CN113531399B - 光纤振动预警方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光纤振动预警方法、装置、计算机设备及存储介质，属于能源传输技术领域。通过布设于管道沿线的光纤振动传感器所感知到的数据来估算振动源的空间轨迹信息以及能量信息，来实现对第三方施工等危险事件进行更精准的行为识别，进而基于异常行为进行报警，避免了由于依靠经验分类危险事件而极易产生的大量误报的情况，大大提高了报警的准确率，提高管道安全监测的应用水平。
Description
技术领域
本申请涉及能源传输技术领域，特别涉及一种光纤振动预警方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
管道作为原油、成品油输送的主要手段，已经成规模建设并运营，管道沿线人口密集，生态环境脆弱，一旦发生事故，还可能对能源供给造成影响，因此管道安全是公共安全重要组成部分。而由于石油产业的巨大利益，一些不法分子在利益驱动下，肆意对油气管道进行人为破坏、打孔盗油，极大威胁着在役管道的安全运行，造成巨大的直接和间接经济损失，严重的还会带来严重的环境污染和人员伤亡，因此需要对管道沿线进行实时监测，以提高管道传输的安全性。
为了实时监测管道沿线，及时发现第三方施工，目前的输油管道多安装有伴行光缆，则可以利用伴行光缆的光纤振动传感特性，来将其改造为传感光缆，沿线虚拟出大量的振动传感点，以便接收来自管道周边土体的振动信号，通过检测信号变化，来判断管道周边是否存在危险振动源。
然而，由于传感光缆所能够提供的数据通常只有单个振动传感点所感知到的一维光强时序数据，其中可利用的特征主要有振动信号的频率、幅值、能量信息，通过上述特征，仅可识别出振动源的物体类别，因此，识别的准确性较低，容易造成误报等情况。
发明内容
本申请实施例提供了一种光纤振动预警方法、装置、计算机设备及存储介质，可以提高了报警的准确率，提高管道安全监测的应用水平。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种光纤振动预警方法，所述方法包括：
获取目标管道的传感光缆的传感数据；
根据所述传感数据，获取所述目标管道的轨迹瀑布图，所述轨迹瀑布图表示多个振动源的空间轨迹信息，所述空间轨迹信息包括所述多个振动源与所述目标管道之间的轴向距离和径向距离；
根据所述传感数据，获取所述目标管道的能量瀑布图，所述能量瀑布图表示多个振动源的光强振动能量信息；
根据所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图，对多个所述振动源进行识别，得到所述目标管道沿线上的多个振动事件；
基于所述目标管道沿线上的多个振动事件，触发报警事件。
在一种可能实现方式中，所述根据所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图，对多个所述振动源进行识别，得到所述目标管道沿线上的多个振动事件包括：
将所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图分别转换为特征矩阵，将转换得到的特征矩阵输入至事件识别模型，所述事件识别模型基于历史振动源的空间轨迹信息、光强振动能量信息以及已标注的事件类型训练得到；
通过所述事件识别模型输出所述多个振动事件。
在一种可能实现方式中，所述基于所述目标管道沿线上的多个振动事件，触发报警事件包括：
获取所述多个振动事件的事件发生地的地理信息和季节信息；
根据所述地理信息和所述季节信息，获取符合所述地理信息和所述季节信息的振动事件类型；
从所述多个振动事件中过滤掉符合所述振动事件类型的事件，基于剩余的振动事件触发报警事件。
在一种可能实现方式中，所述基于所述目标管道沿线上的多个振动事件触发报警事件包括：
根据各个所述振动事件在所述目标管道上的径向距离和移动速度中至少一项，触发不同级别的报警事件，不同级别的报警事件对应于不同强度的监测力度。
在一种可能实现方式中，所述根据各个所述振动事件在所述目标管道上的径向距离和移动速度中至少一项，触发不同级别的报警事件包括：
