基于改进K均值算法的输油管道工况聚类研究

由于输油管道工况变化复杂和先验知识缺乏,K均值聚类算法存在一定的局限性。为此,基于模拟退火思想和Metropolis准则改进K均值算法,实现基于全局最优解的动态聚类,解决了K均值聚类时产生的局部最优解问题,避免了初始划分对聚类结果的影响;引入分类数评估函数,准确计算样本集的最优划分,克服了K均值聚类时依靠人为指定分类数的缺点。应用改进K均值算法对输油管道工况聚类,聚类准确率达到100%。     

动态聚类算法在管道泄漏检测中的应用

为了提高负压波法检测管道泄漏的准确性和灵敏度,正确区分不同工况下的压力波形,通过对负压波的产生及模式识别中无监督学习方法的研究,采用ISODATA动态聚类算法对负压波波形进行分类,判断管道所处的工况状态。为了加快分类速度,利用K-L变换对上述聚类算法进行优化,消除负压波特征参数间的相关性,降低了特征空间的维数,同时减少了计算时间。实验结果验证了该优化算法的有效性和准确性。     

输油管道泄漏监测系统

主要介绍基于SCADA系统的输油管道泄漏监测技术。对近20年来国内外输油管道泄漏检测与定位的主要方法进行了比较全面的评述,并重点介绍了永-姚油品管输工程上的泄漏检测和定位。采用了先进的算法(如小波变换等),引进专家知识,使系统具有较高的泄漏检测灵敏度和定位精度,同时具有较好的抗站内工况扰动的能力。     

输油管道泄漏监测系统的性能影响因素分析

输油管道泄漏监测系统在成品油及原油管道运行中得到广泛应用,已经成为输油管道重要的保护措施。泄漏监测系统的性能指标受管道设计参数、工艺操作、测量误差等多种因素的影响,并且不同的运行工况下性能也不相同,性能指标尚没有统一的测评方法。为了提高泄漏监测系统的使用效果,从泄漏监测系统的监测灵敏度、定位精度、误报率、漏报率和管理制度等几个方面进行了影响因素分析,实现对泄漏监测系统使用效果的综合评价。通过实例分析不同工况条件下泄漏监测系统的实际性能指标,验证了理论分析的正确性,并有针对性地提出了技术改进措施。     

离群点挖掘技术在成品油管道泄漏监测中的应用

在介绍了聚类和离群点挖掘概念的基础上,利用管道运行中采集的大量数据建立基于聚类的离群点挖掘模型,实现了对管道泄漏的快速检测、预警,避免了以往泄漏误报及反复报多、效率低、依靠人工核实,主观性强的弊端,提高了检测精度和效率,为成品油管道安全运行提供了保障。     

泄漏定位系统的研究与应用

管道泄漏是输油管道运行的主要故障之一,主要表现在输油管道腐蚀穿孔和在输油管道上打孔窃油等事故,给国家财产和环境带来了巨大威胁.为减少输油管道的泄漏,针对原油泄漏时产生的负压波信号研发了泄漏定位技术.该技术主要通过负压波法与物质平衡法相耦合,并对信号进行特征量提取处理,进行泄漏检测定位,同时利用神经网络算法提高系统报警准确率,该系统在实际应用中取得了良好的应用效果.     

基于特征线法和小波分析法的输油管道泄漏检测与定位

针对输油管道可能发生的泄漏情况,首先,基于特征线法建立了输油管道泄漏的瞬态负压波计算模型,研究了其衰减规律;其次,对输油管道中负压波原理进行研究后提出了管道泄漏检测与定位的方法;最后,基于正交小波分析法提出了泄漏检测信号消噪及奇异点处理算法,编写了配套的Matlab处理程序,实现了泄漏准确定位。结果表明:基于特征线法和小波分析法设计的泄漏检测与定位方法具有实用价值,为输油管道泄漏相关问题提供了有效解决途径。     

管道泄漏检测及定位算法的改进和应用

为了提高现有输油管道负压波检测系统的灵敏度和检测性能,在不增加硬件的基础上,采用分段差值的方法确定是否发生泄漏,基于相似性原理计算信号间的欧式距离,由此确定压力信号至上、下游的时差,并通过现场泄油试验进行验证。结果表明,原有算法只能检测到突发泄漏,但对于泄漏量小于1.1%的缓慢泄漏工况未能有效检测;改进算法后可检测微小缓慢泄漏,当采样点数移动步长为5时,定位的绝对误差为0.52～2.47 km,标准差为0.95 km,定位结果误差较小。该方法适合资源受限的嵌入式管道泄漏检测方法的改进。     

浅论输油管道泄漏检测问题与对策

加强对输油管道的泄漏检测水平是防范管道泄漏的有效途径。对于不同输油管道泄漏检测方法,在实践中需要综合各自优缺点,以提升检漏工作的可靠性和准确性。     

输油管道实时监测系统在辽河油田的应用

针对辽河油田原油的特性和输油管道经常发生泄漏的状况,研制了一种输油管道泄漏实时监测系统。该系统采用了瞬态负压波法对管道进行实时监测,用小波分析信号处理方法实现了从噪声中准确提取泄漏信号,提高了泄漏点的定位精度。该系统具有动态泄漏检测能力,通过对数据进行实时采集、传输和处理,实现了对输油管道在线泄漏点的检测和定位。将泄漏实时监测系统应用在辽河油田盘锦输油管道上,结果表明,该系统运行稳定,检测效果良好。     

