一种电杆埋深检测系统的检测方法与流程

本发明涉及电杆埋深检测，具体涉及一种电杆埋深检测系统的检测方法。

背景技术：

1、电杆埋深直接决定其抗倾覆与抗疲劳性能，但在山区碎石夹层、回填不均及冻融交替等极端微观工况下，电杆周围土体形成非均匀“局部空腔-密实夹层”结构，导致冲击弹性波在传播过程中产生多次弱反射叠加与相位畸变，传统基于单一波速或首波到达时间的检测方法难以识别真实埋深，易将局部界面误判为端部反射界面，产生厘米级甚至分米级系统性误差；尤其在存在施工截断虚埋情形时，该误差进一步放大，造成隐蔽性安全隐患难以发现，亟需一种能够区分多界面耦合反射并实现真实埋深判定的检测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电杆埋深检测系统的检测方法，以解决背景技术中不足。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电杆埋深检测系统的检测方法，包括：

3、针对同一待测电杆在不同激振位置和/或不同激振强度条件下进行多次冲击激振，采集对应的振动响应信号，构建多工况原始信号集合b；

4、对多工况原始信号集合b进行统一预处理，并在同一时频域框架下提取反射特征，构建跨工况对应的反射特征矩阵c，包含界面相位漂移离散度参数及传播路径能量耦合衰减指数；

5、基于反射特征矩阵c，构建反射一致性判别模型，对各反射特征在不同工况下的传播一致性进行计算，得到一致性参数序列e，并将一致性发生突变的特征点识别为候选界面集合d；

6、针对候选界面集合d，引入传播路径自洽约束，对各候选界面在多工况下对应的传播距离进行反演比对，剔除不满足传播路径闭合条件的界面，得到唯一目标反射界面；

7、利用目标反射界面在多工况下的传播时间差分数据，构建波速自校正模型，得到修正传播波速，并基于所述修正传播波速与对应传播时间计算电杆实际埋深h。

8、优选的，所述界面相位漂移离散度参数的计算包括如下步骤：

9、对得到的反射特征矩阵c中的各反射特征进行时频域解析，提取对应各工况下的瞬时相位序列，构建同一反射界面的跨工况相位集合φ；基于所述跨工况相位集合φ，对各工况相位进行相位展开及统一参考对齐处理，消除相位跳变影响，得到相位对齐序列φ′；将所述相位对齐序列φ′代入同调谱相位锁定分析扩展模型，计算各相位之间的复指数耦合值，获得相位锁定强度指标l；根据所述相位锁定强度指标l构建界面相位漂移离散度参数。

10、优选的，所述传播路径能量耦合衰减指数的计算包括如下步骤：

11、基于得到的反射特征矩阵c，提取各反射特征对应的能量值及到达时间信息，构建传播路径节点集合，并以各节点之间的传播关系建立加权连接关系，形成能量传播图模型g；

12、对所述能量传播图模型g进行图信号定义，将各节点的反射能量映射为图信号，并依据传播路径长度及介质特性对连接权重进行归一化处理，得到标准化图结构g′；

13、在所述标准化图结构g′上执行图域滤波与能量扩散分析，计算各节点间的能量传递衰减系数，得到多路径能量耦合分布序列e′；

14、根据所述多路径能量耦合分布序列e′构建传播路径能量耦合衰减指数。

15、优选的，所述得到一致性参数序列e，包括如下步骤：

16、基于反射特征矩阵c，提取各反射特征在不同工况下的到达时间、界面相位漂移离散度参数及传播路径能量耦合衰减指数，构建多维特征向量序列，并按反射特征的时间顺序进行排列；

17、对所述多维特征向量序列中相邻反射特征进行差分计算，得到跨工况传播一致性变化量，并基于所述变化量构建一致性度量函数，计算得到对应的一致性参数序列e。

18、优选的，将一致性发生突变的特征点识别为候选界面集合d，包括：对所述一致性参数序列e进行平滑处理及趋势分析，获得一致性变化曲线，并计算各特征点处的一致性梯度值；根据所述一致性梯度值识别发生突变的特征点，并将所述特征点对应的反射特征确定为候选界面集合d。

