一种应用于地下挖掘系统的区分地面震动信号干扰的方法

摘要

本发明提供一种应用于地下挖掘系统的区分地面震动信号干扰的方法，通过在监测区域内设置两个以上的地震动探测器；当目标行进时，采集目标通过每个地震动探测器的监测区域时的时间信息；由于已知两个地震动探测器之间的距离，利用位移和时间与速度的关系计算目标通过两个地震动探测器监测区域的平均速度；通过平均速度的大小判断产生地震动信号的成因；本发明利用地下挖掘的速度与地面车辆、人员行驶速度差别较大的特点，通过计算目标的速度来对采集到的地震动信号进行判断区分，从而提高利用微震动进行地下监控的效率，大大降低虚警率。

权利要求

1.一种应用于地下挖掘系统的区分地面震动信号干扰的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、在监测区域内设置至少两个地震动探测器， 和 ；

步骤2、监测到目标运动时，采集目标通过每个地震动探测器的监测区域时的时间信息，即目标运动进入到地震探测器 监测区域时的时刻 ，目标运动走出地震探测器 监测区域的时刻 ，目标运动进入地震探测器 监测区域的时刻 ，目标运动走出地震探测器 监测区域的时刻 ，通过两个地震动探测器监测到目标不同状态的时刻，运用公式，计算出目标在此区域运动的时间 ；

步骤3、通过已知两个地震动探测器 和 之间的间隔，确定目标在两个地震动探测器之间的位移为 ；

步骤4、通过所述步骤2和步骤3获得的时间和位移，利用位移和时间与速度的关系运用公式 计算目标通过两个地震动探测器探测区域的平均速度 ；

步骤5、根据目标通过两个地震动探测器探测区域的平均速度 的大小判断目标属于地下挖掘行为还是地面人员与车辆行驶的干扰信号；如果计算出目标通过两个地震动探测器监测区域的平均速度小于0.1米/秒，判定为地下挖掘行为，若目标通过两个地震动探测器监测区域的平均速度大于等于0.1米/秒，判定为地面人员与车辆行驶的干扰信号。

说明书

一种应用于地下挖掘系统的区分地面震动信号干扰的方法

技术领域

[0001] 本发明属于地下安全监控技术领域，涉及一种地下挖掘系统抗干扰的方法，具体是一种应用于地下挖掘系统的区分地面震动信号干扰的方法。

背景技术

[0002] 目前，我国地上安全监控方式方法有很多，包括利用图像监测、红外探测、微波探测、声探测、超声波探测、振动入侵探测器等技术和设备进行监控，效果都非常明显，但对于利用地下挖掘进行的偷盗、偷渡、越狱等违法犯罪行为却很难有效监控防范，往往都是事后才能发现，具有明显的滞后性。因此，国内很多高校、科研机构都在积极开展基于微震动的地下挖掘监控系统的研发，该系统通过感知地下挖掘产生的地震动信号作为预警信号。由于地面的车辆、人员行走时也会产生地震动信号，被基于微震动的地下挖掘监控系统感知后，错误的预警，造成较高的虚警率，对地下挖掘系统的正常监控造成严重干扰。

发明内容

[0003] 本发明为了解决上述问题，提出一种应用于地下挖掘系统的区分地面震动信号干扰的方法，主要利用了偷盗时的地下挖掘速度与地面车辆行驶、人员行走速度差别较大的特点。由于一般地下挖掘的速度小于0.1米/秒，而车辆行驶、人员行走的速度远比0.1米/秒大，因此，通过计算目标的运动速度来区分是偷盗挖掘还是地面震动信号干扰。

[0004] 本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：一种应用于地下挖掘系统的区分地面震动信号干扰的方法，包括如下步骤：步骤1、在监测区域内设置至少两个地震动探测器；步骤2、监测到目标运动时，采集其通过每个地震动探测器监测区域时的时间信息，获得目标在此区域运动的时间；步骤3、通过已知的两个地震动探测器之间的距离，获得目标在此区域运动的位移；步骤4、通过所述步骤2和步骤3获得的时间和位移，获得目标通过两个地震动探测器监测区域的平均速度；步骤5、通过对比计算出的平均速度和预先设定的地下挖掘以及地面行驶速度的差异，判断产生地震动信号的成因，如果计算出目标通过两个地震动探测器监测区域的平均速度小于0.1米/秒，判定为地下挖掘，若目标通过两个地震动探测器监测区域的平均速度大于等于0.1米/秒，判定为地面的车辆行驶、人员行走造成的干扰。

[0005] 本发明的有益效果是：利用本发明的方法可以有效的排除地面车辆行驶、人员行走对地下挖掘监控系统的干扰，降低虚警率，即大幅提升地下挖掘安全监控的效果。

附图说明

[0006] 图1是本发明方法的原理示意图。

具体实施方式

[0007] 下面结合附图对本方法做进一步说明：

[0008] 一种应用于地下挖掘系统的区分地面震动信号干扰的方法，包括如下步骤：

[0009] 首先，在监测区域内设置至少两个地震动探测器 、 ，如图1所示，当检测到目标运动时，采集目标通过每一个地震动探测器监测区域时的时间信息，利用位移与时间的关系，依据根据公式（1）计算得到速度：

[0010]                          （1）；

[0011] 为目标运动速度的平均值， 为目标运动经过以地震动探测器 安装点为起点，到地震动探测器 安装点为止所需要的时间； 为地震动探测器 与地震动探测器之间的距离；通过 以及目标在此期间运动的距离 ，从而计算出目标通过两个地震动探测器监测区域的平均速度 。

[0012] 如图1所示，上述两个地震动探测器属于同一型号，布设在相同的土壤环境中，因此，两个地震动探测器具有相同的监测范围，目标通过两个地震动探测器监测区域的方向，与两个地震动探测器的连线方向相同。对于目标运动时间的计算可以通过公式（2）进行计算：

[0013]              （2）；

[0014] 在上述公式和图1中， 为目标运动到地震动探测器 安装点的时刻； 为目标运动到地震动探测器 安装点的时刻； 为目标进入地震动探测器 监测区域的时刻；为目标离开地震动探测器 监测区域的时刻； 为目标进入地震动探测器 监测区域的时刻； 为目标离开地震动探测器 监测区域的时刻。由于 、 无法准确测定，所以利用两个地震动探测器监测到目标进入、离开的时刻，即 、 、 、 ，计算出目标在此区域运动的时间。

[0015] 联合上述公式（1）（2）可以得出速度值的计算公式（3）：

[0016]                    （3）；

[0017] 利用两个地震动探测器测得的时间参数，以及两个地震动探测器布设的距离，带入公式（3）计算出目标运动的速度，根据计算结果判断目标是属于偷盗的地下挖掘，还是地面车辆行驶、人员行走造成的干扰信号，最终达到降低虚警率的目的。