本發(fā)明屬于埋地管道監(jiān)測，具體涉及一種埋地管道防外力破壞檢測方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，埋地管道作為一種重要的能源輸送方式，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。然而，由于埋地管道長期埋設(shè)于地下，易受到外力破壞，如挖掘、撞擊等，導(dǎo)致管道泄漏、爆炸等嚴重事故。因此，如何有效地檢測埋地管道的外力破壞情況，提前預(yù)警并采取措施，成為當前亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種埋地管道防外力破壞檢測方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。

2、一種埋地管道防外力破壞檢測方法，包括：

3、獲取警示帶對應(yīng)的阻值信息；其中，所述警示帶由多個電阻并聯(lián)而成，且所述警示帶設(shè)置于埋地管道的上方；

4、以所述警示帶對應(yīng)的阻值信息，確定埋地管道的破壞預(yù)警信息；其中，所述破壞預(yù)警信息包括埋地管道存在被外力的風(fēng)險或埋地管道正常；

5、當所述破壞預(yù)警信息為埋地管道存在被外力的風(fēng)險時，獲取mems陣列的振動時序信息；其中，所述mems陣列設(shè)置于埋地管道上，mems陣列中的傳感器與警示帶中的電阻一一對應(yīng)；

6、對所述mems陣列的振動時序信息進行分析，確定埋地管道被外力破壞的目標破壞位置，完成埋地管道的防外力破壞檢測。

7、進一步地，以所述警示帶對應(yīng)的阻值信息，確定埋地管道的破壞預(yù)警信息，包括：

8、判斷所述警示帶對應(yīng)的阻值信息是否增大，若是，則確定埋地管道對應(yīng)的破壞預(yù)警信息為埋地管道存在被外力的風(fēng)險，否則確定埋地管道對應(yīng)的破壞預(yù)警信息為埋地管道正常。

9、進一步地，以所述警示帶對應(yīng)的阻值信息，確定埋地管道的破壞預(yù)警信息之后，還包括：

10、以警示帶對應(yīng)的原始阻值以及當前阻值信息為基礎(chǔ)，確定阻值變化量n；其中，所述原始阻值表示警示帶未發(fā)生斷裂時，所有電阻并聯(lián)得到的總阻值；

11、以警示帶遠端為起始點，確定埋地管道的外力破壞預(yù)警在第n個電阻與第n+1個電阻之間，得到精確預(yù)警位置信息；其中，警示帶遠端表示非阻值測量端，即遠端斷裂后，不影響其他電阻的測量。

12、進一步地，當所述破壞預(yù)警信息為埋地管道存在被外力的風(fēng)險時，獲取mems陣列的振動時序信息，包括：

13、當所述破壞預(yù)警信息為埋地管道存在被外力的風(fēng)險時，判斷阻值變化量n是否大于預(yù)先設(shè)置的決策閾值，若是，則確定目標檢測方法為全面檢測，否則確定目標檢測方法為局部檢測；

14、當所述目標檢測方法為全面檢測時，獲取mems陣列中所有傳感器對應(yīng)的振動時序信息其中，振動時序信息表示在確定埋地管道的破壞預(yù)警信息為埋地管道存在被外力的風(fēng)險時，前m個時刻的振動信息；

15、當所述目標檢測方法為局部檢測時，根據(jù)精確預(yù)警位置信息，確定mems陣列中在第n個以及第n+1個傳感器對應(yīng)的振動時序信息。

16、進一步地，對所述mems陣列的振動時序信息進行分析，確定埋地管道被外力破壞的目標破壞位置，包括：

17、獲取埋地管道在歷史時刻存在被外力的風(fēng)險時的歷史振動時序信息以及對應(yīng)的歷史真實破壞情況；其中，歷史真實破壞情況包括未被破壞以及具體的破損類型；

18、采用模糊聚類算法對所述歷史振動時序信息進行聚類，確定多種類型的數(shù)據(jù)集；

19、對所述mems陣列當前對應(yīng)的振動時序信息進行聚類，確定每個振動時序信息所對應(yīng)的目標數(shù)據(jù)集；

20、針對每個當前對應(yīng)的振動時序信息，根據(jù)歷史振動時序信息對應(yīng)的歷史真實破壞情況，確定其目標數(shù)據(jù)集中最多的歷史真實破壞情況；

21、將最多的歷史真實破壞情況所對應(yīng)的概率作為mems陣列中傳感器位置所在處被破壞的概率；

22、判斷mems陣列中傳感器位置所在處被破壞的概率是否大于預(yù)先設(shè)置的概率閾值，若是，則確定mems陣列中傳感器位置所在處的埋地管道被破壞，得到埋地管道被外力破壞的目標破壞位置，否則確定mems陣列中傳感器位置所在處的埋地管道未被破壞。

23、進一步地，采用模糊聚類算法對所述歷史振動時序信息進行聚類，確定多種類型的數(shù)據(jù)集，包括：

24、將每一個歷史振動時序信息作為一個數(shù)據(jù)點；

25、確定每個數(shù)據(jù)點所對應(yīng)的模糊密度因子以及距離因子，并根據(jù)所述模糊密度因子以及距離因子確定每個數(shù)據(jù)點所對應(yīng)的位置強度因子；

