埋地异型供水管段泄漏定位方法

供水管道泄漏时产生泄漏声波,根据泄漏声波到达安装在管道上的两个传感器的时间差,可以估计出泄漏位置。泄漏声波在管道中的传播速度与管道材料、内径和壁厚等有关。当泄漏发生在由不同类型管道组成的管段上时,用平均声速计算泄漏位置会增大定位的不确定度。借助于供水管网信息化提供的地下管线详实信息,根据各段管道的长度和声速可以更准确地估计出泄漏位置。介绍了异型管段泄漏定位的计算方法,给出一个检测实例和算法的流程。     

基于实时动态在线模拟的城市供水管道泄漏监测系统研究

供水管道漏损现象极为普遍,而传统的泄漏监测方法存在难以及时发现并定位泄漏等困难。因此,研发出可实时监测管道运行状况并判别和定位泄漏的相关技术,对保障供水安全有着重要的意义。本文采用波特征法求解管道瞬态数理模型,提出了一种基于实时动态在线模拟的城市供水管道泄漏监测方法,并将该方法应用于相关软件的开发中。初步模拟对比显示,该软件可准确判别泄漏并进行泄漏点的精准定位,未来可将其应用于实际工程中。     

基于多尺度卷积神经网络的管道泄漏检测模型研究

如何有效检测管道泄漏是节水型社会建设迫切需要解决的关键和热点问题之一。近年来基于深度学习的管道泄漏检测方法发展迅速,本文针对传统单尺度卷积神经网络对泄漏特征提取不充分的问题,提出一种基于多尺度一维卷积神经网络(MS1DCNN)的管道系统泄漏检测模型。该方法利用多个不同卷积尺度的卷积通路并行提取管道泄漏的特征并进行泄漏信息的分类预测。基于经典的管道系统布置,利用瞬变流模型生成管道泄漏工况下的三个水压数据集对模型进行验证,三个数据集分别用于预测管道的泄漏位置、泄漏量和非恒定摩阻系数,对应样本数为39601、3980、4900,并将预测结果与其他深度学习方法和传统的机器学习方法进行对比分析。结果表明：MS1DCNN模型对数据集样本下泄漏位置、泄漏量、非恒定摩阻系数的分类准确率达到99.96%、98.48%、100%,三者平均预测精度比传统一维卷积神经网络(1DCNN)、BP神经网络、支持向量机(SVM)和k近邻算法(KNN)提高0.31%、2%、1.27%、22.8%;MS1DCNN在信噪比为-4～12 dB的噪声环境下各数据集的平均F₁分数分别为99.2%、97.02...     

采用虚拟仪器结构的输水管道泄漏监测系统的设计

介绍了一种采用虚拟仪器技术构建的输水管道泄漏监测系统的设计和实现，重点讨论了泄漏监测系统的泄漏定位方法、硬件设计和在LabVIEW环境下的软件模块化设计，对于突发的输水管道泄漏，综合运用了包括小波分析在内的多种信号处理方法，能够及时准确地定位泄漏点，实践证明这种基于LabVIEW的输水管道泄漏监测系统具有很强的灵活性和可扩展性。     

基于瞬变流频率响应分析的输水管道泄漏检测

采用传递矩阵法和频率扫描法,分析了管道泄漏对系统频率响应图的影响,以及频响图变化形态与泄漏点位置和泄漏面积参数之间的关系。在此基础上,介绍了基于管道瞬变流频响分析进行泄漏检测的步骤,并进行了数值试验验证。结果表明:1与完整管道相比,泄漏点的存在使系统频响图中各奇次谐波和偶次谐波的幅值均不再保持定值,而是随着谐波次数的不同呈现周期性的变化;2奇次谐波幅值随谐波次数周期性变化的主频率及相位反映了泄漏点位置,而该主频率所对应的幅值则反映了泄漏面积参数,据此可进行管道泄漏的检测;3数值试验结果表明基于瞬变流频率响应分析进行输水管道泄漏检测是可行的,且在泄漏孔面积占主管道面积比例较小的条件下,水锤波传播速度变化对检测结果的影响很小。     

