一種基于監(jiān)獄隔離網(wǎng)振動的分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于監(jiān)獄隔離網(wǎng)振動的分析方法，本方法通過檢測振動檢測點的振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，判斷是否為環(huán)境因素、噪聲因素或人為因素；能夠?qū)崿F(xiàn)對監(jiān)獄隔離網(wǎng)振動探測，并對監(jiān)測到的多個位置的振動數(shù)據(jù)進行分析處理，排除風(fēng)、雨、冰雹、建筑施工、大型設(shè)備、車輛、爆破等非人為因素引起的振動干擾，降低誤報率；對犯人翻越、破壞隔離網(wǎng)引起的振動進行分析告警，提醒值班人員及時處置，保障監(jiān)獄周界安全。
【專利說明】—種基于監(jiān)獄隔離網(wǎng)振動的分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于監(jiān)獄隔離網(wǎng)振動的分析方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隔離墻安全防范屬于周界入侵檢測的范疇，隨著社會發(fā)展和技術(shù)進步，有眾多的技術(shù)被應(yīng)用于周界入侵檢測。
[0003]監(jiān)獄隔離網(wǎng)安裝在監(jiān)獄圍墻內(nèi)測，距離獄墻5米左右，是犯人翻墻越獄的第一道屏障，當(dāng)有人員攀爬、破壞、周圍大型機械施工或受風(fēng)雨等環(huán)境作用時，隔離網(wǎng)會產(chǎn)生振動。
[0004]但是振動發(fā)生的原因有許多種，包括風(fēng)、雨、冰雹、建筑施工、大型設(shè)備、車輛、爆破等非人為因素和犯人翻越、破壞隔離網(wǎng)引起的振動，如果是天氣或噪音因素引起的振動，無需處理，但如果是犯人翻爬越獄而引起的振動，需要及時檢測并報警。
[0005]因此，需要隔離網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)對犯人越獄的第一道防線進行檢測；同時減少環(huán)境、機械施工等產(chǎn)生的誤報。
[0006]然而，現(xiàn)有周界防范的手段主要有微波對射、雷達、泄露電纜、視頻分析、高壓電網(wǎng)等，對隔離網(wǎng)進行振動檢測，屬于較新的周界監(jiān)控方式，目前市面上的產(chǎn)品，都是檢測隔離網(wǎng)的振動幅值，對環(huán)境、機械產(chǎn)生的振動沒有進行濾除，因此，誤報較多。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種基于監(jiān)獄隔離網(wǎng)振動的分析方法，本方法實現(xiàn)對監(jiān)獄隔離網(wǎng)振動探測，并對監(jiān)測到的多個位置的振動數(shù)據(jù)進行分析處理，排除風(fēng)、雨、冰雹、建筑施工、大型設(shè)備、車輛、爆破等非人為因素引起的振動干擾，降低誤報率；對犯人翻越、破壞隔離網(wǎng)引起的振動進行分析告警，提醒值班人員及時處置，保障監(jiān)獄周界安全。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種監(jiān)獄隔離網(wǎng)振動分析系統(tǒng)，包括專家分析模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和振動監(jiān)測終端；其中，所述振動監(jiān)測終端，安裝監(jiān)獄隔離網(wǎng)上，用于對隔離網(wǎng)上的環(huán)境數(shù)據(jù)進行采集，然后將數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)處理模塊專家分析模塊；
[0010]所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、實現(xiàn)振動特征圖譜的曲線展示和實現(xiàn)振動告警、圖形展示；
[0011]所述專家分析模塊，連接數(shù)據(jù)處理模塊，用于對振動數(shù)據(jù)進行分析，區(qū)分環(huán)境因素、噪聲因素產(chǎn)生的振動干擾和人員入侵產(chǎn)生的振動告警，過濾因環(huán)境因素、噪聲因素產(chǎn)生的誤報。
[0012]一種隔離網(wǎng)振動的分析方法，包括以下步驟:
[0013](1)如果監(jiān)測到隔離網(wǎng)有振動，振動監(jiān)測終端上傳振動告警數(shù)據(jù)到專家分析模塊；
[0014](2)建立振動監(jiān)測點，專家分析模塊計算同一隔離網(wǎng)上，所有振動檢測點的振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)；
