一种光纤管道安全预警系统的 EAD 算法

由于石油天然气的特殊性，管道周围存在多处非破坏性干扰事件，给预警系统报警的准确性 带来了巨大挑战。为提高有背景干扰情况下对破土事件（Excavation Acitivity，EA）的检测水平， 开发了破土事件检测（Excavation Acitivity Detection，EAD）算法。利用光纤管道安全预警系统 （Pipeline Security Forewarning System，PSFS）在西气东输武汉―鄂州段的现场数据，建立了 EA 和 干扰事件（Non Excavation Acitivity，NEA）数据库。根据信号特性提炼了振动信号的 Pisarenko 谐波分解特征、相邻采样点的 Itakura 距离特征、Mel 频率倒谱系数特征，设计了隐马尔科夫模型 （Hidden Markov Model，HMM）和支持向量机（Support Vector Machine，SVM）双层分类结构，由 HMM 计算最优状态序列，然后输入 SVM 分类器区分信号中是否有 EA。结果表明：该 EAD 算法 结构能够有效提升有背景干扰情况下 EA 信号的检出率，经现场测试 EA 信号检出率为 85.5％。研 究结果可为光纤管道安全预警系统在开放性现场的应用提供理论依据。（图 4，表 1，参 27