19、优选的，针对候选界面集合d，引入传播路径自洽约束，对各候选界面在多工况下对应的传播距离进行反演比对，包括如下步骤：

20、针对候选界面集合d中的每一候选界面，提取其在多工况下对应的到达时间数据，并结合各工况激振位置与传感器位置之间的空间关系，构建对应的传播路径集合；

21、基于所述传播路径集合，利用预设传播波速初值对各候选界面进行传播距离反演计算，得到同一候选界面在不同工况下的传播距离序列；

22、对所述传播距离序列进行一致性比对，构建传播路径闭合判定函数，计算各传播路径之间的距离偏差，并判断其是否满足预设闭合条件；

23、剔除不满足传播路径闭合条件的候选界面，保留满足闭合条件且距离偏差最小的候选界面，确定为唯一目标反射界面。

24、优选的，所述修正传播波速的计算包括如下步骤：

25、针对目标反射界面，提取其在多工况下对应的到达时间数据，并根据不同工况激振位置之间的空间差异构建传播时间差分序列；

26、基于所述传播时间差分序列及对应传播路径长度差分数据，构建波速自校正函数，通过最小二乘拟合方式求解得到修正传播波速。

27、优选的，将所述修正传播波速代入各工况对应的传播时间数据，计算各工况下的单次埋深值，并构建埋深计算序列；对所述埋深计算序列进行统计融合处理，计算平均值及离散度，并将离散度最小的计算结果确定为电杆实际埋深h。

28、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

29、1、本发明通过构建多工况原始信号集合，并在统一时频域框架下提取反射特征，结合界面相位漂移离散度参数与传播路径能量耦合衰减指数，实现了对反射界面稳定性与传播结构特性的协同表征。相较于传统仅依赖单一时间或幅值特征的检测方法，本发明能够有效区分由复杂地质条件引起的多路径耦合反射与真实端部反射，从根本上降低碎石夹层、局部空腔及回填不均等因素对检测结果的干扰，提高反射界面识别的准确性与可靠性。

30、2、本发明通过引入反射一致性判别模型及传播路径自洽约束机制，对候选界面进行多维一致性筛选，并利用传播时间差分构建波速自校正模型，实现传播波速的自适应修正及埋深结果的统计融合计算。该方法避免了传统技术中依赖经验波速或单次测量带来的系统误差，使电杆埋深计算结果在多工况下具有更高一致性与稳定性，从而在复杂环境下仍能够实现高精度、无损的埋深检测。

1.一种电杆埋深检测系统的检测方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种电杆埋深检测系统的检测方法，其特征在于：所述界面相位漂移离散度参数的计算包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种电杆埋深检测系统的检测方法，其特征在于：所述传播路径能量耦合衰减指数的计算包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种电杆埋深检测系统的检测方法，其特征在于：所述得到一致性参数序列e，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种电杆埋深检测系统的检测方法，其特征在于：将一致性发生突变的特征点识别为候选界面集合d，包括：对所述一致性参数序列e进行平滑处理及趋势分析，获得一致性变化曲线，并计算各特征点处的一致性梯度值；根据所述一致性梯度值识别发生突变的特征点，并将所述特征点对应的反射特征确定为候选界面集合d。

6.根据权利要求1所述的一种电杆埋深检测系统的检测方法，其特征在于：针对候选界面集合d，引入传播路径自洽约束，对各候选界面在多工况下对应的传播距离进行反演比对，包括如下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种电杆埋深检测系统的检测方法，其特征在于：所述修正传播波速的计算包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种电杆埋深检测系统的检测方法，其特征在于：将所述修正传播波速代入各工况对应的传播时间数据，计算各工况下的单次埋深值，并构建埋深计算序列；对所述埋深计算序列进行统计融合处理，计算平均值及离散度，并将离散度最小的计算结果确定为电杆实际埋深h。