[0015](3)根據(jù)振動檢測點的振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，判斷干擾因素，如果所有振動監(jiān)測點的振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差沒有超過振動閾值，判定是環(huán)境干擾，分析結(jié)束；否則執(zhí)行步驟⑷；
[0016](4)如果所有振動檢測點的振動加速度變異系數(shù)沒有超過變異系數(shù)閾值，判定是環(huán)境干擾，否則是人員攀爬或破壞造成的振動，執(zhí)行步驟(5)；
[0017](5)選取振動加速度最大的點上報數(shù)據(jù)處理模塊并進行報警，則該點離振源最近，作為人員攀爬的位置。
[0018]所述步驟(2)中，建立振動監(jiān)測點的步驟包括:
[0019](2-1)在數(shù)據(jù)處理模塊上建立多個隔離網(wǎng)模型，隔離網(wǎng)模型與現(xiàn)場實際安裝的隔離網(wǎng)--對應(yīng)；
[0020](2-2)振動監(jiān)測點作為終端設(shè)備與隔離網(wǎng)模型建立隸屬關(guān)系，并配置振動監(jiān)測點在隔離網(wǎng)上的相對位置；
[0021](2-3)專家分析模塊記錄振動監(jiān)測點的相對安裝位置和實時采集的振動數(shù)據(jù)。
[0022]所述步驟(2)中，其具體計算方法為:振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差等于方差的算術(shù)平方根；所述變異系數(shù):變異系數(shù)=(標(biāo)準(zhǔn)差+平均值)^100%，其計算結(jié)果的大小不僅受采集值離散程度的影響，而且受采集值平均水平的影響。標(biāo)準(zhǔn)差衡量同一時刻，同一隔離網(wǎng)上不同振動加速度值的離散程度；變異系數(shù)濾除振動加速度采集平均值較大時對分析結(jié)果的影響。
[0023]所述步驟(3)中，當(dāng)探測器上報的振動最大值小于振動閾值，分析模塊認(rèn)為是干擾振動閾值的范圍為[0, 10]間的浮點數(shù)，當(dāng)一條模型上探頭發(fā)生振動值超過所設(shè)閥值時進行分析。
[0024]所述步驟(4)中，當(dāng)振動變異系數(shù)未超過變異系數(shù)閾值，分析模塊認(rèn)為產(chǎn)生振動的探測器是振動干擾，變異系數(shù)閾值的范圍為[0, 10]間的浮點數(shù)。
[0025]環(huán)境因素產(chǎn)生的振動與人員攀爬產(chǎn)生的振動區(qū)別在于:環(huán)境因素作用于隔離網(wǎng)時，隔離網(wǎng)受力較為均勻，因此，同一隔離網(wǎng)上的振動檢測點采集的加速度幅值差異較小，即采集數(shù)據(jù)的離散程度小，不大于閾值；而人員攀爬作用于隔離網(wǎng)的某一位置，因此，離攀爬位置較近的振動檢測點采集的加速度幅值較大；離攀爬位置較遠的振動檢測點采集的加速度幅值較小，即采集數(shù)據(jù)的離散程度大。
[0026]該隔離網(wǎng)振動的分析方法的實現(xiàn)是在由數(shù)據(jù)處理模塊、專家分析模塊、振動監(jiān)測終端組成的架構(gòu)中實現(xiàn)的，其中振動監(jiān)測終端放置固定在監(jiān)獄實際安裝的隔離網(wǎng)上，監(jiān)控終端將采集的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊將收到的數(shù)據(jù)進行處理后傳送到專家分析模塊，專家分析模塊實時對采集的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行分析處理，將分析結(jié)果顯示在數(shù)據(jù)處理模塊上，以便于為管理人員提供有效監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行人工干預(yù)或者前期預(yù)警。
[0027]所述振動監(jiān)測終端:是一種采用高集成度及超低功耗設(shè)計的硬件設(shè)備，該設(shè)備安裝監(jiān)獄隔離網(wǎng)上，對隔離網(wǎng)上的環(huán)境數(shù)據(jù)進行采集，然后將數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)處理模塊。
[0028]所述專家分析模塊連接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊把終端采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)封裝后傳送給專家分析模塊。專家分析模塊對振動數(shù)據(jù)進行分析，區(qū)分環(huán)境因素(風(fēng)、雨、雷電等)產(chǎn)生的振動干擾和人員入侵產(chǎn)生的振動告警，過濾因環(huán)境等噪聲因素產(chǎn)生的誤報，提高告警的準(zhǔn)確性。
