基于多模态数据融合的地下线缆智能巡检方法及系统

本技术涉及线缆巡检，尤其涉及基于多模态数据融合的地下线缆智能巡检方法及系统。

背景技术：

1、多模态数据，狭义是指多媒体数据，如文本、音频、视频。广义是指对原始数据集采用不同的特征提取方法得到的不同特征组合。

2、目前线缆巡检大多数采用的是人工巡检的工作方式，存在人为主观因素多、管理成本高，巡检工作管理困难、巡视质量难以保证等问题，同时，对反映运行状态和线缆缺陷等的信息得不到及时反馈，线缆隐患不能及时发现，容易引发线缆故障。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本技术提供基于多模态数据融合的地下线缆智能巡检方法及系统。

2、第一方面，本技术提供的基于多模态数据融合的地下线缆智能巡检方法，所述方法包括：

3、获取目标区域线缆位置信息，对所述目标区域线缆位置信息下的目标区域线缆进行两个采集点的声波传播处理，输出两种标准回波数据和两种反馈回波数据；

4、将两种标准回波数据和两种反馈回波数据进行识别图形的分析得到地下空间几何图形；

5、获取目标区域线缆位置信息的周围环境状况信息和目标区段线缆，根据所述周围环境状况信息，进行目标区段线缆的声波传播处理得到第一线缆回波图形，预测出当前线缆模型，对当前线缆模型进行仿真声波传播处理得到第二线缆回波图形，将第一线缆回波图形与第二线缆回波图形进行比对得到第一线损预警标记集；

6、基于所述第一线损预警标记集，采集标准线缆传输信号数据集和当前线缆传输信号数据集，将标准线缆传输信号数据集和当前线缆传输信号数据集进行一一比对，如果标准线缆传输信号数据集和当前线缆传输信号数据集比对结果中存在相同情况则输出第一级别线损预警标记区段信息集；

7、将标准线缆传输信号数据集和当前线缆传输信号数据集进行一一比对，如果标准线缆传输信号数据集和当前线缆传输信号数据集比对结果中存在不相同情况则输出第二级别线损预警标记区段信息集和线损安全误判区段结果集；

8、将所述地下空间几何图形、周围环境状况信息、第一级别线损预警标记区段信息集、第二级别线损预警标记区段信息集和线损安全误判区段结果集进行预警输送通知处理得到线缆巡检预警信息通知结果。

9、通过采用上述技术方案，首先通过对目标区域线缆位置信息下的目标区域线缆进行所处地下空间几何信息的变化状况图形分析，以便于得知目标区域线缆当前所处地下空间信息是否会对线缆造成一定程度的损坏，可对线缆受地下空间几何图形的损坏影响进行及时性的预警通知，再者通过声波根据分析得出的地下空间几何图形进行周围环境状况信息的获取，以对目标区域线缆进行声波传播处理，统计反馈数据识别图形，以目标区域线缆的损坏状况进行及时监测，提高线缆巡检工作的高效性。

10、优选的，获取目标区域线缆位置信息，根据所述目标区域线缆位置信息，对目标区域的地下线缆所处空间进行扫描处理得到空间扫描数据信息，对所述空间扫描数据进行空间几何图形的识别得到第一地下空间几何图形；

11、获取目标区域线缆的原始地下空间几何图形，将所述原始地下空间几何图形与第一地下空间几何图形进行比对得到图形比对结果，图形比对结果包括差异图形部分和相同图形部分；

12、预设第一采集点和第二采集点，根据所述差异图形部分，对第一采集点和第二采集点分别进行倾斜角度的设定得到第一倾斜角和第二倾斜角；

13、根据第一地下空间几何图形，预设匹配声波数据；

14、根据所述匹配声波数据和第一地下空间几何图形，预估第一标准回波数据和第二标准回波数据；

15、根据所述匹配声波数据，统计第一采集点在第一倾斜角条件下的第一反馈回波数据，统计第二采集点在第二倾斜角条件下的第二反馈回波数据。

16、优选的，当所述第一反馈回波数据与第一标准回波数据相同时，且第二反馈回波数据与第二标准回波数据相同时，则判断第一地下空间几何图形为最终所需的地下空间几何图形；

17、当所述第一反馈回波数据与第一标准回波数据相同，且第二反馈回波数据与第二标准回波数据相应一种标准回波数据不相同时，或者是当第一反馈回波数据与第一标准回波数据不相同，且第二反馈回波数据与第二标准回波数据相同时，则输出达标回波数据和未达标回波数据；

18、基于所述未达标回波数据，从第一倾斜角和第二倾斜角中选取出对应的需调整倾斜角，对需调整倾斜角进行数据调整得到倾斜角调整结果，根据倾斜角调整结果，统计得到第三反馈回波数据；