当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第一数值范围内，则触发查看类报警事件，所述查看类报警事件用于提示用户现场查看是否发生挖掘活动；
当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第二数值范围内，则触发关注类报警事件，所述关注类报警事件用于提示用户对所发生的机械挖掘活动进行关注和报备；其中，所述第二数值范围的下限值大于所述第二数值范围的下限值；
当任一振动事件的移动速度大于第二阈值，则触发待决策类报警事件，所述待决策类报警事件用于提示用户根据径向距离来确定是否继续进行处理。
在一种可能实现方式中，所述方法还包括：
以列表显示的形式展示触发报警事件的各个振动事件，对应显示各个所述振动事件的空间轨迹信息。
在一种可能实现方式中，所述根据所述传感数据，获取所述目标管道的轨迹瀑布图包括：
对于所述目标管道上的相邻三个传感点的传感数据，基于所述相邻三个传感点的传感数据之间的相位差以及预估土体声速，确定振动源传播至所述相邻三个传感点的到达时间差和距离差，基于所述到达时间差和距离差，获取所述振动源和所述目标管道之间的径向距离和轴向距离；
以轴向距离为横轴，以径向距离为纵轴，对所述多个振动源的空间轨迹信息进行显示。
一方面，提供了一种光纤振动预警装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取目标管道的传感光缆的传感数据；
轨迹瀑布图获取模块，用于根据所述传感数据，获取所述目标管道的轨迹瀑布图，所述轨迹瀑布图表示多个振动源的空间轨迹信息，所述空间轨迹信息包括所述多个振动源与所述目标管道之间的轴向距离和径向距离；
能量瀑布图获取模块，用于根据所述传感数据，获取所述目标管道的能量瀑布图，所述能量瀑布图表示多个振动源的光强振动能量信息；
识别模块，用于根据所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图，对多个所述振动源进行识别，得到所述目标管道沿线上的多个振动事件；
报警模块，用于基于所述目标管道沿线上的多个振动事件，触发报警事件。
在一种可能实现方式中，所述识别模块用于将所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图分别转换为特征矩阵，将转换得到的特征矩阵输入至事件识别模型，所述事件识别模型基于历史振动源的空间轨迹信息、光强振动能量信息以及已标注的事件类型训练得到；通过所述事件识别模型输出所述多个振动事件。
在一种可能实现方式中，所述报警模块用于获取所述多个振动事件的事件发生地的地理信息和季节信息；根据所述地理信息和所述季节信息，获取符合所述地理信息和所述季节信息的振动事件类型；从所述多个振动事件中过滤掉符合所述振动事件类型的事件，基于剩余的振动事件触发报警事件。
在一种可能实现方式中，所述报警模块用于：
根据各个所述振动事件在所述目标管道上的径向距离和移动速度中至少一项，触发不同级别的报警事件，不同级别的报警事件对应于不同强度的监测力度。
在一种可能实现方式中，所述根据各个所述振动事件在所述目标管道上的径向距离和移动速度中至少一项，触发不同级别的报警事件包括：
当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第一数值范围内，则触发查看类报警事件，所述查看类报警事件用于提示用户现场查看是否发生挖掘活动；
当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第二数值范围内，则触发关注类报警事件，所述关注类报警事件用于提示用户对所发生的机械挖掘活动进行关注和报备；其中，所述第二数值范围的下限值大于所述第二数值范围的下限值；
当任一振动事件的移动速度大于第二阈值，则触发待决策类报警事件，所述待决策类报警事件用于提示用户根据径向距离来确定是否继续进行处理。
在一种可能实现方式中，所述装置还包括：
显示模块，用于以列表显示的形式展示触发报警事件的各个振动事件，对应显示各个所述振动事件的空间轨迹信息。
在一种可能实现方式中，所述轨迹瀑布图获取模块，用于对于所述目标管道上的相邻三个传感点的传感数据，基于所述相邻三个传感点的传感数据之间的相位差以及预估土体声速，确定振动源传播至所述相邻三个传感点的到达时间差和距离差，基于所述到达时间差和距离差，获取所述振动源和所述目标管道之间的径向距离和轴向距离；以轴向距离为横轴，以径向距离为纵轴，对所述多个振动源的空间轨迹信息进行显示。
