基于遗传算法优化的神经网络在长输管道泄漏检测系统中的应用

针对由于输油管道泄漏在生产生活中造成的诸多损失与危害,以吉林油田的一段长输管道为研究对象,利用小波包变换提取管道泄漏压力信号的特征向量,将得到的特征向量作为神经网络的输入,根据输出对管道的运行状态进行识别,再应用负压波定位法对泄露点进行定位。在此基础上,提出了一种基于遗传算法优化的RBF神经网络输油管道检测的方法。该方法把遗传算法应用于神经网络的参数确定中。实验结果表明,优化的RBF神经网络模型的误差为1%左右,提高了泄漏检测的精度与效率。     

输气管道泄漏点的定位算法

针对管道泄漏点的定位问题,利用相关原理对管道泄漏检测进行阐述,给出漏点定位算法,并编写相关程序.采用离散快速傅里叶变换算法求解声波信号的互相关函数,确定信号相位差,通过对互相关算法中关键参数的计算方法及提高测量精度方法的研究,对泄漏点进行了大量定位检测试验.试验结果表明：将互相关算法应用于气体管道泄漏检测中,可以提高泄漏点定位精度和抗干扰能力,验证了该算法的有效性和实用性,实现了对管道漏损位置的定位.     

输气管道微泄漏检测的深度神经网络模型研究

建立了基于声音信号的深度神经网络模型,用于解决半导体制造业气体输送管道的微泄漏检测问题;设计了一种声音信号的预处理方法,用于去噪和特征提取,将预处理后的声音信号作为模型输入,该模型由7层神经元构成,通过对声音信号的训练和学习,获得管道微泄漏的概率。大量仿真实验结果表明,与半导体企业现采用的流量和压力传感器检测方法相比,该模型能更精确、更快速地实现管道微泄漏检测;与常规神经网络相比,该模型能更有效且稳定地进行检测。     

仿射变换在管道泄漏定位中的应用

基于瞬态压力波的泄漏检测和定位方法在实际中得到广泛的应用.提出了将仿射变换的思想应用到基于瞬态压力波的管道泄漏定位算法中,通过仿射变换,突出了压力曲线的关键特征量,使之易于检测和提取,有利于提高定位的准确性.工业数据的仿真实验验证了算法的有效性.     

仿射变换在管道泄漏定位中的应用

基于瞬态压力波的泄漏检测和定位方法在实际中得到广泛的应用．提出了将仿射变换的思想应用到基于瞬态压力波的管道泄漏定位算法中，通过仿射变换，突出了压力曲线的关键特征量，使之易于检测和提取，有利于提高定位的准确性．工业数据的仿真实验验证了算法的有效性。     

输油管道泄漏检测实验研究

依据负压波法的基本理论,对现有实验环道进行改造,组建基于负压波的管道泄漏检测实验装置,该实验装置由试验环道、信号检测系统和辅助系统组成。并针对管道泄漏诱发的负压波传播到管道泄漏上下游监测点时会使该点压力信号幅值产生瞬态下降这一现象,提出对管道监测点采集的压力信号进行小波变换,并根据小波变换模极大值对应着信号突变点这一理论计算出负压波传播到管道上下游监测点的时间差。在MATLAB6.1软件环境下,以某次实验数据为例进行管道泄漏点定位研究。在计算过程中小波基函数选取为Haar小波,尺度水平为6。实验结果验证了该方法的有效性,从而为准确定位泄漏点提供了基础。     

基于混合波形特征的原油管道泄漏检测系统设计

利用小波变换在突变信号处理中的优势,提取出原油管道泄漏信息经过小波变换后的泄漏点特征,运用回归分析方法,对泄漏信号的实测数据进行分析和定量识别。设计了反映泄漏信息的混合波形特征,并基于该特征实现了原油管道泄漏检测系统设计,由此定位管道泄漏位置,通过实验验证了方法的可行性。     

基于时频峰值滤波的管道泄漏定位算法

针对环境噪声给基于压力波的管道泄漏定位算法带来的负面影响,提出了一种基于时频峰值滤波的压力波噪声抑制方法,并将该滤波算法与基于压力差衰减的定位算法相结合,达到对管道泄漏精准定位的目的。首先,对实际管道泄漏时的压力数据进行功率谱估计,根据其能量分布得到该信号的频率范围。然后,通过采样频率和截止频率确定时频峰值滤波中时频窗的最大值,并进一步分析采用不同时频窗长时噪声的压制效果,根据去噪效果选取适合管道泄漏压力数据的最佳窗长。实际实验证明,结合最佳窗长的时频峰值滤波的去噪效果优于小波变换算法和经验模态分解算法,同时,基于时频峰值滤波的管道泄漏定位算法定位精度也最高。     