[0029]所述數(shù)據(jù)處理模塊具備數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、實現(xiàn)振動特征圖譜的曲線展示和實現(xiàn)振動告警、圖形展示的功能。數(shù)據(jù)處理模塊接收振動監(jiān)測終端采集的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理后發(fā)送給專家分析模塊進行數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)處理模塊接收專家模塊分析的結(jié)果，并把分析結(jié)果以振動特征圖譜的曲線方式展示出來。
[0030]本發(fā)明的有益效果為:
[0031](I)對隔離網(wǎng)振動進行探測，并對監(jiān)測到的多個位置的振動數(shù)據(jù)進行分析處理，排除風(fēng)、雨、冰雹、建筑施工、大型設(shè)備、車輛、爆破等非人為因素引起的振動干擾，降低誤報率；
[0032](2)對犯人翻越、破壞隔離網(wǎng)引起的振動進行分析告警，提醒值班人員及時處置，保障監(jiān)獄周界安全、防止事故的發(fā)生；
[0033](3)為監(jiān)獄解決人力，物力等很多問題，及早發(fā)現(xiàn)、早制止，把不安全因素消滅在萌芽狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1隔離網(wǎng)振動分析方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2隔離網(wǎng)振動分析方法分析過程流程圖。

【具體實施方式】
:
[0036]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0037]如圖1所示，如圖1所示，隔離網(wǎng)振動分析方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，它包含數(shù)據(jù)處理模塊，以及專家分析模塊和振動監(jiān)測終端。
[0038]振動監(jiān)測終端:是一種采用高集成度及超低功耗設(shè)計的硬件設(shè)備，該設(shè)備安裝監(jiān)獄隔離網(wǎng)上，對隔離網(wǎng)上的環(huán)境數(shù)據(jù)進行采集，然后將數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)處理模塊。
[0039]專家分析模塊連接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊把終端采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)封裝后傳送給專家分析模塊。專家分析模塊對振動數(shù)據(jù)進行分析，區(qū)分環(huán)境因素(風(fēng)、雨、雷電等)產(chǎn)生的振動干擾和人員入侵產(chǎn)生的振動告警，過濾因環(huán)境等噪聲因素產(chǎn)生的誤報，提高告警的準(zhǔn)確性。
[0040]數(shù)據(jù)處理模塊具備數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、實現(xiàn)振動特征圖譜的曲線展示和實現(xiàn)振動告警、圖形展示的功能。數(shù)據(jù)處理模塊接收振動監(jiān)測終端采集的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理后發(fā)送給專家分析模塊進行數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)處理模塊接收專家模塊分析的結(jié)果，并把分析結(jié)果以振動特征圖譜的曲線方式展示出來。
[0041]如圖2，隔離網(wǎng)振動分析方法分析過程流程圖。分析過程主要分以下步驟:
[0042]步驟一:振動監(jiān)測終端監(jiān)測到振動后，上傳振動告警數(shù)據(jù)到專家分析模塊；
[0043]步驟二:專家分析模塊計算同一隔離網(wǎng)上，所有振動檢測點的振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)；
[0044]步驟三:如果所有振動監(jiān)測點的振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差沒有超過振動閾值，認(rèn)為是環(huán)境干擾，分析結(jié)束；否則執(zhí)行步驟四；
[0045]步驟四:如果所有振動檢測點的振動加速度變異系數(shù)沒有超過變異系數(shù)閾值，認(rèn)為是環(huán)境干擾，否則是人員攀爬或破壞造成的振動，執(zhí)行步驟五；
[0046]步驟五:選取振動加速度最大的點上報數(shù)據(jù)處理模塊并進行報警，則該點離振源最近，作為人員攀爬的位置。