基于数据挖掘的负压波特征参数优化方法

用压力波分析管道泄漏必须对泄漏、停泵、调泵、调阀等引起的压力波动信号加以准确区别,以降低误报警。因此,泄漏诊断的确诊率和可靠性很大程度上取决于对泄漏波形特征参数的选择。利用模糊聚类的基本思想,提出了一种基于模糊聚类的数据挖掘算法,从描述管道压力波动众多的特征参数中,挖掘出平均幅值、均方根、方根幅值、裕度因子、峭度和峭度因子等最能区别不同管道环境下波动特征的最优特征指标,为提高泄漏识别正确率奠定了坚实的基础。     

深海油气管道数据清洗方法设计

提出数据缺失值插补算法和数据离群点检测算法。对管道全生命周期中产生的数据进行初步的筛选，然后进行管道全生命周期数据的预处理，检测缺失值和异常值。在数据缺失值插补算法中提出多元线性回归插补法，对检测的缺失值进行合理化插补。对管道数据中的离群点利用基于密度的局部离群点检测算法，将检测出的离群点进行仿真测试，局部离群因子（Local Outlier Factor，LOF）离群点检测算法正检率达96%，比传统的K-means离群点检测算法高41.18%，得到较高的检测精度，并建立最优检测模型。     

联合去噪算法在输气管道泄漏声信号中的应用

针对油气管道发生泄漏后,泄漏声信号在沿管道传播过程中必不可少的会混入噪声问题,研究了变分模态分解(VMD)在管道泄漏去噪中的应用,提出了一种基于VMD,多尺度排列熵(MPE)和小波阈值去噪(WT)的VMD-MPE-WT联合去噪算法.利用MATLAB软件在该算法对信号处理结果进行仿真分析,结果表明:对比小波去噪,VMD,...     

输气管道泄漏音波传声特性及泄漏识别

介绍了音波泄漏检测与定位的基本原理,研究了管道泄漏音波的传声特性,利用输气管道泄漏检测平台进行了不同输气压力下不同泄漏孔径的泄漏检测试验,分析了不同条件下的声谱特征。根据管道泄漏音波不同信号特征量建立不同条件下的隐马尔可夫模型,对管道泄漏进行了分类识别。试验分析结果表明,该方法有较好的识别率,隐马尔可夫模型应用于输气管道泄漏识别是可行的,且比支持向量机具有更高的识别准确率。该方法为天然气管道泄漏的进一步研究提供了理论基础。     

海底输气管道系统定量环境风险分析探讨

对海底输气管道系统天然气泄漏的环境风险进行了初步的定量分析,计算了不同破损情况下天然气的泄漏速率、发生泄漏后天然气在海面的浓度分布、天然气燃烧热辐射危害阈值12.5kW/m2对应的危害半径和天然气爆炸冲击波危害阈值0.010MPa对应的危害半径,可为制定天然气泄漏应急预案提供参考。     

分布式光纤管道泄漏检测和定位技术

提出了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理的新型分布式光纤管道泄漏测试技术.该检测技术利用在管道沿线附近敷设的一条光缆中的3条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器,通过检测管道沿途所发生的泄漏噪声,可以实时地监测管道沿线所发生的泄漏情况.利用广义相关时延估计算法,通过确定2个测试信号的时延可以获得泄漏点的位置.阐述了该检测技术的测试原理和泄漏点定位方法,并对现场试验数据进行了分析.理论分析和试验结果表明,该测试技术可以有效地提高管道泄漏测试的灵敏度和定位精度.     

热油输送管道泄漏点定位算法的改进

为了提高热油输送管道泄漏负压波定位精度和效率,对负压波波速沿管程变化的定位算法进行了分析.由不等式推导出准确的泄漏点搜索区间,改进了泄漏点定位的数值计算方法.根据在管输温度范围内负压波波速与温度的近似线性关系以及原油沿程的温降规律,得到了热油输送管道泄漏点定位数学模型的解析表达式,提高了定位算法的运算效率和管道泄漏检测系统的实时性.     

多算法融合管道泄漏检测预警系统试验研究

管道泄漏不仅会造成环境污染,还可能引发火灾、人员伤亡等严重后果和巨大的经济损失。传统的管道泄漏在线检测与定位系统均使用单一算法进行信号处理,漏判误判多,应用效果较差。针对目前集输管道泄漏检测准确性和灵敏度较低的现状,研究一种多算法融合的方法,通过采集管道压力、流量等多种特征信号,采用最优加权融合算法,将专家经验分析法、向量机(SVM)模式识别法、序贯概率比检测法等多种信号处理方法进行综合应用,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。利用正常运行集输管道进行了现场泄漏应用试验,试验结果验证了多算法融合检漏方法比单一检漏方法具有明显的优越性。     

基于模糊理论的输油管道泄漏状态监测研究

管道泄漏监测的主要目的是正确评价管道运行过程中的启停泵、开关阀等正常操作与管道发生泄漏事故的状态。为此,阐述了一种基于负压波波动理论与模糊C-均值聚类算法相结合的混合评估方法,其基本思想为:对预处理后的管道运行实时压力波动进行动态聚类,然后求解动态聚类中心的波动指数,波动指数越小,管道运行状态越好;反之,则认定管道运行状态差,应迅速采取相应措施。实验验证了混合算法的可行性与稳定性,评价结果与实际情况吻合,表明该混合算法对管道运行状态评价的有效性和实用性。     

输油管线防腐蚀效果在线监测系统研发应用

针对输油管线防腐蚀现状,研发了输油管线防腐蚀效果在线监测系统,介绍了该系统的工作原理、系统构成及管线腐蚀检测步骤,实际应用表明:该系统具有防腐蚀效果检测快速、准确、自动化程度高等特点,可确定埋地输油管线的腐蚀损伤状态和速率;同时,可预测输油管线的安全使用寿命,避免腐蚀泄漏等隐患的产生;可优化缓蚀剂最佳加注量;能评估输油管线强制外加电流阴极保护效果,使输油管线腐蚀得到有效控制。