Page 94 - 2023年第54卷第5期
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在图 ９中，红色点（０）代表切割断丝，蓝色点（１）代表腐蚀断丝，绿色点（２）代表敲击噪声，从图
              ９中可以看出，基于 ＲｅｓＮｅｔ模型重构的断丝特征，切割断丝信号和敲击噪声信号边界不清晰，部分敲
              击噪声信号远离敲击噪声信号总体数据群；基于 Ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ － ｖ４模型重构的断丝特征，切割断丝信号和
              腐蚀断丝信号边界不清晰；基于 Ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ － ＲｅｓＮｅｔ － ｖ２模型重构的断丝特征，３种声音信号间有较为明
              确的界限，这也说明采用 Ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ － ＲｅｓＮｅｔ － ｖ２提取断丝特征信号更为有效。

              ５ 结论


                  本文采用分布式光纤传感器，通过 ＰＣＣＰ原型断丝试验获得切割断丝、腐蚀断丝和敲击噪声的声
              波信号，利用短时傅里叶变换对原始信号进行处理，并将不同的深度学习模型用于断丝信号重构中，
              最终将断丝信号输入智能模型进行信号识别，通过评价智能模型识别性能，建立最优的 ＰＣＣＰ断丝信
              号识别模型。通过整体的 ＰＣＣＰ断丝识别研究所得到的具体结论如下。
                  （ １）本研究进行了输水管道 ＰＣＣＰ原型断丝试验，利用分布式光纤传感器，收集了多组 ＰＣＣＰ切
              割断丝信号、ＰＣＣＰ腐蚀断丝信号以及噪声信号。从原始信号特征来看，信号受环境噪声影响小，波
              形能够反映信号的特征，能为 ＰＣＣＰ断丝信号识别与分析奠定数据基础。
                  （２）对比将原始信号直接输入智能模型和将原始信号重构输入智能模型两种方式，结果显示将重
              构后的特征输入智能模型，其准确性有了较大的提升，表明深度模型能够用于重构断丝信号特征，并
              将重构的特征应用于 ＰＣＣＰ断丝信号识别中。
                  （３）对比不同深度模型重构的断丝信号在智能模型中的表现，结果显示基于 Ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ － ＲｅｓＮｅｔ － ｖ２
              模型重构的断丝特征在 ４种不同类型的智能模型中均表现优异，说明基于 Ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ － ＲｅｓＮｅｔ － ｖ２重构的
              断丝特征信号更具有有效性，尤其对于 ＳＶＭ模型，在测试集中达到了 １００％的准确率，说明该模型能
              够应用于 ＰＣＣＰ断丝监测。
                  （ ４）基于 Ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ － ＲｅｓＮｅｔ － ｖ２模型重构的断丝特征，从混淆矩阵中可以看出仍有部分信号出现识
              别错误，说明切割断丝信号、腐蚀断丝信号和敲击噪声信号具有一定的相似性，这也显示了直接将原
              始信号输入智能模型而整体识别准确率不高的原因，亦说明对断丝信号进行重构是必要的。
                  （５）最后采用 ｔ － ＳＮＥ方法对 ３种深度模型提取的特征进行可视化分析，可以发现基于 ＲｅｓＮｅｔ和
              Ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ － ｖ４重构的 ３种信号分界不清晰，数据点有交叠，而基于 Ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ － ＲｅｓＮｅｔ － ｖ２模型重构的断
              丝信号数据边界较清晰，为 ＰＣＣＰ断丝识别奠定了良好的基础。
                  由于 ＰＣＣＰ断丝试验数据采集十分困难，所以在本研究中采用的断丝数据信号只有 ８７组，因此还
              需要在进一步的试验中收集更多的 ＰＣＣＰ断丝监测数据，更深层次地验证本文所提出的模型方法，在
              ＰＣＣＰ长期监测的实践中不断迭代模型，使之能够适用于 ＰＣＣＰ长期运行监测过程中的断丝事件识别。


              参 考 文 献：


                ［ １］ ＡＬＬＡＮＪＡ．Ｔｈｅｇｒｅａｔｍａｎ － ｍａｄｅｒｉｖｅｒ：ｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆＬｉｂｙａ＇ｓｇｒｅａｔｗａｔｅｒｃａｒｒｉｅｒ［Ｊ］．ＬｉｂｙａｎＳｔｕｄｉｅｓ，
                      １９８８，１９：１４１ － １４６．
                ［ ２］ 蒋家林．预应力钢筒混凝土管（ＰＣＣＰ）在南水北调工程中的应用［Ｊ］．混凝土世界，２００９（１２）：４４ － ４７．
                ［ ３］ 崔阿李．万家寨引黄入晋工程 ＰＣＣＰ管抗震性能分析［Ｊ］．人民黄河，２００９，３１（８）：７８，８１．
                ［ ４］ 杨军超．引汉济渭二期工程输水管道管材比选［Ｊ］．水利规划与设计，２０２２（８）：１０６ － １０９，１２２．
                ［ ５］ ＢＡＬＬＲＴ，ＭＯＯＲＥＷ Ｇ，ＳＭＩＴＨ Ｄ Ｌ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｙｌｉｎｄｅｒｐｉｐｅｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎｒｅｐａｉｒａｎｄｒｅ
                       ｐｌａｃｅｍｅｎｔ：ｌａｒｇｅｄｉａｍｅｔｅｒｓｕｃｃｅｓｓｓｔｏｒｉｅｓ［Ｊ］．ＦｌｏｒｉｄａＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＪｏｕｒｎａｌ，２０１２，６（９）：４ － １０．
                ［ ６］ ＡＴＨＥＲＴＯＮＤＬ，ＭＯＲＴＯＮＫ，ＭＥＲＧＥＬＡＳＢＪ．Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇｂｒｅａｋｓｉｎｐｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇｐｉｐｅｗｉｒｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ － Ａｍｅｒｉ
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                ［ ７］ ＴＲＡＶＥＲＳＦＡ．Ａｃｏｕｓｔｉｃｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｐｉｐｅ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，１９９７，
                      １１（３）：１７５ － １８７．

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