[0047]步驟二中，振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差等于方差的算術(shù)平方根。由于方差是數(shù)據(jù)的平方，與檢測數(shù)據(jù)相差太大，因此，常用標(biāo)準(zhǔn)差對采集數(shù)據(jù)進行比較分析。所述變異系數(shù):變異系數(shù)=(標(biāo)準(zhǔn)差+平均值)^100%。其計算結(jié)果的大小不僅受采集值離散程度的影響，而且受采集值平均水平的影響。標(biāo)準(zhǔn)差可有效衡量同一時刻，同一隔離網(wǎng)上不同振動加速度值的離散程度；變異系數(shù)可有效濾除振動加速度采集平均值較大時對分析結(jié)果的影響。結(jié)合實際應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)差可有效濾除風(fēng)、雨等環(huán)境造成的影響。當(dāng)環(huán)境因素產(chǎn)生較大的振動(如:風(fēng)力較大等)時，變異系數(shù)可起到很好的濾除作用。
[0048]步驟三中，環(huán)境因素產(chǎn)生的振動與人員攀爬產(chǎn)生的振動區(qū)別在于:環(huán)境因素作用于隔離網(wǎng)時，隔離網(wǎng)受力較均勻，因此，同一隔離網(wǎng)上的振動檢測點采集的加速度幅值差異較小，即采集數(shù)據(jù)的離散程度較小。人員攀爬作用于隔離網(wǎng)的某一位置，因此，離攀爬位置較近的振動檢測點采集的加速度幅值較大；離攀爬位置較遠的振動檢測點采集的加速度幅值較小，即采集數(shù)據(jù)的離散程度較大。
[0049]專家分析模塊對同一隔離網(wǎng)上，安裝的振動探測器采集的加速度幅值進行橫向比較，分析某一時刻一組振動探測器采集的振動加速度是由環(huán)境因素(風(fēng)、雨、雷、電等)產(chǎn)生的噪聲干擾，還是由于人員的攀爬、破壞等原因產(chǎn)生的振動告警；如果是人員攀爬等原因產(chǎn)生的振動告警，應(yīng)能夠確定振源的位置。
[0050]步驟三中，振動監(jiān)測點的建立主要分為以下步驟:
[0051]1、首先，在數(shù)據(jù)處理模塊上建立多個隔離網(wǎng)模型，隔離網(wǎng)模型與現(xiàn)場實際安裝的隔離網(wǎng)一一對應(yīng)。因此，隔離網(wǎng)模型之間不存在振動的傳遞或振動的傳遞可忽略不計；
[0052]2、振動監(jiān)測點作為終端設(shè)備與隔離網(wǎng)模型建立隸屬關(guān)系，并配置振動監(jiān)測點在隔離網(wǎng)上的相對位置；
[0053]3、專家分析模塊根據(jù)振動監(jiān)測點的相對安裝位置和實時采集的振動數(shù)據(jù)，進行綜合分析。
[0054]振動閾值:當(dāng)探測器上報的振動最大值小于振動閾值，分析模塊認(rèn)為是干擾。參數(shù)范圍:[0,10]間的浮點數(shù)。當(dāng)一條模型上探頭發(fā)生振動值超過所設(shè)閥值時進行分析。
[0055]變異系數(shù)閾值:當(dāng)振動變異系數(shù)未超過變異系數(shù)閾值，分析模塊認(rèn)為產(chǎn)生振動的探測器是振動干擾。參數(shù)范圍:[0,10]間的浮點數(shù)。
[0056]該隔離網(wǎng)振動的分析方法的實現(xiàn)是在由數(shù)據(jù)處理模塊、專家分析模塊、振動監(jiān)測終端組成的架構(gòu)中實現(xiàn)的，其中振動監(jiān)測終端放置固定在監(jiān)獄實際安裝的隔離網(wǎng)上，監(jiān)控終端將采集的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊將收到的數(shù)據(jù)進行處理后傳送到專家分析模塊，專家分析模塊實時對采集的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行分析處理，將分析結(jié)果顯示在數(shù)據(jù)處理模塊上，以便于為管理人員提供有效監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行人工干預(yù)或者前期預(yù)警。
[0057]振動監(jiān)測終端:是一種采用高集成度及超低功耗設(shè)計的硬件設(shè)備，該設(shè)備安裝監(jiān)獄隔離網(wǎng)上，對隔離網(wǎng)上的環(huán)境數(shù)據(jù)進行采集，然后將數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)處理模塊。
[0058]專家分析模塊連接數(shù)據(jù)處理模塊，它采集振動監(jiān)測終端采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)封裝后傳送到數(shù)據(jù)處理模塊。對振動數(shù)據(jù)進行分析，區(qū)分環(huán)境因素(風(fēng)、雨、雷電等)產(chǎn)生的振動干擾和人員入侵產(chǎn)生的振動告警，過濾因環(huán)境等噪聲因素產(chǎn)生的誤報，提高告警的準(zhǔn)確性。
