基于DAS的通信光缆安全监测事件识别方法研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:zuguangle
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
通信光缆安全关系到经济发展、社会民生等领域,随着基于Φ-OTDR技术的分布式光纤声波传感系统(DAS)在长距离监测领域的发展,研究学者开始将DAS应用于通信光缆安全监测。但是,目前基于DAS采集的事件信号在类型识别上仍然面临着许多问题。在这个研究背景下,本文对国内外基于DAS的通信光缆安全监测现状进行调研,发现目前主流的信号识别方法只是考虑了信号的时间信息,忽略了DAS可以采集得到信号空间分布信息的特点。同时,有相关文献指出利用空间信息可以将光纤传感信号的信噪比在不损失空间分辨率的情况下提升多倍。本文在这种思路启发下,提出一种基于深度学习的CNN-BiLSTM时空信号处理模型。本文所做具体工作如下:(1)调研并分析目前通信光缆安全监测研究现状,总结得出DAS具有监测距离长、成本低、灵敏度高等特点,非常适合通信光缆安全监测,但是在DAS信号的识别方法上存在没有考虑信号空间信息的缺陷,在这个基础上本文提出了CNN-BiLSTM时空信号处理方法。(2)利用DAS现场采集五类典型事件信号,并建立一维时间信号数据集和二维时空信号数据集。根据现场数据集依次设计实现了CNN-BiLSTM模型的时间局部特征提取模块,该模块利用多个并列的1D-CNN针对每个空间点的时间序列提取特征;其次是空间分布特征提取模块,该模块在时间特征基础上,利用BiLSTM网络综合提取各空间点的分布特征;然后是全连接层识别模块,用于识别事件类型;最后通过试验选择合适的损失函数和优化方法,完成整个模型的训练和测试,测试结果表明本文提出的CNN-BiLSTM时空模型识别率可以达到97.8%。(3)根据相关文献设计一维时间信号模型Xgb,二维时空信号模型2D-CNN和BiLSTM作为参考模型,并在本文建立的现场数据集下训练和评估各个模型的性能。通过对比本文提出的CNN-BiLSTM模型与各参考模型在分类评价指标、特征提取能力、模型稳定性、识别速度等方面的表现,得出二维时空信号模型性能要优于一维时间信号模型,同时本文提出的CNN-BiLSTM模型要优于其余的二维时空信号模型,并且在时效性上也完全可以满足实际应用需求。
其他文献
山西防煤腐败立下“十不准”,“矿难新闻灭火队长”受审,贵州电煤供应价不再政府指导,山西煤矿“清股”结果公布,黑龙江80%矿工参保工伤险。
1997年Chen等[1]利用SEREX(serological identification of antigens by recombinant cDNA expression cloning)技术,首次鉴定出肿瘤抗原NY-ESO-1.该抗原属癌-睾丸抗原(Cance
松藻煤电有限责任公司作为重庆市最大的无烟煤和动力煤生产基地,始终以科学发展观统揽全局,按照全面发展、协调发展、可持续发展的基本要求,着力实施优势扩张、重视节能减排、推
原发性肺癌伴胸膜转移,恶性胸水,TNM分期上属Ⅲb期肺癌,临床症状大部分为气促、胸痛等,一般以内科治疗为主,主要采取胸膜腔内注射消炎药、化疗药、免疫制剂等,引直膜炎症反应,产生化
汾西矿业集团公司根据预防维修、强制维修理论以及PDCA管理工作循环理论的设计事故隐患排查六步循环法,是将早期故障诊断、预防维修、按技术规程强制维修统一起来运用的有效方
上党故郡,太行之脊,炼石补天,女娲之乡,羿射九日。化煤流芳。此地峰岭千仞,与天为党,此处煤海百尺,以地为床。
煤炭企业由于物资需求的突发性、随机性和采购的周期性等客观因素,要维持正常的生产和基建,就必须设置一定的物资储备。但是,因为煤炭企业长期形成的“以集团公司储备为主,以各矿
从人外周血单核细胞中分离总RNA,进行RT-PCR获得人IL-18成熟编码序列cDNA,测序结果显示,所克隆的人IL-18cDNA编码序列与GenBank所报道的序列完全一致.本研究结果为进一步探讨
沁新集团拥有煤、焦、电、化、材、物流及绿色产业开发等七大产业,集团注册资本2.24亿元,资产总额50亿元,是长治市最大的优质主焦煤生产和加工转化基地。