，根据所识别的信号类别，判断是否存在施工信号，若是，则产生报警提示信号，具体可为声光报警信号。
[0034]1、信号预处理
[0035]信号预处理包括去基线漂移和去噪声干扰。
[0036](1)去基线漂移：
[0037]振动传感器由于外界温度、湿度、噪声以及自身电路干扰等因素，采集到的振动信号与原始信号会产生较大的偏移，信号通常会偏离基线，偏离基线的大小会随着时间的变化而变化。这种基线漂移的现象就是趋势项。该现象会减低信号的信噪比，严重点会造成信号完全失真。
[0038]为了消除基线漂移所带来的误差，需要采取合适的方法去消除信号中的趋势项。本实施例采用中值滤波的方法去除趋势项。中值滤波是一种非线性的滤波方法。它可以有效地去除趋势项，提高信号信噪比。中值滤波的原理为：信号序列中某一点前后相邻两个点的中值来替换掉该点的值，如果这一点的前面或后面没有数据(开头的数据和结尾的数据)，则没有的数据用零来表示。经计算后将信号中的数据都代替完，会生成一个新的序列，该序列表示信号偏离基线的趋势项，最后用信号的初始序列与新序列相减，即得到去除趋势项后的信号。具体计算过程如下：
[0039]1)设原信号序列为g(x)＝{x1,x2,
…
,x
i
,
…
,x
n
}。
[0040]2)信号序列中的数据进行排序替代。如x
i
‑1、x
i
、x
i+1
进行排序并取这三个数的中值来替换掉x
i
。从x1开始替换，一直到x
n
替换完毕，生成一个新的序列L(x)。
[0041]3)序列L(x)表示原信号序列偏离基线的趋势项，用原信号序列与该序列相减，即g(x)
‑
L(x)。最后得到去除趋势项后的信号。
[0042](2)去噪声干扰：
[0043]在中值滤波处理后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防施工机械破坏警示方法，其特征在于，包括以下步骤：获取第一振动信号，该第一振动信号由安装于地面的振动传感器采集获得；对所述第一振动信号进行信号预处理，获得第二振动信号；对所述第二振动信号进行特征提取，获取特征集合，该特征集合包括时域特征、频域特征和能量特征；基于所述特征集合实现信号类别识别，根据所识别的信号类别，判断是否存在施工信号，若是，则产生报警提示信号。2.根据权利要求1所述的防施工机械破坏警示方法，其特征在于，所述信号预处理包括去基线漂移和去噪声干扰。3.根据权利要求2所述的防施工机械破坏警示方法，其特征在于，采用EMD分解方法实现所述去噪声干扰。4.根据权利要求1所述的防施工机械破坏警示方法，其特征在于，所述时域特征包括过零率、峰峰值、波形因子和脉冲因子。5.根据权利要求1所述的防施工机械破坏警示方法，其特征在于，所述频域特征包括主频频率，该主频频率为信号频谱中最大幅值所对应的频率。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫佳辉，姚叶，张欢欢，严倩倩，顾嘉禄，他悦蓉，宋钰铭，盛建涛，方陈涛，褚建超，张淑萍，潘婷，王贤湖，周杰，张正，李康，胡科，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：