一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现如上述光纤振动预警方法所执行的操作。
一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由处理器加载并执行以实现如上述光纤振动预警所执行的操作。
本申请实施例提供的技术方案，通过布设于管道沿线的光纤振动传感器所感知到的数据来估算振动源的空间轨迹信息以及能量信息，来实现对第三方施工等危险事件进行更精准的行为识别，进而基于异常行为进行报警，避免了由于依靠经验分类危险事件而极易产生的大量误报的情况，大大提高了报警的准确率，提高管道安全监测的应用水平。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种光纤振动预警***的架构图；
图2是本申请实施例提供的一种光纤振动预警方法的流程图；
图3是本申请实施例提供的一种光纤振动预警装置结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
图1是本申请实施例提供的一种光纤振动预警方法的流程图，参见图1，所述方法包括：
101、获取目标管道的传感光缆的传感数据。
102、根据所述传感数据，获取所述目标管道的轨迹瀑布图，所述轨迹瀑布图表示多个振动源的空间轨迹信息，所述空间轨迹信息包括所述多个振动源与所述目标管道之间的轴向距离和径向距离。
103、根据所述传感数据，获取所述目标管道的能量瀑布图，所述能量瀑布图表示多个振动源的光强振动能量信息。
104、根据所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图，对多个所述振动源进行识别，得到所述目标管道沿线上的多个振动事件。
105、基于所述目标管道沿线上的多个振动事件，触发报警事件。
本申请实施例提供的方法，通过布设于管道沿线的光纤振动传感器所感知到的数据来估算振动源的空间轨迹信息以及能量信息，来实现对第三方施工等危险事件进行更精准的行为识别，进而基于异常行为进行报警，避免了由于依靠经验分类危险事件而极易产生的大量误报的情况，大大提高了报警的准确率，提高管道安全监测的应用水平。
在一种可能实现方式中，所述根据所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图，对多个所述振动源进行识别，得到所述目标管道沿线上的多个振动事件包括：
将所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图分别转换为特征矩阵，将转换得到的特征矩阵输入至事件识别模型，所述事件识别模型基于历史振动源的空间轨迹信息、光强振动能量信息以及已标注的事件类型训练得到；
通过所述事件识别模型输出所述多个振动事件。
在一种可能实现方式中，所述基于所述目标管道沿线上的多个振动事件，触发报警事件包括：
获取所述多个振动事件的事件发生地的地理信息和季节信息；
根据所述地理信息和所述季节信息，获取符合所述地理信息和所述季节信息的振动事件类型；
从所述多个振动事件中过滤掉符合所述振动事件类型的事件，基于剩余的振动事件触发报警事件。
在一种可能实现方式中，所述基于所述目标管道沿线上的多个振动事件触发报警事件包括：
根据各个所述振动事件在所述目标管道上的径向距离和移动速度中至少一项，触发不同级别的报警事件，不同级别的报警事件对应于不同强度的监测力度。
在一种可能实现方式中，所述根据各个所述振动事件在所述目标管道上的径向距离和移动速度中至少一项，触发不同级别的报警事件包括：
当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第一数值范围内，则触发查看类报警事件，所述查看类报警事件用于提示用户现场查看是否发生挖掘活动；
当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第二数值范围内，则触发关注类报警事件，所述关注类报警事件用于提示用户对所发生的机械挖掘活动进行关注和报备；其中，所述第二数值范围的下限值大于所述第二数值范围的下限值；