管道系统漏损控制技术进展

为了提高供水效率和运行管理水平,针对国内外关于供水管道系统漏损控制方面的现状,从管网故障监测技术及设备、泄漏定位模型方法、信号辨识与算法寻优、健康维护和智能管理等视角梳理了管道系统泄漏监测与漏损控制技术的进展及存在的主要问题,分析了各检测方法用于管网泄漏问题的适用性。在此基础上,从实用角度提出了管网漏损控制值得解决的关键问题和方向如下:(1)针对漏损的监测和预警,应研究面向漏损监控的管网网络组建优化布置及快速预警技术;(2)针对小泄漏的定位模型,应研究管网漏损区域辨识与基于水力反问题分析的主动检测理论和方法;(3)针对检测设备研制,应重点研发基于探地雷达、光纤传感和内窥机器人等新技术的关键设备;(4)针对管网健康维护和智能管理,应研究复杂管网独立计量区域划分方法及管网健康评价和优化维护技术。     

基于压力瞬变法的远距离调水PCCP管道泄漏检测方法研究

文章使用带信号屏蔽的集成经验模式分解方法(EEMD),分析管道中的泄漏位置。电磁阀通过管道产生水锤,在整个管道上引起脉冲。运用DASYLab软件收集来自压力传感器数据,在矩阵实验室(MATLAB)软件中将EEMD信号屏蔽,压力信号的数据分析分解为一系列的波组成。选择反映内部模式函数(IMF)的一系列信号分解,分析IMF信号以捕获差异,根据百分比误差,将分析数据与泄漏的实际测量值进行比较。研究结果显示误差1%,证明该方法对泄漏检测具有可靠性和准确性。     

基于分布式光纤传感器的管道泄漏监测试验研究

介绍分布式光纤泄漏监测技术原理的基础上,通过模型试验对方法的可行性进行了研究.分析试验结果发现:当泄漏液体与介质温度相差3℃及以上时,分布式光纤测温技术可有效探测管道泄漏及其发生位置;而当泄漏液体与介质温度相差3℃以内时,可采用加热手段加热光纤使其与泄漏液体温度差达到3℃及以上,依然可以准确监测管道泄漏.研究结论对于利用分布式光纤测温技术探测管道泄漏的发生和定位具有积极意义.     

基于神经网络的管网漏失定位实例研究

为了在复杂且不直观的供水管网中快速实时定位漏点,以某城市区域管网为对象,在其上游、中游和下游各选取3条没有经过训练的管道,进行不同损坏程度的漏损模拟,利用BP神经网络可以逼近任意的非线性映射特点,将模拟数据作为训练样本训练神经网络,建立漏损点位置与测压点压力之间的非线性关系,构建基于BP神经网络的实时漏点定位模型。结果表明,模型预测的漏点位置横纵坐标的平均相对误差分别为4.16%和1.40%,预测的漏点偏移距离最小为6 m。当漏损面积比为0.01时,泄漏流量只有1 L/s,完全可以达到快速定位。此研究成果对实际管网的应用提供了理论基础和技术支持。     

基于压力波法的给水管道堵塞检测与定位

给水管道的固有缺陷、使用过程中的累积损伤等会导致给水管道堵塞。提出了利用管道堵塞前后两端压力波的突变对管道堵塞进行检测,并利用正负压力到达上下游的时间差结合压力波在管道中的传播速度对堵塞进行定位。采用小波变换对信号进行处理,滤除噪音干扰,减小了测量误差。工程实践表明,该方法具有操作简单,检测设备少,可实现智能化等优点。     

ANALYSIS OF FIRST TRANSIENT PRESSURE OSCILLATION FOR LEAK DETECTION IN A SINGLE PIPELINE

The leak detection is of great importance in the reliable operation and management of a pipeline system. Recently,attention is shifted to the use of the time domain or frequency domain methods based on the transient analysis. These methodssometimes require accurate pressure signals obtained during the transient period or by creating ideal conditions in testing. This paperproposes a method that does not require transient simulations over the whole or an extended period of time, but uses the first transientpressure oscillation to detect leaks. The method considers the propagation of the pressure oscillation wave created from a fast valveclosure and the reflected damp wave from the leak. A leak in the pipe gives rise to reflected waves which in turn creatediscontinuities in the observed signal at the measurement section. The timing of the reflected damp wave and the magnituderepresent the location and the size of the leak, respectively. An analytical expression is derived based on the Method OfCharacteristic (MOC) for the relationship between the leakage and the reflected magnitude. The leak detection procedure based onthe method is also given. Then the reliability of the method is tested on numerically simulated pressure signals and experimentalpressure signals with calibrated leak parameters, and the results indicate a successful application and the promising features of themethod.     

