基于信息融合算法的管道泄漏检测技术研究

基于目前已经在石油输送管道中应用的SCADA系统，将信息融合技术应用于管道泄漏检测系统中；该方法应用管道泄漏时的多种特征信号，采用最优加权融合算法将多元信息综合处理，扩展了时间和空间上的检测范围，提高了泄漏检测系统的灵敏度和可靠性。在实验室用水泵和不锈钢管道组成的水循环系统进行了模拟实验，通过对比验证了信息融合检漏方法比单一检漏方法具有明显的优越性。     

基于信息融合的管道泄漏检测与定位技术应用研究

基于目前已经在石油输送管道中应用的SCADA系统将信息融合技术应用于管道泄漏检测与定位系统中;该方法应用管道泄漏时的多种特征信号,采用最优加权融合算法将多元信息综合处理,扩展了时间和空间上的检测范围,提高了泄漏检测系统的灵敏度和可靠性;在实验室用水泵和不锈钢管道组成的水循环系统进行了模拟实验,通过对比验证了信息融合检漏方法比单一检漏方法具有明显的优越性。     

基于多声学传感器融合的管道泄漏检测方法研究

针对单一类型传感器检测管道泄漏的局限性,本文提出了一种基于多声学传感器融合的管道泄漏检测方法.它将振动传感器和声音传感器相结合以获取泄漏点声波信号,通过对这两种声波信号提取某种特征量进行相应的融合计算推断出管道泄漏是否发生.实验结果表明,该种方法能有效地提高管道泄漏检测的准确性.     

信息融合在输油管道泄漏检测中的应用研究

针对传统管道泄漏检测方法单一的现状,提出基于多传感器信息融合技术的输油管道泄漏检测方法。首先通过标量卡尔曼滤波算法对压力信号进行预测,得出压力信号的新息;然后用流量平衡法判断出入口流量差变化;再采用加权融合算法将以上两种算法结果进行融合,进一步判断输油管道是否泄漏。Matlab仿真结果表明了多传感器信息融合技术在输油管道泄漏检测中的可行性及其检测的高精确性。     

多源融合信息泄漏检测方法

密码设备的侧信息泄漏检测是侧信道分析中的重要技术环节,旨在客观地评估密码设备的物理安全性。不同类型的侧信息在密码设备运行过程中同时存在,仅仅从单源侧信息的视角进行信息泄漏检测难以全面反映密码设备的真实泄漏威胁情况。因此,发展基于多源侧信息的融合信息泄漏检测方法,建立综合利用多源侧信息的泄漏检测方法体系,以期实现对密码设备物理安全性更全面、更客观地评估,是一种现实技术需求。本文基于如何融合利用多个信道的侧信息提出了3种多源融合信息泄漏检测方案：多源简单融合信息泄漏检测、多源时频融合信息泄漏检测以及基于多元T检验的多源信息泄漏检测。其中,多源简单融合信息泄漏检测在时域上组合利用多个信道的侧信息;多源时频融合信息泄漏检测综合利用了多个信道侧信息的时域信息及频域信息;基于多元T检验的多源信息泄漏检测基于多元假设检验方案构造。对比单源的信息泄漏检测方案,模拟实验和真实实验结果表明本文提出的多源融合信息泄漏检测方案可以降低检测出泄漏所需的侧信息数量,提高泄漏检测的效率。     

Duffing振子在长输天然气管道泄漏检测中的应用

为了及时发现天然气管道泄漏,在管段上下游安装声波变送器,实时获取管道内的声波信号,采用功率谱估计的方法对泄漏声波信号进行分析,可确定泄漏声波频率在16～20 Hz之间.然后分析研究了Duffing振子检测方法中驱动力相位、频率与相轨迹状态之间的关系,并建立了基于Duffing振子的天然气管道泄漏检测系统,通过设置不同的驱动力相位,将管道内声波信号进行频率变换后输入到检测系统可以判断是否存在泄漏声波的频率成分,从而实现天然气管道的泄漏检测;为了验证方法的有效性,在实际天然气管道建立了测试系统,开展了多次不同孔径的管道泄漏测试,将泄漏声波信号输入检测系统,均可检测到泄漏声波;现场测试结果表明该方法对多种孔径的泄漏均具有较好的检测效果,可解决天然气管道较小泄漏的检测问题.     