当任一振动事件的移动速度大于第二阈值，则触发待决策类报警事件，所述待决策类报警事件用于提示用户根据径向距离来确定是否继续进行处理。
在一种可能实现方式中，所述方法还包括：
以列表显示的形式展示触发报警事件的各个振动事件，对应显示各个所述振动事件的空间轨迹信息。
在一种可能实现方式中，所述根据所述传感数据，获取所述目标管道的轨迹瀑布图包括：
对于所述目标管道上的相邻三个传感点的传感数据，基于所述相邻三个传感点的传感数据之间的相位差以及预估土体声速，确定振动源传播至所述相邻三个传感点的到达时间差和距离差，基于所述到达时间差和距离差，获取所述振动源和所述目标管道之间的径向距离和轴向距离；
以轴向距离为横轴，以径向距离为纵轴，对所述多个振动源的空间轨迹信息进行显示。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
图2是本申请实施例提供的一种光纤振动预警方法的流程图，参见图2，所述方法包括：
201、计算机设备获取目标管道的传感光缆的传感数据。
在本申请实施例中，对于任一目标管道，其周围可以布设有传感光缆，传感光缆沿线可以虚拟出大量的振动传感点，用以接收来自管道周边土体的振动信号，并将基于振动信号而产生的传感数据传输回来，由计算机设备通过检测传感数据的变化判断管道周边是否存在危险振动源。
需要说明的是，上述传感数据的获取可以是每隔预设时间段进行，而每当获取到上一预设时间段的传感数据，则可以基于获取到的传感数据进行下述过程，以实现实时识别和报警的目的。
202、计算机设备根据所述传感数据，获取所述目标管道的轨迹瀑布图，所述轨迹瀑布图表示多个振动源的空间轨迹信息，所述空间轨迹信息包括所述多个振动源与所述目标管道之间的轴向距离和径向距离。
其中，轴向距离是指振动源在管道沿线上的距离，而径向距离是指振动源距离管道的距离。
在一种可能实现方式中，所述根据所述传感数据，获取所述目标管道的轨迹瀑布图包括：对于所述目标管道上的相邻三个传感点的传感数据，基于所述相邻三个传感点的传感数据之间的相位差以及预估土体声速，确定振动源传播至所述相邻三个传感点之间的距离差，基于所述距离差和相邻三个传感点的位置，获取所述振动源和所述目标管道之间的径向距离和轴向距离；以轴向距离为横轴，以径向距离为纵轴，对所述多个振动源的空间轨迹信息进行显示。上述距离的确定过程应用了基于TDOA(到达时间差)的声波单点定位的技术，通过三个已知距离的定点所接收到的波形的相位差以及信号传播速度等信息，来进行距离的估算，通过这种估算，大大提高了传感光缆的空间分辨率和时间分辨率。
假设振动源的轴向距离是x，径向距离是y，已知三个传感点的位置为(x1，0)，(x2，0)，(x3，0)，振动源与第一个传感点和第二个传感点之间的距离差是m，振动源与第二个传感点与第三个传感点之间的距离差是n，建立双曲线方程可解出(x，y)，具体可以参见下述公式(1)和公式(2)：
需要说明的是，上述空间轨迹信息可以用于表示振动源的速度、方向、持续时间、危险距离等，通过轴向距离和径向距离随着事件变化，则可以得到上述速度、方向、持续时间等信息。
203、计算机设备根据所述传感数据，获取所述目标管道的能量瀑布图，所述能量瀑布图表示多个振动源的光强振动能量信息。
其中，该能量瀑布图可以包括归一化后某一时刻某一位置的光强振动能量信息。基于传感数据中振动信号的幅度、频率、位置等信息，可以确定该能量瀑布图，在此不做赘述。
204、计算机设备根据所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图，对多个所述振动源进行识别，得到所述目标管道沿线上的多个振动事件。
在一种可能实现方式中，将所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图分别转换为特征矩阵，将转换得到的特征矩阵输入至事件识别模型，所述事件识别模型基于历史振动源的空间轨迹信息、光强振动能量信息以及已标注的事件类型训练得到；通过所述事件识别模型输出所述多个振动事件。需要说明的是，上述事件识别模型可以有多个分类器级联而成，本申请实施例对其组成架构不做限定。其中，在矩阵转换时，可以基于指定的多个特征进行转换，例如振动源的速度、方向、持续时间以及光强振动能量信息等。该振动源可以为人工挖掘、机械挖掘、车辆行走等，需要说明的是，对于上述振动事件类型，还可以是指伴行事件、穿越事件、徘徊事件、临时入侵事件、持续入侵事件等用于描述事件本身性质的类型，对于同一个振动事件，其既可以具有人工挖掘、机器挖掘等振动源信息，还可以具有振动事件类型，本申请实施例对此不做限定。
