一种高压海缆运行异常振动信号分离方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压海缆运行异常振动信号分离方法装置及介质。其中，方法包括：获取光纤负荷海底电缆运行过程中的异常振动信号，通过VMD方法对异常振动信号进行分解，获得多个模态分量；根据异常振动信号以及多个模态分量构建协方差矩阵，并进行奇异值分解，结合贝叶斯信息准则确定异常振动信号中的振源数量；根据振源数量对模态分量进行优势信号筛选，根据优势信号和异常振动信号组合成多通道信号；将多通道信号输入至盲源分离算法进行信号分离，确定多个故障振动信号。确定多个故障振动信号。确定多个故障振动信号。

【技术实现步骤摘要】
一种高压海缆运行异常振动信号分离方法、装置及介质


[0001]本专利技术涉及高压海缆信号分离
，并且更具体地，涉及一种高压海缆运行异常振动信号分离方法装置及介质。

技术介绍

[0002]随着海洋经济的蓬勃发展，光纤复合海底电缆(简称为海缆)得到了广大用户的推崇，尤其是最近几年，随着沿海岛屿开发、石油平台和海上风电等大量项目建设的需要，海缆的需求日益增加。而复杂的海底环境、敷设不当或者人为的破坏使海缆的安全运行面临着巨大挑战。目前，利用分布式光纤振动传感技术实时采集海缆振动特征实现对故障信号的识别已经成为海缆故障实时监测的主要手段。
[0003]实际工程中光纤振动传感器采集的信号往往包含多个故障信号和环境噪声，多源信号之间互相混叠、彼此干扰，有效特征无法提取，使用传统方法无法实现耦合振动信号的准确识别，导致信号识别准确率较低，误报率增加。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种高压海缆运行异常振动信号分离方法装置及介质。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种高压海缆运行异常振动信号分离方法，包括：
[0006]获取光纤负荷海底电缆运行过程中的异常振动信号，通过VMD方法对异常振动信号进行分解，获得多个模态分量；
[0007]根据异常振动信号以及多个模态分量构建协方差矩阵，并进行奇异值分解，结合贝叶斯信息准则确定异常振动信号中的振源数量；
[0008]根据振源数量对模态分量进行优势信号筛选，根据优势信号和异常振动信号组合成多通道信号；
[0009]将多通道信号输入至盲源分离算法进行信号分离，确定多个故障振动信号。
[0010]可选地，还包括：
[0011]通过预设去噪方法对采集的异常振动采集信号进行去噪，确定异常振动信号。
[0012]可选地，通过预设去噪方法对采集的异常振动采集信号进行去噪，确定异常振动信号的操作，包括：
[0013]通过EEMD算法分解异常振动采集信号，确定一组IMF分量；
[0014]分别计算一组IMF分量中各IMF分量的相关系数，并通过小波降噪方法滤除相关系数低于预设阈值的IMF分量，对筛选后的IMF分量进行重构，确定异常振动信号。
[0015]可选地，根据异常振动信号以及多个模态分量构建协方差矩阵，并进行奇异值分解，结合贝叶斯信息准则确定异常振动信号中的振源数量的操作，包括：
[0016]对协方差矩阵进行奇异值分解，确定多个特征值；
[0017]将多个特征向量输入至贝叶斯准则函数，确定振源数量。
[0018]可选地，贝叶斯准则函数公式如下：
[0019][0020]其中，λ
i
表示经奇异值分解的第i个特征值，N为计算协方差矩阵数据的长度，k为振源数量。
[0021]可选地，盲源分离算法公式如下：
[0022]Y(t)＝w
·
X(t)
[0023]其中，X(t)为多通道信号，包括振源数量个通道，Y(t)为单个振动信号，其中Y(t)的个数为振源数量，w为盲源算法的分离矩阵。
[0024]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种高压海缆运行异常振动信号分离装置，包括：
[0025]分解模块，用于获取光纤负荷海底电缆运行过程中的异常振动信号，通过VMD方法对异常振动信号进行分解，获得多个模态分量；
[0026]第一确定模块，用于根据异常振动信号以及多个模态分量构建协方差矩阵，并进行奇异值分解，结合贝叶斯信息准则确定异常振动信号中的振源数量；
[0027]组合模块，用于根据振源数量对模态分量进行优势信号筛选，根据优势信号和异常振动信号组合成多通道信号；
[0028]第二确定模块，用于将多通道信号输入至盲源分离算法进行信号分离，确定多个故障振动信号。
[0029]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本专利技术上述任一方面所述的方法。
[0030]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本专利技术上述任一方面所述的方法。
