CN113008361B - 一种变电站站界噪声抗环境干扰检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变电站站界噪声抗环境干扰检测方法及装置，本发明变电站站界噪声抗环境干扰检测方法包括获取带有环境干扰的变电站站界噪声信号；计算带有环境干扰的变电站站界噪声信号的时域包络线；提取时域包络线中不存在波动的稳定部分；针对时域包络线中不存在波动的稳定部分计算声压级与频谱。本发明能够降低变电站站界噪声测试过程中环境噪声的干扰，提高变电站站界噪声测量精度，具有节约硬件成本、操作方便、算法执行效率高、检测精度高的优点。

Description

一种变电站站界噪声抗环境干扰检测方法及装置
技术领域
本发明涉及噪声测量技术，具体涉及一种变电站站界噪声抗环境干扰检测方法及装置。
背景技术
变电站站界噪声测量是输变电工程建设环评与纠纷处理过程中需要开展的重要工作。实际声级检测过程中，变电站站界噪声信号难免受到外界环境噪声的干扰，如汽车鸣笛、动物鸣叫等。现场检测工作人员通常需要等待漫长的时间，直至环境噪声干扰消失后才能继续测量，测量周期较长，测量效率低。对于持续出现的环境噪声，检测工作甚至无法开展。目前，通常利用声级计检测变电站站界噪声，无法避免环境噪声的干扰，直接测量获得的结果与变电站站界实际噪声水平存在较大误差。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种变电站站界噪声抗环境干扰检测方法及装置，本发明能够降低变电站站界噪声测试过程中环境噪声的干扰，提高变电站站界噪声测量精度，具有节约硬件成本、操作方便、算法执行效率高、检测精度高的优点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种变电站站界噪声抗环境干扰检测方法，包括：
1)接收带有环境干扰的变电站站界噪声信号；
2)计算带有环境干扰的变电站站界噪声信号的时域包络线；
3)提取时域包络线中不存在波动的稳定部分；
4)针对时域包络线中不存在波动的稳定部分计算声压级与频谱。
可选地，步骤1)之前还包括通过测量设备采集并发送的带有环境干扰的变电站站界噪声信号的步骤，步骤4)之后还包括将声压级与频谱计算结果返回给测量设备的步骤。
可选地，步骤4)包括：针对时域包络线中不存在波动的稳定部分进行傅里叶变换分析，获得信号频谱分布，计算2kHz以上频率的能量比重Pr；如果2kHz以上频率的能量比重Pr超过预设阈值a，则对时域包络线中不存在波动的稳定部分先进行2kHz低通滤波处理，然后再计算声压级与频谱；否则，直接对时域包络线中不存在波动的稳定部分计算声压级与频谱。
可选地，所述计算2kHz以上频率的能量比重Pr的函数表达式为：
上式中，Pi为频谱中频率分量i的幅值，Pj为频谱中频率分量j的幅值。
可选地，所述计算声压级与频谱时，计算声压级是指通过1/3倍频程滤波器组计算1/3倍频谱，利用1/3倍频谱计算A计权声压级。
此外，本发明还提供一种变电站站界噪声抗环境干扰检测装置，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述变电站站界噪声抗环境干扰检测方法的步骤。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行所述变电站站界噪声抗环境干扰检测方法的计算机程序。
此外，本发明还提供一种变电站站界噪声抗环境干扰检测系统，包括智能移动终端和云端服务器，所述智能移动终端连接有传声器，且所述智能移动终端通过网络与云端服务器通信连接，所述云端服务器包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述变电站站界噪声抗环境干扰检测方法的步骤。
可选地，所述传声器通过标准数据线或者蓝牙与智能移动终端相连。
可选地，所述传声器为高精度传声器。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：
本发明变电站站界噪声抗环境干扰检测方法包括获取带有环境干扰的变电站站界噪声信号；计算带有环境干扰的变电站站界噪声信号的时域包络线；提取时域包络线中不存在波动的稳定部分；针对时域包络线中不存在波动的稳定部分计算声压级与频谱。本发明能够降低变电站站界噪声测试过程中环境噪声的干扰，提高变电站站界噪声测量精度，具有节约硬件成本、操作方便、算法执行效率高、检测精度高的优点。