在一种可能实现方式中，计算机设备还可以采用列表显示的形式展示触发报警事件的各个振动事件，对应显示各个所述振动事件的空间轨迹信息。例如，可以基于已识别的振动事件生成事件瀑布图，该事件瀑布图可以包括某个时刻某个管道位置的振动事件，其横坐标可以为管道位置、纵坐标可以为事件发生事件，而图中的每个点都可以代表一个振动事件。
上述识别过程实际上是根据振动源的速度、方向、持续时间、危险距离、振动能量等特征进行识别，这些特征不仅可以用于识别振动源的类别，还可以用于识别振动源所发生的振动事件的类别，而通过事件类别的识别，能够大大避免一些误识别场景，提高报警准确率。
可选地，在后续基于报警而进行的反馈过程中，可以基于用户对振动事件的反馈，来对上述事件识别模型进行更新，使得其识别准确度更高，有效的适应于施工环境的日新月异。
205、获取所述多个振动事件的事件发生地的地理信息和季节信息。
需要说明的是，该地理信息可以是指产生传感数据的传感点对应的管道位置，而季节信息可以基于该传感数据的时间戳确定。
206、计算机设备根据所述地理信息和所述季节信息，获取符合所述地理信息和所述季节信息的振动事件类型。
207、计算机设备从所述多个振动事件中过滤掉符合所述振动事件类型的事件。
上述逐步后205至207是结合地理信息和季节信息，来过滤固定地点和固定时间已经被确认的常规事件的过程，例如公路穿越、公路伴行、架空敷设、河流穿越、农耕犁地、池塘开挖等。
计算机设备上可以基于地理信息和季节信息，来存储对应的振动事件类型列表，用以在识别后进行过滤，例如，对于管道的第m号桩到第n号桩之间，有公路穿越，则对于在这个地理位置所检测到的振动信号，则可以将其认为是常规事件，而不进行报警。
在一种可能实现方式中，对于径向距离在第一数值范围内的常规事件还可以进行报警，一般地，一些常规事件的发生不会与管道位置过度靠近，因此，为了避免出现危险状况，还需要对径向距离较小的常规事件进行报警，以保证管道的安全性。
208、计算机设备根据各个所述振动事件在所述目标管道上的径向距离和移动速度中至少一项，触发不同级别的报警事件，不同级别的报警事件对应于不同强度的监测力度。
不同的径向距离和移动速度可以用于衡量该振动事件的危险程度，例如，一些速度较低但是距离较近的振动事件很可能是靠近管道的挖掘事件，则需要提示进行着重的关注，而一些速度较低但是距离较远的振动事件，则可以认为存在一定威胁，但是不一定是管道相关威胁，则需要提示保持关注，而一些速度较快的振动事件，则需要再结合其径向距离来进一步判断。也即是，该步骤208可以包括以下实现方式：
在一种可能实现方式中，当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第一数值范围内，则触发查看类报警事件，所述查看类报警事件用于提示用户现场查看是否发生挖掘活动。例如，对于低速移动且距离管道在5米范围内，可以设置为一级报警，要求用户重点需现场查看是否有机械挖掘或者人工挖掘活动。
当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第二数值范围内，则触发关注类报警事件，所述关注类报警事件用于提示用户对所发生的机械挖掘活动进行关注和报备；其中，所述第二数值范围的下限值大于所述第二数值范围的下限值。例如，对于低速移动且距离管道在5至20米范围内，设置为二级提示，要求用户予以关注是否报备有机械挖掘活动。
当任一振动事件的移动速度大于第二阈值，则触发待决策类报警事件，所述待决策类报警事件用于提示用户根据径向距离来确定是否继续进行处理。例如，对于快速移动的，设置为三级提示，根据距离决定是否要继续处理，如果该振动事件的振动源的径向距离后续发生变化，直至落入第一数值范围或者第二数值范围，则可以基于上述实施方式进行报警。