[0059] 數(shù)據(jù)處理模塊具備數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、實現(xiàn)振動特征圖譜的曲線展示和實現(xiàn)振動告警、圖形展示的功能。數(shù)據(jù)處理模塊接收振動監(jiān)測終端采集的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理；數(shù)據(jù)處理模塊接收專家模塊分析的結(jié)果，并把分析結(jié)果以振動特征圖譜的曲線方式展示出來。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)獄隔離網(wǎng)振動分析系統(tǒng)，其特征是:包括專家分析模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和振動監(jiān)測終端；其中，所述振動監(jiān)測終端，安裝監(jiān)獄隔離網(wǎng)上，用于對隔離網(wǎng)上的環(huán)境數(shù)據(jù)進行采集，然后將數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)處理模塊專家分析模塊； 所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、實現(xiàn)振動特征圖譜的曲線展示和實現(xiàn)振動告警、圖形展示； 所述專家分析模塊，連接數(shù)據(jù)處理模塊，用于對振動數(shù)據(jù)進行分析，區(qū)分環(huán)境因素、噪聲因素產(chǎn)生的振動干擾和人員入侵產(chǎn)生的振動告警，過濾因環(huán)境因素、噪聲因素產(chǎn)生的誤報。
2.一種基于權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)的分析方法，其特征是:包括以下步驟: (1)如果監(jiān)測到隔離網(wǎng)有振動，振動監(jiān)測終端上傳振動告警數(shù)據(jù)到專家分析模塊； (2)建立振動監(jiān)測點，專家分析模塊計算同一隔離網(wǎng)上，所有振動檢測點的振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)； (3)根據(jù)振動檢測點的振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，判斷干擾因素，如果所有振動監(jiān)測點的振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差沒有超過振動閾值，判定是環(huán)境干擾，分析結(jié)束；否則執(zhí)行步驟(4)； (4)如果所有振動檢測點的振動加速度變異系數(shù)沒有超過變異系數(shù)閾值，判定是環(huán)境干擾，否則是人員攀爬或破壞造成的振動，執(zhí)行步驟(5)； (5)選取振動加速度最大的點上報數(shù)據(jù)處理模塊并進行報警，則該點離振源最近，作為人員攀爬的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的分析方法，其特征是:所述步驟(2)中，建立振動監(jiān)測點的步驟包括: (2-1)在數(shù)據(jù)處理模塊上建立多個隔離網(wǎng)模型，隔離網(wǎng)模型與現(xiàn)場實際安裝的隔離網(wǎng)--對應(yīng)； (2-2)振動監(jiān)測點作為終端設(shè)備與隔離網(wǎng)模型建立隸屬關(guān)系，并配置振動監(jiān)測點在隔離網(wǎng)上的相對位置； (2-3)專家分析模塊記錄振動監(jiān)測點的相對安裝位置和實時采集的振動數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求2所述的分析方法，其特征是:所述步驟(2)中，其具體計算方法為:振動加速度標(biāo)準(zhǔn)差等于方差的算術(shù)平方根；所述變異系數(shù):變異系數(shù)=(標(biāo)準(zhǔn)差+平均值)X 100%，其計算結(jié)果的大小不僅受采集值離散程度的影響，而且受采集值平均水平的影響。標(biāo)準(zhǔn)差衡量同一時刻，同一隔離網(wǎng)上不同振動加速度值的離散程度；變異系數(shù)濾除振動加速度采集平均值較大時對分析結(jié)果的影響。
5.如權(quán)利要求2所述的分析方法，其特征是:所述步驟(3)中，當(dāng)探測器上報的振動最大值小于振動閾值，分析模塊認(rèn)為是干擾振動閾值的范圍為[0，10]間的浮點數(shù)，當(dāng)一條模型上探頭發(fā)生振動值超過所設(shè)閥值時進行分析。
6.如權(quán)利要求2所述的分析方法，其特征是:所述步驟(4)中，當(dāng)振動變異系數(shù)未超過變異系數(shù)閾值，分析模塊認(rèn)為產(chǎn)生振動的探測器是振動干擾，變異系數(shù)閾值的范圍為[0,10]間的浮點數(shù)。
【文檔編號】G08B13/02GK104376666SQ201410665035
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】高波, 吳建冬, 楊震威 申請人:山東康威通信技術(shù)股份有限公司