附图说明
图1为本发明实施例方法的核心流程示意图。
图2为本发明实施例方法的整体流程示意图。
图3为本发明实施例含环境干扰的变电站站界噪声信号的时域波形图。
图4为本发明实施例含环境干扰的变电站站界噪声信号的频谱图。
图5为本发明实施例实施抗环境噪声干扰检测后的变电站站界噪声信号的频谱图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例变电站站界噪声抗环境干扰检测方法包括：
1)接收带有环境干扰的变电站站界噪声信号；
2)计算带有环境干扰的变电站站界噪声信号的时域包络线；
3)提取时域包络线中不存在波动的稳定部分；
4)针对时域包络线中不存在波动的稳定部分计算声压级与频谱。
作为一种可选的实施方式，本实施例中步骤1)～步骤4)的执行主体具体为云端服务器，且通过测量设备采集带有环境干扰的变电站站界噪声信号。参见图2，云端服务器和测量设备两者协同完成变电站站界噪声抗环境干扰检测的步骤包括：S1)利用测量设备检测一段时间的变电站站界噪声信号；S2)将信号通过无线网络发送至云端服务器；S3)云端服务器对接收到的带有环境干扰的变电站站界噪声信号进行降噪处理并计算声压级与频谱；S4)声压级与频谱计算结果通过无线网络发送回测量设备；S5)测量设备获取声压级与频谱计算结果并根据结果生成检测报告。本实施例中，步骤S4)通过4G网络将声压级与频谱计算结果通过无线网络发送回测量设备，步骤S5)中，测量设备获取声压级与频谱计算结果并按照特定格式生成检测报告。
参见图2可知，本实施例步骤1)之前还包括通过测量设备采集并发送的带有环境干扰的变电站站界噪声信号的步骤。参见图2可知，本实施例步骤4)之后还包括将声压级与频谱计算结果返回给测量设备的步骤。
本实施例中，带有环境干扰的变电站站界噪声信号的采样频率为22.05kHz，采样时间3s。带有环境干扰的变电站站界噪声信号Sm的时域波形图如图3所示，对应声压级为65.5dB(A)。将带有环境干扰的变电站站界噪声信号通过4G无线网络发送至云端服务器(阿里云服务器)，云端服务器执行本实施例方法中的步骤1)～步骤4)对含有环境干扰的变电站站界噪声信号Sm进行降噪处理。
本实施例中，步骤3)提取时域包络线中不存在波动的稳定部分的步骤包括：判断时域包络线是否存在显著波动，若存在则进行信号截断处理，保留不存在波动的稳定部分，否则，将整个时域包络线视为不存在波动的稳定部分，直接进入下一步。具体地，本实施例中含有环境干扰的变电站站界噪声信号Sm的时域包络线存在显著波动，因此截取前0.1s稳定部分S1作为时域包络线中不存在波动的稳定部分。
本实施例中，步骤4)包括：针对时域包络线中不存在波动的稳定部分进行傅里叶变换分析，获得信号频谱分布，计算2kHz以上频率的能量比重Pr；如果2kHz以上频率的能量比重Pr超过预设阈值a，则对时域包络线中不存在波动的稳定部分先进行2kHz低通滤波处理，然后再计算声压级与频谱；否则，直接对时域包络线中不存在波动的稳定部分计算声压级与频谱。具体地，本实施例中对时域包络线中不存在波动的稳定部分S1进行傅里叶变换分析，得出信号频谱分布如图4所示。且阈值a取值为0.05，时域包络线中不存在波动的稳定部分S1超过阈值a，则对时域包络线中不存在波动的稳定部分S1进行2kHz低通滤波处理，得出滤波后的信号S2，频谱如图5所示，最终为对滤波后的信号S2计算声压级与频谱。
本实施例中，计算2kHz以上频率的能量比重Pr的函数表达式为：
上式中，Pi为频谱中频率分量i的幅值，Pj为频谱中频率分量j的幅值。
本实施例中，计算声压级与频谱时，计算声压级是指通过1/3倍频程滤波器组计算1/3倍频谱，利用1/3倍频谱计算A计权声压级。具体地，通过设计1/3倍频程滤波器组，根据1/3倍频程滤波器组计算信号S2的1/3倍频谱，利用1/3倍频谱计算信号S2的A计权声压级，为58.9dB(A)。所得出的声压级与频谱即为变电站站界噪声的实测声压级与频谱。
综上所述，本实施例充分利用了智能移动终端与云端服务器的信号传输与计算能力，对噪声测量硬件资源的消耗较少，仅需要提供传声器即可完成变电站站界噪声的高效检测，能够降低变电站站界噪声测试过程中环境噪声的干扰，提高变电站站界噪声测量精度，具有节约硬件成本、操作方便、算法执行效率高、检测精度高的优点。