又或者，当任一振动事件的事件类型为目标类型，则则触发跟踪类报警事件，所述跟踪类报警事件用于提示对该振动事件的移动轨迹信息进行持续跟踪。
上述步骤208为基于所述目标管道沿线上的多个振动事件，触发报警事件的一种实施方式，基于所识别的振动事件，还可以采用其他实施方式，例如，对报警级别的划分更加细致等，本申请实施例对此不做限定。
需要说明的是，为了实现更加高效以及准确的报警目的，计算机设备可以结合事件瀑布图，对一些类型的振动事件进行有针对性的处理，以便基于事件的危险程度，来提升报警的级别，又或者基于事件的可能发展方向，来进行持续关注，例如，对于径向距离在第一数值范围内的徘徊事件和入侵事件，可以执行如上述步骤中的一级报警，也即是，查看类报警事件，如，5米范围内的徘徊和入侵事件可以进行重点详细报警，而对于径向距离在第二数值范围内的徘徊事件和入侵事件，则可以执行如上述步骤的跟踪类报警事件，如可以对20米范围内对徘徊和入侵事件进行持续跟踪。
上述报警事件可以通过报警列表以及轨迹模拟图来展示，报警列表可以基于不同的报警事件进行区别化显示，例如采用颜色区别化显示灯，而轨迹模拟图可以是基于各个振动事件的空间轨迹信息来显示。例如，对于进行持续跟踪的事件，可以每隔预设时间段基于接收到的传感数据对其空间轨迹信息的更新进行显示，以便实现实时的提示作用。
本申请实施例提供的方法，通过布设于管道沿线的光纤振动传感器所感知到的数据来估算振动源的空间轨迹信息以及能量信息，来实现对第三方施工等危险事件进行更精准的行为识别，进而基于异常行为进行报警，避免了由于依靠经验分类危险事件而极易产生的大量误报的情况，大大提高了报警的准确率，提高管道安全监测的应用水平。进一步地，在报警过程中，可以识别异常事件和常规事件，从而过滤掉基于常规事件的无效报警，仅向用户输出具有动态报警级别的异常事件，进一步提高了报警的准确率，且通过对报警级别的多样化，能够支持不同危险程度的处理提示，例如，可实现5米范围内对各种挖掘进行重点报警，20米范围内对机械挖掘和临时入侵进行持续跟踪，进一步地，还可以结合了地理信息和季节信息，来做到对无效报警的过滤，大大提高***应用水平。
图3是本申请实施例提供的一种光纤振动预警装置的结构示意图。参见图3，所述装置包括：
获取模块301，用于获取目标管道的传感光缆的传感数据；
轨迹瀑布图获取模块302，用于根据所述传感数据，获取所述目标管道的轨迹瀑布图，所述轨迹瀑布图表示多个振动源的空间轨迹信息，所述空间轨迹信息包括所述多个振动源与所述目标管道之间的轴向距离和径向距离；
能量瀑布图获取模块303，用于根据所述传感数据，获取所述目标管道的能量瀑布图，所述能量瀑布图表示多个振动源的光强振动能量信息；
识别模块304，用于根据所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图，对多个所述振动源进行识别，得到所述目标管道沿线上的多个振动事件；
报警模块305，用于基于所述目标管道沿线上的多个振动事件，触发报警事件。
本申请实施例提供的装置，通过布设于管道沿线的光纤振动传感器所感知到的数据来估算振动源的空间轨迹信息以及能量信息，来实现对第三方施工等危险事件进行更精准的行为识别，进而基于异常行为进行报警，避免了由于依靠经验分类危险事件而极易产生的大量误报的情况，大大提高了报警的准确率，提高管道安全监测的应用水平。
在一种可能实现方式中，所述识别模块用于将所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图分别转换为特征矩阵，将转换得到的特征矩阵输入至事件识别模型，所述事件识别模型基于历史振动源的空间轨迹信息、光强振动能量信息以及已标注的事件类型训练得到；通过所述事件识别模型输出所述多个振动事件。
在一种可能实现方式中，所述报警模块用于获取所述多个振动事件的事件发生地的地理信息和季节信息；根据所述地理信息和所述季节信息，获取符合所述地理信息和所述季节信息的振动事件类型；从所述多个振动事件中过滤掉符合所述振动事件类型的事件，基于剩余的振动事件触发报警事件。
在一种可能实现方式中，所述报警模块用于：
根据各个所述振动事件在所述目标管道上的径向距离和移动速度中至少一项，触发不同级别的报警事件，不同级别的报警事件对应于不同强度的监测力度。
在一种可能实现方式中，所述根据各个所述振动事件在所述目标管道上的径向距离和移动速度中至少一项，触发不同级别的报警事件包括：