基于改进LMD及LSTSVM的管道泄漏检测与定位

在管道泄漏检测中,管道首末两端采集压力信号的噪声会影响泄漏检测的准确性和泄漏定位的误差。为了最大程度地降低噪声的干扰,提出改进局域均值分解(LMD)方法,该方法在外界噪声特征未知的情况下,有效提取与泄漏信号相关的乘积函数(PF)。根据测试信号的PF和参考信号相关分析的峰值,获取包含主要泄漏信息的PF分量并进行信号重构,重构信号再经过小波分析进一步消噪。在此基础上,按照时域特征和波形特征提取信号特征值输入最小二乘双支持向量机(LSTSVM)中,用以区分不同工况。根据经过小波消噪后的重构信号,采用广义相关分析法获取泄漏信号到达首末两端负压波信号的时延估计,并结合泄漏信号传播速度实现泄漏点定位。通过环道现场实验,对管道各种工况信号进行处理分析。结果表明,该方法能有效识别不同工况及泄漏定位。     

神经网络和证据理论融合的管道泄漏诊断方法

针对传统管道泄漏诊断方法存在的准确率不高的问题,结合无线传感器网络与信息融合技术,提出一种神经网络和证据理论有机结合的管道泄漏诊断方法. 在普通节点处建立两个子神经网络模型来简化网络结构,分别以负压波和声发射信号中的泄漏特征参数作为输入向量进行初始泄漏诊断;然后将神经网络的识别结果作为证据的基本概率分配,从而实现了赋值的客观化;采用改进的证据组合规则,在普通节点和汇聚节点处进行两级证据合成,充分利用了网络中各种冗余和互补的泄漏信息. 实验结果表明,该方法显著提高了管道泄漏诊断的准确率,降低了识别的不确定性.     

基于小波包分析的模拟天然气管道泄漏声发射定位

开展了模拟天然气管道泄漏检测与定位研究,研究利用小波包分析技术,首先对声发射信号进行分解,再对衰减的信号在不同频率段内进行有效的补偿,然后对分解的信号进行小波包重构,利用互相关技术计算两个声发射传感器接收到的声发射信号的时差,进而进行声发射源定位。对模拟天然气管道泄漏的声发射信号的处理结果表明该方法能够有效实现管道泄漏检测与泄漏源定位,并且泄漏源的定位精度高,误差〈8%。如能将这一技术改进并实现长距离管道泄漏检测与定位,将具有广阔的应用前景。     

基于GPRS的输油管道泄漏检测与定位系统的研究

提出了一种基于GPRS的输油管道泄漏检测与定位系统,由管道的检测终端实时采集管网的压力、流量和温度,通过GPRS网络实现远程数据传输,综合利用负压波和流量联合判断的方法进行泄漏的检测与漏点的定位,可及时、准确地发现和定位泄漏点。     

长输油气管道泄漏检测方法概述及实用性分析

随着我国国民经济的迅速发展,石油与天然气作为主要能源的代表,其需求量不断增大,长输油气管道的安全风险问题也备受关注。尤其是,近几年来管道泄漏爆燃事故时有发生,不仅给人民生命安全和财产造成了极大的损失,也给生态环境造成了污染和破坏。因此,将智能、高效的泄漏检测定位方法应用于油气管道及时制止次生灾害的发生显得至关重要。通过分析管道泄漏产生的主要原因,概述了目前常用的几种管道泄漏检测方法,并采用负压波和流量平衡法相结合的方法在原油管道进行泄漏检测实验。结果表明,该方法可以对输油管道泄漏进行实时监测,尤其是微小缓慢的泄漏,同时也可以准确定位泄漏点。     

应用负压波法检测输油管道的泄漏事故

针对输油管道的具体情况,基于负压波原理,研制了一套输油管道泄漏检测系统.提出了负压波法泄漏检测需要解决的关键技术,即如何确定负压波的传播速度;如何确定负压波到达管道两端的时间;如何统一数据采集系统的时间,并给出了相应的解决方案,将小波变换、GPS校时等先进技术应用到系统中,实际应用表明,系统性能稳定可靠,能对输油管道的突发性泄漏做出迅速反应,泄漏定位精度高(管长的1%以内),所需硬件设备较少,投资额度底,满足工程应用要求,有广阔的应用前景.     

