基于作業(yè)聲音信號統(tǒng)計分析的工程機械識別研究.pdf

1、地下電纜作為一種經(jīng)濟、安全的鋪設方式在我國已得到廣泛應用。但地下電纜在運行中經(jīng)常被損壞，使電纜供電的安全性受到嚴重威脅。國家電網(wǎng)對近三年電纜故障原因統(tǒng)計表明，外力破壞是造成地下電纜損壞的主要原因，故障率占了一半以上。這些外力主要來自：手持電動鎬，切割機，液壓沖擊錘，挖掘機等道路開挖工程機械。因此，我們可以通過實時監(jiān)測識別各類工程機械，從而達到保護地下電纜的目的。
　　聲音識別系統(tǒng)計算效率高，復雜度小，采集設備簡單，而且它還可以和視

2、頻監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)作，具有廣泛的應用前景。本課題，將聲音識別技術應用于地下電纜防外力破壞監(jiān)測系統(tǒng)中，實時監(jiān)測識別各類工程機械。
　　現(xiàn)實要求識別系統(tǒng)能正確識別不同距離下的各類工程機械信號，但采集得到的工程機械聲音信號中往往含有復雜的噪聲信號，不同距離下采集的信號具有不同的信噪比，這使目標信號的識別率很低。本文通過分析不同距離下各類工程機械作業(yè)聲音信號的時域和頻譜特性，將統(tǒng)計模式識別技術應用到工程機械聲音識別系統(tǒng)中。本文的主要工作和貢獻如

3、下：
　　(1)本文提出了短時能量變化比(Short-term Frames Energy Ratio，SFER)、短時頻譜幅值比(Short-term Spectrum Amplitude Ratio，SSAR)、短時頻譜幅值比占比(Short-term Spectrum Amplitude Ratio Rate，SSARR)、沖擊脈沖寬度（Width of Pulse，WoP）、沖擊脈沖間隔（Interval of Pulse

4、，IoP）等統(tǒng)計特征。這些特征受距離變化影響較小，性能穩(wěn)定。
　　(2)將統(tǒng)計特征應用于各個分類器的設計中，最終組成一套完整的識別算法。該識別算法針對不同工程機械的特點設計相應的分類器，給出了每一個分類器具體設計步驟，并通過仿真實驗證明了該算法的有效性。針對各類目標信號，該識別算法的平均識別率達到85％以上。
　　(3)在性能研究測試方面，分析了特征參數(shù)的取值對各個分類器的影響，并最終通過實驗選取了各個分類器特征參數(shù)的閾值；