此外，本实施例还提供一种变电站站界噪声抗环境干扰检测装置，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行前述变电站站界噪声抗环境干扰检测方法的步骤。
此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行前述变电站站界噪声抗环境干扰检测方法的计算机程序。
此外，本实施例还提供一种变电站站界噪声抗环境干扰检测系统，包括智能移动终端和云端服务器，所述智能移动终端连接有传声器，且该智能移动终端通过网络与云端服务器通信连接，该云端服务器包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行前述变电站站界噪声抗环境干扰检测方法的步骤。其中，传声器可根据需要选择通过标准数据线或者蓝牙与智能移动终端相连。本实施例中，传声器为高精度传声器，具体为满足标准GB/T 3785.1规定的2级或以上精度的传声器。云端服务器可配置软件系统以用于执行前述变电站站界噪声抗环境干扰检测方法的步骤，即：步骤1)～步骤4)。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/的处理器执行的指令产生用于实现在流程图的一个流程或多个流程和/或方框图的一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图的一个流程或多个流程和/或方框图的一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图的一个流程或多个流程和/或方框图的一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种变电站站界噪声抗环境干扰检测方法，其特征在于，包括：
1）接收带有环境干扰的变电站站界噪声信号；
2）计算带有环境干扰的变电站站界噪声信号的时域包络线；
3）提取时域包络线中不存在波动的稳定部分；
4）针对时域包络线中不存在波动的稳定部分计算声压级与频谱，包括：针对时域包络线中不存在波动的稳定部分进行傅里叶变换分析，获得信号频谱分布，计算2kHz以上频率的能量比重P r；如果2kHz以上频率的能量比重P r超过预设阈值a，则对时域包络线中不存在波动的稳定部分先进行2kHz低通滤波处理，然后再计算声压级与频谱；否则，直接对时域包络线中不存在波动的稳定部分计算声压级与频谱；所述计算2kHz以上频率的能量比重P r的函数表达式为：
上式中，P i为频谱中频率分量i的幅值，P j为频谱中频率分量j的幅值。
2.根据权利要求1所述的变电站站界噪声抗环境干扰检测方法，其特征在于，步骤1）之前还包括通过测量设备采集并发送的带有环境干扰的变电站站界噪声信号的步骤；步骤4）之后还包括将声压级与频谱计算结果返回给测量设备的步骤。
3.根据权利要求1所述的变电站站界噪声抗环境干扰检测方法，其特征在于，所述计算声压级与频谱时，计算声压级是指通过1/3倍频程滤波器组计算1/3倍频谱，利用1/3倍频谱计算A计权声压级。
4.一种变电站站界噪声抗环境干扰检测装置，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1～3中任意一项所述变电站站界噪声抗环境干扰检测方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行权利要求1～3中任意一项所述变电站站界噪声抗环境干扰检测方法的计算机程序。
6.一种变电站站界噪声抗环境干扰检测系统，其特征在于，包括智能移动终端和云端服务器，所述智能移动终端连接有传声器，且所述智能移动终端通过网络与云端服务器通信连接，所述云端服务器包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1～3中任意一项所述变电站站界噪声抗环境干扰检测方法的步骤。
7.根据权利要求6所述的变电站站界噪声抗环境干扰检测系统，其特征在于，所述传声器通过标准数据线或者蓝牙与智能移动终端相连。
8.根据权利要求7所述的变电站站界噪声抗环境干扰检测系统，其特征在于，所述传声器为高精度传声器。
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