(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210913551.1 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 袁航 地址 450000 河南省郑州市金 水区丰庆路 65号院2号楼54 号 (72)发明人 袁航　杨宇轩　 (74)专利代理 机构 郑州博鳌纵横知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 41165 专利代理师 蔡伶俐 (51)Int.Cl. G08B 21/18(2006.01) G08B 7/06(2006.01) H04N 5/225(2006.01) H04N 5/76(2006.01)G10L 25/51(2013.01) H02J 13/00(2006.01) G01H 17/00(2006.01) G06V 20/40(2022.01) G06V 20/52(2022.01) (54)发明名称 一种10千伏地埋电缆外破防护系统及 防护 方法 (57)摘要 本发明公开了一种10千伏地埋电缆外破防 护系统及防护方法， 其中： 电缆外破监测系统由 声音采集器、 摄像头、 深声 光报警器、 控制器和电 源组成， 声音采集器用于对噪音的采集及识别， 摄像头用于对警示桩四周进行图像采集， 声光报 警器根据噪音等级进行识别及报警。 本发明通过 安装电缆外破装置对电缆外破时的声音进行识 别检测和智能判断， 对电缆发生外破后第一时间 进行定位并报警， 缩短电缆外破点查找时间， 提 高故障抢修效率， 减少电网停电时间。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115410344 A 2022.11.29 CN 115410344 A 1.一种10千伏地埋电缆外破防护系统及防护方法， 其特征在于： 由声音采集器、 摄像 头、 深声光报警器、 控制器和电源组成， 所述声音采集器用于对 噪音的采集及识别， 所述摄 像头用于对警示桩四周进行图像采集， 所述声光报警器用于噪音等级的识别及报警。 2.根据权利要求1所述的一种10千伏地埋电缆外破防护系统， 其特征在于： 所述声音采 集器包括AD转换、 去噪、 端点检测、 预加重、 分帧和 加窗。 3.根据权利要求2所述的一种10千伏地埋电缆外破防护系统， 其特征在于： 所述声音采 集器中声音的识别， 由语言信号预处理模块、 特征提取模块、 建模模块和模式匹配模块组 成。 4.权利要求1 ‑3任一项所述的一种10千伏地埋电缆外破 防护系统的防护方法， 其特征 在于： 包括如下步骤： A： 电缆外破 源声纹识别模块： S1： 声音信号采集： 用声源敏感传感器获取声 音信号， 每0.5秒作为 一段进行处 理； S2： 声音信号预处理:对每段声音信号进行预处理， 包括分帧、 加窗,由于声音信号为非 平稳信号， 但是 具有短时平稳 特性， 因此根据20K的采样频率将帧长设为1024， 帧移512； S3： 声纹特征的提取： 对分帧后的声源声纹信号进行提取， 并将信号进行提取， 录入声 纹库， 作为后期声源的比对样本库； S4： 工程器械声音特征指纹库建立： 以标号 “0”表示噪声信号、 “1”表示手持电镐、 “2”表 示切割机、 “3”表示破碎锤， “4”表示挖掘机， 其中： 标号 “0”为无工程器械 工作， 不需报警； S5： 工程器械声音的识别： 将敏感传感器监测的每帧信号与声纹识别库内的样本库进 行比对， 得到 工程器械声纹的识别， 从而实现对实时声 音信号的入侵监测； B、 基于人工智能的外破监控 模块： S1： 录入人工智能样本库： 对监控区域地埋电缆的位置， 进行样本采集， 对采集的图片 进行电缆走向位置标识， 并记录所在区域的方位角， 一同录入样本库； S2： 本区域外破源信息录入： 将工程器械施工图片也录入样本库， 并与电缆外破源声纹 识别模块对应起来； 以标号 “0”表示噪声信号、 “1”表示手持电镐、 “2”表示切割机、 “3”表示 破碎锤，“4”表示挖掘机， 其中： 标号 “0”为无工程器械 工作， 不需报警； S3： 人工智能识别外破源： 当电缆外破源敏感传感器报警， 视频传感器即开始由休眠状 态进入工作状态， 实现周围外破源的360度无死角搜寻， 当发现外破源以后， 开展基于人工 智能的外破源识别， 第一步开展工程器械外破源识别， 通过电缆外破源声纹识别的结果， 进 行外破源再次识别确认； 第二步开展地埋电缆地理位置方位角识别， 确定外破源施工区域 是否有重要地埋电缆， 如有地埋电缆， 识别成功进入语音联动喊话阶段， 如若没有地埋电 缆， 即停止操作。 S4： 外破源联动监控： 由于声音识别在噪声较强的环境下有可能会出现误报， 因此采用 声音与视频结合的方式确认目标的存在与否， 通过声音识别出工程机械后调动声阵列附近 的摄像头， 结合方位角 信息， 确认报警是否为误报， 如非误报则采取相应措施， 否则忽略报 警信息。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115410344 A 2一种10千伏地埋电缆外破防护系统及防护方 法 技术领域： [0001]本发明涉及一种监控报警系统， 特别涉及一种10千伏地埋电缆外破防护系统及防 护方法。 背景技术： [0002]随着城市化的快速推进， 城市电网的缆化率也在增强， 地埋电缆、 地埋光缆等大量 的基础设施入地， 给地埋电缆的运维带来了难题， 由于修路、 挖沟 等城市建设， 导致地埋电 缆经常被意外挖断， 事后也不进 行汇报， 外破的电缆给过路的行人带来生命安全隐患； 传统 预防电缆外力破坏依靠人工定期巡视， 由于人工巡视属于被动防护， 再加上地埋电缆覆盖 面积广泛， 无法时刻做到人工 巡视全覆盖， 所以， 地 埋电缆经常受外力破坏而导 致故障。 发明内容： [0003]本发明所要解决的技术问题是： 克服现有技术的不足， 提供一种 10千伏地埋电缆 外破防护系统及防护方法， 通过设置电缆外破防护系统对电缆外破时的声音进行识别检测 和智能判断， 对电缆发生外破后第一时间进 行定位并报警， 缩短电缆外破点查找时间， 提高 故障抢修效率， 减少电网停电时间。 [0004]本发明为 解决技术问题所采取的技 术方案是： [0005]一种10千伏地埋电缆外破防护系统， 由声音采集器、 摄像头、 深声光报警器、 控制 器和电源组成， 所述声音采集器用于对噪音的采集及识别， 所述摄像头用于对警示桩四周 进行图像采集， 所述声光报警器用于噪音等级的识别及报警。 [0006]所述声音采集器包括D转换、 去噪、 端点检测、 预加重、 分帧和 加窗。 [0007]所述声音采集器中声音的识别， 由语言信号预处理模块、 特征提取模块、 建模模块 和模式匹配模块组成。 [0008]所述的一种10千伏地 埋电缆外破防护系统的防护方法， 包括如下步骤： [0009]A： 电缆外破 源声纹识别模块： [0010]S1： 声音信号采集： 用声源敏感传感器获取声 音信号， 每0.5秒作为 一段进行处 理； [0011]S2： 声音信号预处理： 对每段声音信号进行预处理， 包括分帧、 加窗， 由于声音信号 为非平稳信号， 但是具有短时平稳特性， 因此根据20K的采样频率将帧长设为1024， 帧移 512； [0012]S3： 声纹特征的提取： 对分帧后的声源声纹信号进行提取， 并将信号进行提取， 录 入声纹库， 作为后期声源的比对样本库； [0013]S4： 工程器械声音特征指纹库建立： 以标号 “0”表示噪声信号、 “1”表示手持电镐、 “2”表示切割机、 “3”表示破碎锤， “4”表示挖掘机， 其中： 标号 “0”为无工程器械工作， 不需报 警； [0014]S5： 工程器械声音的识别： 将敏感传感器监测的每帧信号与声纹识别库内的样本 库进行比对， 得到 工程器械声纹的识别， 从而实现对实时声 音信号的入侵监测；说　明　书 1/3 页 3 CN 115410344 A 3