当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第一数值范围内，则触发查看类报警事件，所述查看类报警事件用于提示用户现场查看是否发生挖掘活动；
当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第二数值范围内，则触发关注类报警事件，所述关注类报警事件用于提示用户对所发生的机械挖掘活动进行关注和报备；其中，所述第二数值范围的下限值大于所述第二数值范围的下限值；
当任一振动事件的移动速度大于第二阈值，则触发待决策类报警事件，所述待决策类报警事件用于提示用户根据径向距离来确定是否继续进行处理。
在一种可能实现方式中，所述装置还包括：
显示模块，用于以列表显示的形式展示触发报警事件的各个振动事件，对应显示各个所述振动事件的空间轨迹信息。
在一种可能实现方式中，所述轨迹瀑布图获取模块，用于对于所述目标管道上的相邻三个传感点的传感数据，基于所述相邻三个传感点的传感数据之间的相位差以及预估土体声速，确定振动源传播至所述相邻三个传感点之间的距离差，基于所述距离差和所述相邻三个传感点的位置，获取所述振动源和所述目标管道之间的径向距离和轴向距离；以轴向距离为横轴，以径向距离为纵轴，对所述多个振动源的空间轨迹信息进行显示。
需要说明的是：上述实施例提供的光纤振动预警装置在管道监测时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的光纤振动预警装置与光纤振动预警方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
图4是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，该计算机设备400可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或多个处理器(central processingunits，CPU)401和一个或多个的存储器402，其中，所述一个或多个存储器402中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述一个或多个处理器401加载并执行以实现上述各个方法实施例提供的方法。当然，该计算机设备400还可以具有有线或无线网络接口、键盘以及输入输出接口等部件，以便进行输入输出，该计算机设备400还可以包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。
在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由处理器执行以完成上述实施例中的光纤振动预警方法。例如，该计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
上述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种光纤振动预警方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标管道的传感光缆的传感数据；
对于所述目标管道上的相邻三个传感点的传感数据，基于所述相邻三个传感点的传感数据之间的相位差以及预估土体声速，确定振动源传播至所述相邻三个传感点的到达时间差和距离差，基于所述到达时间差和距离差，获取所述振动源和所述目标管道之间的径向距离和轴向距离；
以轴向距离为横轴，以径向距离为纵轴，得到轨迹瀑布图，所述轨迹瀑布图表示多个振动源的空间轨迹信息，所述空间轨迹信息包括所述多个振动源与所述目标管道之间的轴向距离和径向距离，所述振动源为人工挖掘、机械挖掘以及车辆行走中的至少一种；
根据所述传感数据，获取所述目标管道的能量瀑布图，所述能量瀑布图表示所述多个振动源的光强振动能量信息；
根据所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图，对所述多个振动源进行识别，得到所述目标管道沿线上的多个振动事件，所述多个振动事件的类型包括伴行事件、穿越事件、徘徊事件、临时入侵事件以及持续入侵事件中的至少一种；