19、根据所述未达标回波数据，从第一标准回波数据和第二标准回波数据中选取出对应的比对标准回波数据，当第三反馈回波数据与比对标准回波数据相同时，则根据倾斜角调整结果、第三反馈回波数据和达标回波数据识别出第一比对差异图形；

20、将所述第一比对差异图形和差异图形部分进行图形整合处理得到第一整合差异图形部分，根据第一整合差异图形部分和相同图形部分的组合得到地下空间几何图形。

21、优选的，当所述第一反馈回波数据与第一标准回波数据不相同时，且第二反馈回波数据与第二标准回波数据不相同时，则对第一倾斜角和第二倾斜角分别进行数据调整得到第一调整倾斜角和第二调整倾斜角，根据第一调整倾斜角和第二调整倾斜角，统计得到第四反馈回波数据和第五反馈回波数据；

22、当所述第四反馈回波数据与第一标准回波数据相同时，且第五反馈回波数据与第二标准回波数据相同时，则根据第一调整倾斜角、第二调整倾斜角、第四反馈回波数据和第五反馈回波数据识别出第二比对差异图形；

23、将所述第二比对差异图形和差异图形部分进行图形整合处理得到第二整合差异图形部分，根据第二整合差异图形部分和相同图形部分的组合得到地下空间几何图形。

24、通过采用上述技术方案，通过两种地下空间几何图形监测的方式，即地下扫描技术和声波技术，将这两种方式所识别出的地下空间几何图形进行差异性和相同性的比对，并通过对差异性的两种图形部分进行综合性的整合处理，以得到最终所需要较为精确的地下空间几何图形，规避了单一性的数据处理方式所产生的较大误差。

25、优选的，获取目标区域线缆位置信息的周围环境状况信息和目标区段线缆，选取所述目标区段线缆的长度中点位置，根据周围环境状况信息和目标区段线缆，预设第一中点声波数据，根据第一中点声波数据，对目标区段线缆进行声波传播处理得到第一区段线缆回波数据，对第一区段线缆回波数据识别图形得到第一线缆回波图形；

26、获取目标区段线缆的原始线缆模型和线缆所处地下的安置时限，根据所述地下空间几何图形和周围环境状况信息，对原始线缆模型在历经安置时限变动后模型的预测，输出当前线缆模型；

27、根据第一中点声波数据，对所述当前线缆模型进行仿真声波传播处理得到第二区段线缆回波数据，对第二区段线缆回波数据识别图形得到第二线缆回波图形；

28、将所述第一线缆回波图形和第二线缆回波图形进行比对得到回波图形比对结果，预设回波图形差额幅度判定值，根据回波图形差额幅度判定值，从回波图形比对结果中提取出大于或等于回波图形差额幅度判定值的对应差异回波图形区段，根据对应差异回波图形区段输出差异回波图形区段集，将差异回波图形区段集进行线缆破损预警标记，输出第一线损预警标记集。

29、通过采用上述技术方案，通过根据所得的地下空间几何图形和周围环境状况信息，以选取两个采集点位置，以便于进行不同角度方向的声波传播处理，根据所统计出的回波数据以识别图形，通过对预测出的当前线缆模型进行同样的声波传播处理，将分析得到的两种回波图形进行差异性的比对，差异性的部分即为线缆极大可能存在损坏的状况，并将差异性部分对应的线缆区段进行标记，并进行后续一系列的验证处理，提高判断结果的准确和可靠性。

30、优选的，根据所述第一线损预警标记集，采集原始线缆模型中与第一线损预警标记集相应区段位置的标准线缆传输信号数据集，并采集当前线路模型中与第一线损预警标记集相应区段位置的当前线缆传输信号数据集；

31、将所述标准线缆传输数据集与当前线缆传输数据集进行相应区段位置信号数据的比对得到信号数据比对结果，将信号数据比对结果中存在标准和当前线缆传输数据相同的对应线损预警标记区段进行提取，输出第一级别线损预警标记区段信息集。