26、根據(jù)每個數(shù)據(jù)點所對應(yīng)的位置強度因子，對數(shù)據(jù)點進行模糊聚類，確定初始聚類結(jié)果；

27、以所述初始聚類結(jié)果為基礎(chǔ)，采用邊界修正方法進行修正，得到最終聚類結(jié)果，將每一種聚類作為一個數(shù)據(jù)集，得到多種類型的數(shù)據(jù)集。

28、進一步地，確定每個數(shù)據(jù)點所對應(yīng)的模糊密度因子以及距離因子，包括：

29、確定每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的隸屬度取值μ；

30、獲取預(yù)先設(shè)定的擴展鄰域半徑r以及中心鄰域半徑r，并根據(jù)擴展鄰域半徑以及中心鄰域半徑確定擴展搜索長度為ε；其中，擴展鄰域半徑r大于中心鄰域半徑r；

31、根據(jù)所屬隸屬度取值μ、擴展鄰域半徑r、中心鄰域半徑r以及擴展搜索長度ε確定模糊密度因子為：

32、ρi＝r+r+με

33、其中，ρi表示第i個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的模糊密度因子；

34、根據(jù)所述模糊密度因子，確定模糊密度因子最大的數(shù)據(jù)點為第一目標數(shù)據(jù)點，其余數(shù)據(jù)點確定為第二目標數(shù)據(jù)點；

35、針對所述第一目標數(shù)據(jù)點，確定其距離因子為：

36、δj＝max(djk)

37、其中，δj表示第一目標數(shù)據(jù)點對應(yīng)的距離因子，djk表示第k個第二目標數(shù)據(jù)點與第一目標數(shù)據(jù)點之間的歐式距離；

38、針對所述第一目標數(shù)據(jù)點，確定其距離因子為：

39、δh＝min(dhk)且ρk>ρh

40、其中，ρh表示第h個第二目標數(shù)據(jù)點對應(yīng)的模糊密度因子，ρk表示第k個第二目標數(shù)據(jù)點對應(yīng)的模糊密度因子，h＝1,2,…,h，h表示第二目標數(shù)據(jù)點總數(shù)，且h不等于k，dhk表示第h個第二目標數(shù)據(jù)點與第k個第二目標數(shù)據(jù)之間的歐式距離。

41、進一步地，根據(jù)所述模糊密度因子以及距離因子確定每個數(shù)據(jù)點所對應(yīng)的位置強度因子為：

42、αn＝ρn*δn

43、其中，αn表示第n個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的位置強度因子，ρn表示第n個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的模糊密度因子，δn表示表示第n個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的距離因子。

44、進一步地，根據(jù)每個數(shù)據(jù)點所對應(yīng)的位置強度因子，對數(shù)據(jù)點進行模糊聚類，確定初始聚類結(jié)果，包括：

45、針對未被分配的數(shù)據(jù)點，根據(jù)每個數(shù)據(jù)點所對應(yīng)的位置強度因子，確定位置強度因子最大的k個數(shù)據(jù)點作為聚類中心；

46、針對每個未被分配的數(shù)據(jù)點，將數(shù)據(jù)點分配至最近的聚類中心中，確定初始聚類結(jié)果。

47、進一步地，以所述初始聚類結(jié)果為基礎(chǔ)，采用邊界修正方法進行修正，得到最終聚類結(jié)果，將每一種聚類作為一個數(shù)據(jù)集，得到多種類型的數(shù)據(jù)集，包括：

48、a1、從未被選取過的聚類中心里面確定一個聚類中心，得到目標中心點；

49、a2、判斷目標中心點的k近鄰范圍內(nèi)的其他數(shù)據(jù)點是否屬于同一個聚類，若是，則進入步驟a5，否則確定目標中心點的k近鄰范圍內(nèi)的其他數(shù)據(jù)點的數(shù)量，得到目標中心點對應(yīng)的k近鄰密度；

50、a3、確定目標中心點的k近鄰范圍內(nèi)其他聚類的密度，并將密度較小的聚類歸于密度較大的聚類中；

51、a4、將目標中心點在k近鄰范圍內(nèi)的最近的數(shù)據(jù)點作為新的目標中心點，并返回步驟a2；

52、a5、判斷聚類中心是否被完全選取，若是，得到最終聚類結(jié)果，將每一種聚類作為一個數(shù)據(jù)集，得到多種類型的數(shù)據(jù)集，否則返回步驟a1。

53、本發(fā)明提供的一種埋地管道防外力破壞檢測方法，通過獲取警示帶的阻值信息，并對所述警示帶的阻值信息進行分析，可以實現(xiàn)外力破壞預(yù)警，能夠使工作人員提前了解到埋地管道被外力破壞的風(fēng)險，而在監(jiān)測到埋地管道存在風(fēng)險時，采集振動數(shù)據(jù)，并采用機器學(xué)習(xí)的思想對所述振動數(shù)據(jù)進行分析，從而確定埋地管道被外力破壞的風(fēng)險，從而實現(xiàn)埋地管道的全面預(yù)警以及風(fēng)險監(jiān)測。