技术摘要：
本发明提供基于海量振动干扰事件的油气管线监测实时聚类预警方法，包括基于瑞利散射的相干光时域反射振动传感系统，其特征在于：所述基于瑞利散射的相干光时域反射振动传感系统包括激光器、放大器、声光调节器、耦合器、数字信号处理器、驱动器、隔离器、延迟光纤、压  全部
背景技术：
现有油气管线实时预警监测系统一般根据光纤时域信号的幅值和相位特性，对振 动源干扰事件进行分类识别。如果幅值和相位阈值设置较低，则识别出的振动干扰事件数 量大、许多微弱的地表正常活动亦被识别为异常的干扰事件，从而降低了监测系统的预警 准确性；反之，如果幅值和相位阈值设置较高，则又容易因为触发预警的阈值设置过高而漏 报预警。因此，这种通过脉冲数据特性的阈值预警机制往往具有预警准确性差、预警误报率 高等缺点，难以满足实际生产需要。 因此，发明基于海量振动干扰事件的油气管线监测实时聚类预警方法来解决上述 问题很有必要
技术实现要素：
本发明的目的在于提供基于海量振动干扰事件的油气管线监测实时聚类预警方 法，以解决上述技术问题。 本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现： 基于海量振动干扰事件的油气管线监测实时聚类预警方法，包括基于瑞利散射的 相干光时域反射振动传感系统，其特征在于：所述基于瑞利散射的相干光时域反射振动传 感系统包括激光器、放大器、声光调节器、耦合器、数字信号处理器、驱动器、隔离器、延迟光 纤、压电陶瓷驱动器、光电探测器、中央处理器和环形器，所述放大器的数量为2个、耦合器 的数量为5个分别为C1、C2、C3、C4、C5、声光调节器的数量为2个、激光器、数字信号处理器、 驱动器、隔离器、延迟光纤、压电陶瓷驱动器、光电探测器、中央处理器和环形器数量均为1 个设置，所述激光器经过放大器和一个耦合器采用3dB宽带分为两路设置，两个所述声光调 制器分别对两路连续光进行移频，并调制为脉冲光，其中输出的脉冲光分别经所述耦合器 的C2和C3分束，其中的一路光波输入到所述耦合器C4产生干涉，所述耦合器C4输出的干涉 信号经光电探测与采集后作为外差解调的一一个参考信号，所述耦合器C2和C3输出的另外 两路光脉冲信号注入传感光纤，其中一路脉冲经过长度为2L的延迟光纤，所述耦合器C5输 出的光脉冲经过放大器再经环形器注入传感光纤，其中脉冲光在传感光纤中产生后向瑞利 散射光，其中散射光经过压电陶瓷驱动器产生干涉信号，干涉信号经光电探测器接收后由 经数字信号处理器处理，得到待测信息； 所述油气管线监测实时聚类预警方法包括以下步骤： S1：基于脉冲数据的幅值相位特性，得到振动干扰事件的初步分类数据； S2：积累一定周期的振动干扰事件数据后，对其进行密度聚类分析； S3：移动时间窗，进行第二次密度聚类分析； 3 CN 111578152 A 说　明　书 2/4 页 S4：两次聚类分析结果进行域分析； S5：循环持续移动时间窗，动态叠加密度聚类分析结果，实现实时报警。 优选的，所述步骤S2中密度聚类分析采用DBSCAN算法，采用切比雪夫距离进行密 度聚类分析。 本发明的有益效果是： (1)本发明通过对于高强度、高频率振动源的干扰行为引起的“热点”区域，密度聚 类算法本身就具有空间可连性的自适应聚类功能，能够将周围一定时空的振动事件根据其 密度规律合并为更大的同一类簇，从而减少报警数量。并且，对“热点”区域而言，高强度或 高频率的振动源干扰行为必然引起更大时空范围的振动事件，因此，密度聚类算法与入侵 事件的客观规律相一致，具有一定的科学依据。 (2)本发明通过采用了时空密度阈值来作为报警阈值，报警阈值具有双坐标系的 空间属性，阈值设置更合理，更符合入侵事件的客观规律。 (3)本发明通过采用了滚动叠加的动态增长聚类分析方法，将具有时空连续性的 振动事件合并为一个报警，通过“持续”或“已结束”两种状态来标记该报警的实时动态，从 而进一步减少了报警数量。 附图说明 图1为发明的脉冲数据的幅值相位特性示意图； 图2为发明的密度聚类分析结构示意图； 图3为发明的二次密度聚类分析结构示意图； 图4为发明的动态实时聚类分析流程图； 图5为发明的基于脉冲数据幅值与相位特性识别出振动事件分类分布图； 图6为发明的是图5的基础上进行密度聚类后的效果示意图； 图7为发明的一天之内的预警事件分布图； 图8为发明的实时聚类分析方法的动态发展过程结构示意图； 图9为发明的基于瑞利散射的相干光时域反射振动传感系统图。