一种施工机械作业声纹信号的监测方法及系统与流程

本发明属于声纹数据处理相关，尤其涉及一种施工机械作业声纹信号的监测方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、在电力、能源等行业中，施工机械作业过程中由于缺乏监管，时常挖断地下线缆的情况时有发生，影响人们的正常生活，造成一定的经济损失，严重时甚至还可能对人身安全造成威胁和损害。因此要实时监测施工机械作业的工作状态，如果出现异常则第一时间检出并预警异常信息，避免对地下电缆造成损害的事故发生。

3、常见的施工机械作业状态监测可听声信号进行实时诊断，利用声纹传感器阵列技术，通过检测市政道路施工中破碎锤破坏硬质路表或软质路面所产生的振动信号对施工源位置进行定位并及时向相关部门发送预警，实现保护地下电缆的目的。

4、施工机械作业声纹频率约为20hz～20khz的声信号，复杂噪声环境下目标信号拾取。mems声纹传感器阵列采集到的信息不仅包含施工机械的施工过程夯、打、敲的动作产生的声纹信号，还包含周围行人、行车所产生的噪声信号。由于测量点位离施工机械位置具有一定距离，因此声强、频率等声纹特征即使对同一施工机械来说，也各不相同。采用普通的非智能声纹监测算法，很难针对施工机械的多维声纹特征，对施工机械的施工声纹进行有效监测。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种施工机械作业声纹信号的监测方法及系统，通过时域特征或频域特征确定机械施工是否开始或停止，将时域特征和频域特征通过注意力机制进行联合，判断是否为异常噪声信号；本发明的方案充分利用了声纹信号中对机械施工影响大的特征信号进行机械施工的判断，提高对机械施工的监测的有效性。

2、为实现上述目的，本发明的第一个方面提供一种施工机械作业声纹信号的监测方法，包括：

3、获取监测点处的声纹信号，并提取所述声纹信号的时域特征和频域特征；所述时域特征包括声纹信号幅度和声纹时域周期；所述频域特征包括声纹频率组成和声纹频率周期；

4、根据时域特征中声纹信号幅度/频率特征中声纹频率组成与声纹时域周期/声纹频率周期的关系，确定施工是否开始或结束；

5、根据时域特征中声纹时域周期与频率特征中声纹频率周期的相似性，结合注意力机制，确定是否为异常噪声信号。

6、本发明的第二个方面提供一种施工机械作业声纹信号的监测系统，包括：

7、获取模块：获取监测点处的声纹信号，并提取所述声纹信号的时域特征和频域特征；所述时域特征包括声纹信号幅度和声纹时域周期；所述频域特征包括声纹频率组成和声纹频率周期；

8、第一判断模块：根据时域特征中声纹信号幅度/频率特征中声纹频率组成与声纹时域周期/声纹频率周期的关系，确定施工是否开始或结束；

9、第二判断模块：根据时域特征中声纹时域周期与频率特征中声纹频率周期的相似性，结合注意力机制，确定是否为异常噪声信号。

10、本发明的第三个方面提供一种计算机设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行一种施工机械作业声纹信号的监测方法。

11、本发明的第四个方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行一种施工机械作业声纹信号的监测方法。

12、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

13、在本发明中，根据时域特征中声纹信号幅度/频率特征中声纹频率组成与声纹时域周期/声纹频率周期的关系，确定施工是否开始或结束；根据时域特征中声纹时域周期与频率特征中声纹频率周期的相似性，结合注意力机制，确定是否为异常噪声信号。充分利用了声纹信号中对机械施工影响大的特征信号进行机械施工的判断，提高对机械施工的监测的有效性。

14、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种施工机械作业声纹信号的监测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种施工机械作业声纹信号的监测方法，其特征在于，若时域特征中声纹信号幅度大于声纹时域周期，则标志施工开始；若时域特征中声纹信号幅度小于声纹时域周期，则标志施工结束。

3.如权利要求1所述的一种施工机械作业声纹信号的监测方法，其特征在于，若频率特征中声纹频率组成大于声纹频率周期，则标志施工开始；若频率特征中声纹频率组成小于声纹频率周期，则标志施工结束。

4.如权利要求1所述的一种施工机械作业声纹信号的监测方法，其特征在于，所述声纹时域周期由一天内无施工情况下声纹信号幅度的多个最大值的均值确定。

5.如权利要求1所述的一种施工机械作业声纹信号的监测方法，其特征在于，所述声纹频率周期由一天内无施工情况下声纹频率组成的多个最大值的均值确定。

6.如权利要求1所述的一种施工机械作业声纹信号的监测方法，其特征在于，根据时域特征中声纹时域周期与频率特征中声纹频率周期的相似性，结合注意力机制，确定是否为异常噪声信号，具体为：

7.如权利要求1所述的一种施工机械作业声纹信号的监测方法，其特征在于，还包括：将时域特征中声纹时域周期和频域特征内声纹频率周期分别与特征库的施工机械特征值进行比对，若相似度超过设定的相似度值，则为同一施工机械。

8.一种施工机械作业声纹信号的监测系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至7任一项所述的一种施工机械作业声纹信号的监测方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一项所述的一种施工机械作业声纹信号的监测方法。

技术总结本发明提出了一种施工机械作业声纹信号的监测方法及系统，根据时域特征中声纹信号幅度/频率特征中声纹频率组成与声纹时域周期/声纹频率周期的关系，确定施工是否开始或结束；根据时域特征中声纹时域周期与频率特征中声纹频率周期的相似性，结合注意力机制，确定是否为异常噪声信号。充分利用了声纹信号中对机械施工影响大的特征信号进行机械施工的判断，提高对机械施工的监测的有效性。技术研发人员：周旭东,储源,周建文,辛欣欣,张浩,叶甍受保护的技术使用者：宁波送变电建设有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/29