一种多源信息融合的光纤状态检测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115905810A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211489582.5G06N3/006(2023.01)(22)申请日2022.11.25G06Q50/06(2012.01)(71)申请人国网吉林省电力有限公司信息通信公司地址130021吉林省长春市朝阳区人民大街4629号(72)发明人王圣达杨诚刘丹妮孙浩然苏伟佳史春辉黄巍祁含强晟陈鹤(74)专利代理机构北京中理通专利代理事务所(普通合伙)11633专利代理师刘慧宇(51)Int.Cl.G06F18/10(2023.01)G06F18/213(2023.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种多源信息融合的光纤状态检测方法(57)摘要多源信息融合的光纤状态检测方法，涉及光纤线路状态检测技术领域，解决了单一参量的光纤状态识别易出现故障误报、故障类型误判、难以准确识别线路状态等问题。本发明通过数据预处理，建立ELM识别模型，模型优化以及线路状态识别等步骤实现，本发明中采用白鲨算法对极限学习机模型进行优化，提高了电力光纤覆冰舞动状态的识别准确度，满足光纤通信不间断传输的要求。与其他传统方法相比，ELM识别分类模型的结构简单且学习速度快，更好实现对光纤线路状态的检测。CN115905810ACN115905810A权利要求书1/1页1.一种多源信息融合的光纤状态检测方法，其特征是：该方法由以下步骤实现：步骤一、数据预处理；将布里渊光时域反射仪和相敏光时域反射仪采集的光纤数据进行去噪归一化处理；步骤二、信号特征提取并融合；对步骤一中两个时域反射仪获得的OTDR信号的特征进行提取，然后将提取的特征进行关联融合；步骤三、建立ELM识别模型，将步骤二中融合后的特征作为训练ELM识别模型的输入，采用白鲨算法对ELM识别模型的输出的权值和偏置值进行寻优，获得优化的ELM识别模型；具体过程为：步骤三一、将ELM识别模型中随机产生的初始权重和偏置值作为白鲨算法的个体，形成初始种群；步骤三二、设定初始化种群中白鲨的原始位置xγ，白鲨的初始速度vγ，最大迭代次数T作为终止条件以及空间维度D；步骤三三、白鲨向猎物移动，更新白鲨的位置；步骤三四、根据更新的白鲨的位置计算适应度值，并更新历史最优位置和全局最优位置，并判断是否到达终止条件；如果达到终止条件，则输出初始权重和偏置的最优解，获得优化的ELM识别模型；否则，重新确定白鲨的初始位置与速度后转至步骤三三；步骤四、光纤线路状态识别：将实时采集的数据输入优化后的ELM模型，实现对光纤线路状态的实时检测。2.根据权利要求1所述的一种多源信息融合的光纤状态检测方法，其特征在于：步骤一中所述的光纤数据包括温度、应力与振动数据。3.根据权利要求1所述的一种多源信息融合的光纤状态检测方法，其特征在于：步骤二中，对两种OTDR信号的特征进行提取，包括信号的短时过零率、平均值、短时能量、方差、均方根五种特征进行提取，将两种OTDR信号的特征向量分别为V1和V2，两个特征向量的特征融合系数分别为a1和a2，所述特征融合系数分别表示两个特征向量的权重，通过权重将两个特征向量进行融合得到融合向量V＝[a1V1a2V2]。2CN115905810A说明书1/6页一种多源信息融合的光纤状态检测方法技术领域[0001]本发明涉及本发明涉及光纤线路状态评估分析技术领域，具体涉及一种多源信息融合的光纤状态检测方法。背景技术[0002]电力光纤通信网络日益复杂，光纤复合架空地线(OpticalFiberCompositeOverheadGroundWire，OPGW)常年经受风舞、阳光暴晒、潮湿等各种环境因素影响，自身易出现老化、裂痕、表层摩擦等问题。这些都影响到光纤通信的准确率，甚至导致光纤断裂中断信号的传输，严重威胁OPGW光缆的安全稳定运行。[0003]电力通信系统的规模日益庞大，给线路的维护工作增加了难度。OPGW光缆作为电力系统重要的信息传输介质，若发生故障，不仅影响电力通信信息的传输，还将会给电力系统带来难以估计的经济损失。仅仅依靠人工抢修、人工维护，效率低且经济成本高。为了解决这一问题，需能准确检测OPGW光缆状态，并及时得知引起故障的因素，为线路的维护管理提供更多的依据，并有效地提高OPGW光缆的使用寿命。因此，通过多源信息融合对光纤状态检测方法进行研究，对提高电网的防灾能力和运维水平具有重要意义。发明内容[0004]本发明为解决现有技术识别光纤线路状态准确率低的问题，提供了一种多源信息融合的光纤状态检测方法。[0005]多源信息融合的光纤状态检测方法，该方法由以下步骤实现：[0006]步骤一、数据预处理；[0007]将布里渊光时域反射仪(B‑OTDR)和相敏光