32、优选的，将所述信号数据比对结果中存在标准线缆传输数据和当前线缆传输数据不相同的对应线损预警标记区段进行提取，输出信号数据差异区段预处理结果；

33、基于所述信号数据差异区段预处理结果，对差异区段进行二次线缆传输信号数据采集得到差异区段二次信号采集数据集；

34、将所述差异区段二次信号采集数据集与标准线缆传输信号数据集进行相应区段信号数据比对得到信号数据差额幅度集；

35、预设信号数据差额幅度区间值，将信号数据差额幅度集中落在信号数据差额幅度区间值内的数据所对应的线损预警标记区段进行提取，输出第二级别线损预警标记区段信息集；

36、将所述信号数据差额幅度集中未落在信号数据差额幅度区间值内的数据所对应的线损预警标记区段进行提取，输出线损安全误判区段结果集；

37、所述第一级别线损预警标记区段信息集、第二级别线损预警标记区段信息集和线损安全误判区段结果集组合成线损预警处理结果集；

38、将所述地下空间几何图形、周围环境状况信息和线损预警处理结果集进行预警输送通知处理得到线缆巡检预警信息通知结果。

39、通过采用上述技术方案，通过对所标记出的预警区段进行线缆信号传输数据的统计，并将其与在线缆原始标准情况下的对应区段线缆信号传输数据进行一一识别图形的比对，以进行存有不同情况的单独性分析，即监测区段的图形相同时，则可确定该区段的线缆是存有线损的，并将其标记为第一级别程度的线损，当监测区段的图形不相同时，为了进一步的判断该区段是否有线损，降低误判的几率，则再次进行线缆信号传输数据的识别图形分析处理，此次检测出有异常时，则将该区段标记为第二级别程度的线损，对于经由上述一系列步骤的分析，发现监测区段还是未满足上述一系列异常判定条件时，则说明该区段是安全的，通过上述多次验证过程的处理增强了最后线缆巡检结果的科学性，以及对数据变化进行了可发展性的研究，提高了线缆巡检工作的效率。

40、第二方面，基于多模态数据融合的地下线缆智能巡检系统，包括：

41、采集点回波处理单元，用于获取目标区域线缆位置信息，对目标区域线缆位置信息下的目标区域线缆进行两个采集点的声波传播处理，输出两种标准回波数据和两种反馈回波数据；

42、空间图形识别单元，用于将两种标准回波数据和两种反馈回波数据进行识别图形的分析得到地下空间几何图形；

43、预警区段标记单元，用于获取目标区域线缆位置信息的周围环境状况信息和目标区段线缆，根据周围环境状况信息，进行目标区段线缆的声波传播处理得到第一线缆回波图形，预测出当前线缆模型，对当前线缆模型进行仿真声波传播处理得到第二线缆回波图形，将第一线缆回波图形与第二线缆回波图形进行比对得到第一线损预警标记集；

44、线损预警级别分析单元，用于根据第一线损预警标记集，采集标准线缆传输信号数据集和当前线缆传输信号数据集，将标准线缆传输信号数据集和当前线缆传输信号数据集进行一一比对，如果标准线缆传输信号数据集和当前线缆传输信号数据集比对结果中存在相同情况则输出第一级别线损预警标记区段信息集；

45、巡检结果预警通知单元，用于将标准线缆传输信号数据集和当前线缆传输信号数据集进行一一比对，如果标准线缆传输信号数据集和当前线缆传输信号数据集比对结果中存在不相同情况则输出第二级别线损预警标记区段信息集和线损安全误判区段结果集；并将地下空间几何图形、周围环境状况信息、第一级别线损预警标记区段信息集、第二级别线损预警标记区段信息集和线损安全误判区段结果集进行预警输送通知处理得到线缆巡检预警信息通知结果。

46、与现有技术相比，本发明具有以下特点和有益效果：

47、1.通过对目标区域线缆位置信息下的目标区域线缆最先进行地下空间的扫描，以根据扫描得到的数据识别出第一地下空间几何图形，再者，通过对没目标区域线缆进行两个采集点的不同倾斜角的声波传播处理得到的两种反馈回波数据，并根据所采集到的两种反馈回波数据的不同情况下的数据综合分析得到几种差异部分图形，并与上述的第一地下空间几何图形进行综合性的比对和图形调整处理得到最终所需的地下空间几何图形，以便于得知先后目标区域线缆在变化后的地下空间几何图形中的线缆受损几率，以实现将变化后可能对目标区域线缆造成一定程度线损的地下空间几何图形进行及时性的预警通知。

48、2.通过采集到目标区域线缆所处的周围环境状况信息，以便于在考虑到环境因素影响条件下进行声波传播处理的匹配声波数据，通过预测出当前线缆模型，并同时对目标区域线缆和当前线缆模型分别进行长度中点位置的声波传播处理，将所采集到的两种线缆回波数据进行回波图形的识别，且将两种回波图形进行比对分析，以标记出极可能存在线损的回波图形差异区段，以实现将当前情况下所分析得到的线损状况进行可参考信息的比对，以进行第一步的结果验证，再者通过对上述所标记得出的第一线损预警标记集进行每个标记区段处的线缆传输信号数据的比对验证，以实现将出现线损区段的线缆进行不同线损严重级别的预警，以便于后续处理人员的及时对症下药，提高后续应对处理工作的便捷性，且对出现线损区段的误判结果进行校验，提高了线缆巡检的工作效率以及多种数据分析处理过程的精确度。