[0031]从而，本申请通过检测海缆中光纤的布里渊频移获取光纤的振动信息，通过准确估计海缆故障振动信号的振源数量，利用盲源分离算法快速分离出单源故障振动信号，分离结果可为实现海缆故障类型的精准识别提供帮助，大幅提升海缆运行过程中安全性，减少经济损失，支撑电力电缆系统本质安全水平进一步提升。。
附图说明
[0032]通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：
[0033]图1是本专利技术一示例性实施例提供的高压海缆运行异常振动信号分离方法的流程示意图；
[0034]图2是本专利技术一示例性实施例提供的高压海缆运行异常振动信号分离方法的另一流程示意图；
[0035]图3是本专利技术一示例性实施例提供的高压海缆运行异常振动信号去噪的流程示意图；
[0036]图4是本专利技术一示例性实施例提供的高压海缆运行异常振动信号分离装置的结构
示意图；
[0037]图5是本专利技术一示例性实施例提供的电子设备的结构。
具体实施方式
[0038]下面，将参考附图详细地描述根据本专利技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是本专利技术的全部实施例，应理解，本专利技术不受这里描述的示例实施例的限制。
[0039]应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。
[0040]本领域技术人员可以理解，本专利技术实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
[0041]还应理解，在本专利技术实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。
[0042]还应理解，对于本专利技术实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。
[0043]另外，本专利技术中术语“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，本专利技术中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0044]还应理解，本专利技术对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。
[0045]同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0046]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压海缆运行异常振动信号分离方法，其特征在于，包括：获取光纤负荷海底电缆运行过程中的异常振动信号，通过VMD方法对所述异常振动信号进行分解，获得多个模态分量；根据所述异常振动信号以及所述多个模态分量构建协方差矩阵，并进行奇异值分解，结合贝叶斯信息准则确定所述异常振动信号中的振源数量；根据所述振源数量对所述模态分量进行优势信号筛选，根据所述优势信号和所述异常振动信号组合成多通道信号；将所述多通道信号输入至盲源分离算法进行信号分离，确定多个故障振动信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：通过预设去噪方法对采集的异常振动采集信号进行去噪，确定所述异常振动信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过预设去噪方法对采集的异常振动采集信号进行去噪，确定所述异常振动信号的操作，包括：通过EEMD算法分解所述异常振动采集信号，确定一组IMF分量；分别计算所述一组IMF分量中各IMF分量的相关系数，并通过小波降噪方法滤除相关系数低于预设阈值的IMF分量，对筛选后的IMF分量进行重构，确定所述异常振动信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述异常振动信号以及所述多个模态分量构建协方差矩阵，并进行奇异值分解，结合贝叶斯信息准则确定所述异常振动信号中的振源数量的操作，包括：对所述协方差矩阵进行奇异值分解，确定多个特征值；将所述多个特征向量输入至贝叶斯准则函数，确定所述振源数量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述贝叶斯准则函数公式如下：其中，λ
i
表示经奇异值分解的第i个特征值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏荣，欧阳本红，俞恩科，袁建军，郑新龙，刘宗喜，胡凯，刘松华，赵鹏，黄凯文，王格，李利红，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司舟山供电公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：