基于新息理论的变点检测及其在长输管道泄漏监测中的应用

在ESPRT检测方法的基础上,结合新息过程给出了一种新的变点检测方法.利用ESPRT方法检测经新息模型产生的新息过程,实现了模型参数变点的非参数检测,扩展了ESPRT方法在实际应用中的适用范围.将该方法应用于长输管道泄漏故障监测时,利用基于BP神经网络的非线性时间序列预测方法建立了管道泄漏监测系统的新息模型以及泄漏检测模型.将上述监测方法应用于实验泄漏水管道,能在线实时有效地发现泄漏.     

基于组态的管道泄漏检测系统研究与应用

提出了采用模块嵌入式基于组态的输油管道泄漏诊断方法;将泄漏诊断模块嵌入到SCADA组态系统中,为了高速获取实时数据信息,采用DDE数据交换技术直接从PLC服务器中读取远程各站点管道参数信息,通过泄漏检测程序判别泄漏及定位,并将结果写入组态进行声光报警;实践证明,该系统定位精度高,开发成本低,移植性好,已成功应用在实际输油管线上,并取得了良好的效果.     

面向管道安全监测的R-OTDR分布式光纤测温系统

针对长距离管道存在潜在泄漏及火灾等问题,提出了基于后向自发拉曼散射效应和光时域反射原理(R-OTDR)的分布式光纤温度检测方法用于管道安全监测.理论上分析了该方法在管道泄漏方面的检测原理,设计了R-OTDR分布式光纤温度监测系统,采用累加平均融合小波降噪的方法在改善系统测量精度的同时保证了系统实时性.在实验室中对系统性能进行测试,结果表明,系统检测距离可达10 km,测温量程-25℃～+200℃,测温精度±1℃,定位精度≤2 m,响应时间<3 s.同时在管道铺设现场进行了模拟实验,结果表明,该系统能够实现管道沿线温度的监测并准确定位,满足管道沿线泄漏和火灾的监测需求.     

基于数据驱动的管道云边协同泄漏检测方法

随着管道运输规模的不断扩大和泄漏检测流程的日趋复杂,管道泄漏检测系统中数据采集、传输和处理等任务难度呈几何级数上升.鉴于此,针对基于数据驱动的管道云边协同泄漏检测方法展开研究,首先针对系统在数据获取方面中压力数据采集量大、数据之间存在冗余的问题,提出一种自适应数据压缩与采集算法;然后依据云边协同调度策略的需求,对云边协同系统中各个环节进行任务细粒度划分,并根据划分后子任务的计算时延和传输时延提出云边协同下管道泄漏检测系统的任务拓扑模型;最后将系统的优化目标定义为在任务执行时间限制下的边缘控制器利用率,进而通过遗传算法求解时间限制下的最优调度策略.仿真分析验证了管道云边协同泄漏检测方法的有效性,所提出方法可以实现管道泄漏事件快速报警.     

基于小样本不均衡数据的供水管道泄漏智能检测算法

针对能源电厂供水管道泄漏视觉检测存在数据样本少、不均衡等问题,提出一种基于小样本不 均衡数据的供水管道泄漏智能检测算法。首先,提出一种基于多掩码混合 Multi-mask mix 的数据增强方法,通 过随机生成掩码层对原始图像进行区域提取与混合,在 Multi-mask mix 中引入支持向量机(SVM)获取管道正常 和泄漏特征,为混合掩码块提供更准确的先验标签;其次,提出一种均衡化策略并应用于图像层面和掩码层面, 以实现数据均衡化;最后,基于深度学习的 Resnet18 网络模型实现管道泄漏检测与识别。实验结果表明,该算 法处理图像数据后可使 Resnet18 模型对管道泄漏识别准确率提升 1.1% ~ 4.4%,说明深度学习模型能有效提升 管道泄漏检测的分类精度,优于现有其他算法。此外,该算法现已成功应用于能源电厂供水管道泄漏检测。     