基于所述目标管道沿线上的多个振动事件，触发报警事件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图，对所述多个振动源进行识别，得到所述目标管道沿线上的多个振动事件包括：
将所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图分别转换为特征矩阵，将转换得到的特征矩阵输入至事件识别模型，所述事件识别模型基于历史振动源的空间轨迹信息、光强振动能量信息以及已标注的事件类型训练得到；
通过所述事件识别模型输出所述多个振动事件。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标管道沿线上的多个振动事件，触发报警事件包括：
获取所述多个振动事件的事件发生地的地理信息和季节信息；
根据所述地理信息和所述季节信息，获取符合所述地理信息和所述季节信息的振动事件类型；
从所述多个振动事件中过滤掉符合所述振动事件类型的事件，基于剩余的振动事件触发报警事件。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标管道沿线上的多个振动事件触发报警事件包括：
根据各个所述振动事件在所述目标管道上的径向距离和移动速度中至少一项，触发不同级别的报警事件，不同级别的报警事件对应于不同强度的监测力度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据各个所述振动事件在所述目标管道上的径向距离和移动速度中至少一项，触发不同级别的报警事件包括：
当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第一数值范围内，则触发查看类报警事件，所述查看类报警事件用于提示用户现场查看是否发生挖掘活动；
当任一振动事件的移动速度低于第一阈值且径向距离在第二数值范围内，则触发关注类报警事件，所述关注类报警事件用于提示用户对所发生的机械挖掘活动进行关注和报备；其中，所述第二数值范围的下限值不小于所述第一数值范围的上限值；
当任一振动事件的移动速度大于第二阈值，则触发待决策类报警事件，所述待决策类报警事件用于提示用户根据径向距离来确定是否继续进行处理。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
以列表显示的形式展示触发报警事件的各个振动事件，对应显示各个所述振动事件的空间轨迹信息。
7.一种光纤振动预警装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取目标管道的传感光缆的传感数据；
轨迹瀑布图获取模块，用于对于所述目标管道上的相邻三个传感点的传感数据，基于所述相邻三个传感点的传感数据之间的相位差以及预估土体声速，确定振动源传播至所述相邻三个传感点的到达时间差和距离差，基于所述到达时间差和距离差，获取所述振动源和所述目标管道之间的径向距离和轴向距离；以轴向距离为横轴，以径向距离为纵轴，得到轨迹瀑布图，所述轨迹瀑布图表示多个振动源的空间轨迹信息，所述空间轨迹信息包括所述多个振动源与所述目标管道之间的轴向距离和径向距离，所述振动源为人工挖掘、机械挖掘以及车辆行走中的至少一种；
能量瀑布图获取模块，用于根据所述传感数据，获取所述目标管道的能量瀑布图，所述能量瀑布图表示所述多个振动源的光强振动能量信息；
识别模块，用于根据所述轨迹瀑布图以及所述目标管道的能量瀑布图，对所述多个振动源进行识别，得到所述目标管道沿线上的多个振动事件，所述多个振动事件的类型包括伴行事件、穿越事件、徘徊事件、临时入侵事件以及持续入侵事件中的至少一种；
报警模块，用于基于所述目标管道沿线上的多个振动事件，触发报警事件。
8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求6任一项所述的光纤振动预警方法所执行的操作。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求6任一项所述的光纤振动预警方法中所执行的操作。
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