管道泄漏检测的水力瞬变全频域数学模型

输水管道泄漏孔的存在及其位置直接影响着系统压力波形的畸变和衰减特性,通过分析有、无泄漏时任意位置处的压头频域特性可使泄漏检测成为可能.在考虑非恒定摩阻影响的基础上,提出基于水力瞬变全频域数学模型的泄漏检测反问题分析方法.用拉氏频域变换处理边界条件和实测数据,并将遗传算法用于频域反问题模型的求解,在寻优速度上比传统的瞬变时域分析的方法有了较大的改善.算例表明基于水力瞬变全频域数学模型分析的管道泄漏检测是一种有效的新方法.     

管道泄漏检测全频域法试验验证及抗噪性研究

基于水力瞬变频域数学模型，提出了管道泄漏检测全频域方法。通过实体模型试验，将该法应用到泄漏参数的辨识中，结果表明泄漏流量检测误差小，定位精度高。对全频域法辨识的结果进行了讨论，指出激励压头峰值少的原因是阀门关闭时间相对较长引起的。分析了阀门边界处理方式对频域数学模型的影响，指出阀门激励产生的流量变化一般不能简单的视为脉冲函数，应考虑其变化曲线形状对水力瞬变的影响。研究了全频域模型的抗噪性，表明泄漏检测全频域法具有更高的抗噪声干扰能力。     

管道系统泄漏检测的全频域法

针对长距离管道输水系统的特点,建立了适合各种边界条件的管道水击频域数学模型,并应用拉氏变换原理导出了实测离散函数的频域数学模型。在此基础上,提出完全在频域中检测管道泄漏的新方法,即管道泄漏检测的全频域法。全频域法与之前频域法的差别有两点:一是边界条件不受限制,二是泄漏检测完全在频域中完成,无需求解任何一点的傅里叶逆变换时域函数。最后通过数字算例检验了管道泄漏检测全频域法的可行性。     

输水管道泄漏的探地雷达检测原理和现象机理分析

基于探地雷达检测输水管道泄漏是近年发展起来的一种很有前景、实用性很高的无损检测技术,国内在这方面的研究处于起步阶段,尚缺乏仪器设备研发和对漏水的现象、机理与反馈图像的比对研究.本文搭建了输水管道漏损雷达检测试验平台,开展了输水钢管漏水试验和检测试验,对比研究了无泄漏、有泄漏以及泄漏后、泄漏时等工况下典型测线雷达回波图像...     

管道泄漏检测全频域法试验验证及抗噪性研究

本文通过实体模型试验,将作者提出的全频域方法检测管道泄漏技术应用到泄漏参数的辨识中,以验证方法的可靠性。结果表明,该方法检测泄漏流量误差小,定位精度高。对全频域法辨识的结果进行了讨论,指出阀门关闭时间相对较长可能无法获得足够的激励压头峰值,建议该法在应用中利用阀门快速关闭产生瞬变信号。分析了阀门边界处理方式对频域数学模型的影响,指出阀门激励产生的流量变化一般不能简单的视为脉冲函数,应考虑其变化曲线形状对水力瞬变的影响。最后研究了全频域模型的抗噪性,结果表明泄漏检测全频域法具有较高的抗噪声干扰能力。     

堤防漏洞查堵演示试验技术研究

堤防漏洞险情为较高水位情况下堤防背坡出现贯通堤身的流水孔洞，是堤防八大险情之一。漏洞险情发展快、危害大、抢堵难度大。为提高防汛专业队伍查堵漏洞的技术水平，封丘县黄河河务局于１９９７年７月１８晶，在曹岗险工０－１号坝之间，进行了堤防漏洞查堵演示试验。演示的目的是模拟不同条件下出现的各种漏洞险情，试验条件探找洞口和抢堵漏洞的方法，研究各种抢堵方法的可操作性和适用条件，提高抢险堵漏洞的技术水平。     

Efficient design and operation of a data acquisition system for pressurized pipeline systems.

The unsteady flow analysis of pipeline systems provides useful guidelines for implementing data acquisition components such as data filtering ranges, sensor locations and sampling frequencies. A theoretical integration among hydraulics, free vibration analysis and signal processing is proposed for a comprehensive approach aiming at enhanced design and operation of data acquisition system. Transient analysis is performed to extract flow variation by a valve modulation in a pipeline system. Frequency transformation analysis is developed to convert pressure variations between time domain and frequency domain. Free vibration analysis provides spatial distribution of impedance characteristics and pressure variation for determining optimum sensor location. A real-time filter can be designed to secure valid signals of any particular unsteady event. Hypothetical and experimental applications show that the proposed method has potentials of the leakage detection of a pipeline system as well as an efficient design of data acquisition system.