负压波泄漏监测技术在清管器定位中的应用

长输管道在输送油品过程中,油品中含有的石蜡、胶质和其他杂质等会不断沉积在管道内壁,增加管道运行阻力,降低输送效率。为了保证管道输送顺畅,防止管内杂质过多影响输送安全,需要定期开展清管作业。然而清管器在管道中运行时,受内部结蜡、杂质和积水等影响,运行阻力时大时小,会引起清管管段上、下游出现相位相反的压力波动,触发负压波泄漏监测系统产生较多误报警。利用压力波动相位相反的特点,可以区分因清管器运行和管道泄漏引起的压力波动,并计算出压力波动到达上、下游的时间差,进而利用负压波定位原理计算出清管器位置。该方法既可以提升现有的负压波监测系统的报警准确率,又可以在无需增加通过指示器等额外硬件的条件下,通过检测清管器运行阻力的实时变化,计算出清管器在管道中运行的位置。     

基于分布式光纤传感的水下输气管道泄漏检测与定位分析

介绍了一种基于Sagnac/Mach-Zehnder混合干涉仪原理的分布式光纤传感水下输气管道泄漏检测及定位系统。在强干扰微小泄漏情况下,通过分布式光纤传感器获取由管道泄漏引起的光干涉信号,采用小波包方法对信号进行多层分解,提取小波包能量特征,用欧式距离法对管道泄漏与否进行聚类分析;对泄漏系统利用零点频率进行精确定位,并将基于零点频率的传统检测定位、经小波去噪和最小二乘曲线拟合处理后的检测定位及本文提出的检测定位三种方法进行对比分析,统计了系统虚警率（FAR）。实验结果表明,该系统能准确识别管道泄漏,本文提出的泄漏检测定位法虚警率最低,与经小波去噪和最小二乘曲线拟合处理后的检测定位法相比,虚警率降低了6.6%,提高了系统泄漏检测定位的可靠性。     

一种基于数据融合的IDS方法研究*

分析了当前IDS（intrusion detection system）的缺陷,讨论了数据融合技术应用在IDS领域的可行性,提出了一种基于数据融合（data fusion）的IDS（DFIDS）模型,融合决策采用算术平均值的方法,以达到降低漏报率和虚警率的目的,模拟实验证实了这一点。基于数据融合的入侵检测方法是IDS发展的一个重要方向。     

融合多信号源的地下风管泄漏监测系统设计

地下实验室新风及其配套系统是地下实验室基础建设中的重要环节。为避免空气中的氡渗入新风系统,尽可能地降低环境本底辐射造成的干扰,需要对通风管道的运行状况进行实时且精准的监测。由于工作条件和工作环境的限制,泄漏监测系统面临着管道工作压力低、管径大、泄漏等故障信号强度低等主要技术难点,且通风管道的气体介质为弹性较大的空气或者氮气,在相同振幅条件下,信号能量较低,传输距离短,给泄漏监测带来困难。该文提出在泄漏监测系统设计中采用融合管道内部和管道外部声波等多信号源的监测方法,实现对管道泄漏、堵塞等安全事件的实时监测与定位。经放气测试证明,该方法能进一步改善系统检测灵敏度、定位误差、反应时间、数据管理等主要性能参数,有效保障新风系统安全运行。     

基于DSP和MCU的管道漏水检测和定位系统研究

每年因国内供水管道泄漏导致的水资源浪费问题严重。根据泄漏水流和管道摩擦所产生的振动信号的频率特性,本文基于DSP(TMS320VC5402)和MCU(Rabbit3000)设计一种双处理器供水管道漏水检测和定位系统。在系统中,DSP负责采集信号的功率谱估计和互相关运算,MCU负责人机接口、控制系统运行。整个系统由DSP数据处理最小系统、数据采集模块、无线通信XBEE模块、MCU人机接口模块、GPRS无线模块组成。经过反复试验表明,系统具有较好的检测定位能力且定位误差在一米之内。