掺氢天然气管道输送工艺特性

将氢气掺入现役天然气管道中混输是实现氢气大规模、长距离、低成本储运的有效方法,但是氢气的掺入会对天然气管道水力特性和安全等方面造成较大影响。为此,采用SPS软件对不同混氢比（均为摩尔分数）的天然气管道输送工况和泄漏工况进行仿真计算,探究掺氢对天然气管道水力特性、离心压缩机运行特性、泄漏后截断阀压降速率及泄漏量的影响。结果表明,掺入氢气会降低天然气管网的输气效率和压缩机性能,可通过增大压降的方式确保管道输气效率不变;在相同天然气需求下,随混氢比的增大,管道动态压力波动减小;掺氢天然气管道泄漏后,随着混氢比的增加,压降速率和泄漏量均增大,管线截断阀压降速率阈值设定值也要相应增大。该研究成果为确定天然气管道最大混氢比的研究奠定了一定基础,为天然气管道掺氢输送工艺的确定提供了有效借鉴。     

关于输气管道的一个泄漏点的检测问题

对于考虑天然气输气管道一个泄漏点的检测问题,建立了存在一个泄漏点的输气管道的偏微分方程反问题的数学模型,利用正交变换法找出了泄漏点的漏失量与泄漏位置之间的关系.运用最小二乘法原理求解矛盾方程组,找出了泄漏点位置,并用MATLAB编程实现.     

天然气管道动态泄漏率的数值研究

天然气泄漏率是影响管道安全评价的重要因素之一,能够为安全评价提供数值依据.根据天然气管道动态泄漏率计算模型,利用Matlab软件分别计算了不同工况下临界泄漏阶段和亚临界泄漏阶段的泄漏率,从而获得了动态泄漏率的变化规律和不同因素对动态泄漏率的影响.结果表明:泄漏率在临界泄漏阶段变化率较大,在亚临界泄漏阶段变化率较小,临界泄漏阶段所用的时间远远长于亚临界泄漏阶段.影响动态泄漏率的因素有泄漏孔径、初始管内剩余气体质量、初始压力等.在其他条件相同时,泄漏孔径大的管道初始泄漏率和泄漏率的变化都大,泄漏所用时间短.不同初始管内剩余气体质量对初始泄漏率没影响,但剩余质量大的管道泄漏率变化小,泄漏持续时间长;初始压力大的管道初始泄漏率也大,泄漏所用的时间长.     

燃气管道的动态泄漏研究

城市燃气管道在分段阀门关闭之后的泄漏是一个复杂的动态泄漏过程,在泄漏过程中燃气的流动状态和燃气的参数均随时间发生变化。结合管道泄漏扩散模型,计算了泄漏口处的流量、泄漏中心点压力等参数,并利用Origin数学分析软件分析了参数随时间的变化情况。研究结果表明,亚临界流泄漏阶段所持续的时间是临界流泄漏阶段持续时间的2倍以上,临界流和亚临界流两个阶段的压力下降速率相差较大;管内压力越大,临界流泄漏阶段和亚临界流泄漏阶段泄漏口流量下降速率相差越大;虽然临界流泄漏阶段泄漏时间较短,但在此阶段泄漏率较高,存在较大的危害性;通过拟合得出了泄漏口处的流量、泄漏点中心压力随时间的变化规律。研究结果可为城市燃气管道泄漏事故的预防及应急救援提供数据参考。     

超高压天然气管网在人口密集区域安全技术研究

针对35MPa超高压输气管道在人口密集区域泄漏扩散问题,采用FLUENT软件,对不同气候条件下的埋深天然气管道泄漏情况进行了三维数值模拟,并给出了超高压天然气在不同风速条件下泄漏后H2S和CH4轴向和地表安全区域。在扩散过程中,天然气在浮力的作用下以向上扩散的形式发展,在不同的环境下风速和压力对扩散过程的影响不同,较大的风速和压力使天然气向更远的距离扩散,从而增大天然气爆炸下限和警戒浓度范围。研究结果可为泄漏现场人员和安全管理提供有效依据。