基于SWT和NMF的管道泄漏声发射信号特征提取与判别

针对管道泄漏声发射信号存在的非平稳性以及易受噪声干扰、特征不易提取的问题,提出基于SWT和NMF的管道泄漏声发射信号特征提取与判别方法,该方法首先利用同步压缩小波变换的方法提取管道流体泄漏声发射信号特征空间;其次,采用非负矩阵分解(NMF)对信号特征空间进行精简和优化,提炼出用于管道泄漏诊断和模式识别的特征向量;最后,采用支持向量机(SVM)对提取的特征向量进行模式识别和分类。实测结果表明,所提出的方法具有较高的分类准确率。     

基于主成分分析的模糊支持向量机焊接图像分割

焊接是钢结构件生产的主要方法,射线检测法是焊接缺陷的重要检查方法之一,针对焊缝缺陷图像目标边界模糊、灰度不均匀及强噪声的特征,笔者提出了基于主成分分析的模糊支持向量机方法分割焊接缺陷图像。首先,利用主成分分析法降低模糊支持向量机特征向量的维数,去除次要特征分量对支持向量的影响,提高支持向量机的分类速度和精度;然后针对焊接缺陷图像的特征,提出了以3×3窗口为单元的分割算法,将模糊支持向量机引入该系统,进一步降低了噪声对构建最优分类器的不良影响。试验结果表明,对于焊缝缺陷图像,基于主成分分析的模糊支持向量机可以取得较好的分割效果。     

基于巨磁阻传感器的钢管腐蚀检测

为快速有效地对钢管腐蚀缺陷进行检测,克服传统超声检测方法的不足,采用了基于巨磁阻传感器的检测方法。阐明了利用巨磁阻传感器检测钢管腐蚀缺陷的原理,介绍了基于巨磁阻传感器检测系统的组成,在此基础上进行了钢管腐蚀缺陷检测试验,采集了缺陷信号数据并进行了数据处理,得到了缺陷特征,有效地实现了钢管腐蚀缺陷的快速有效检测。     

基于集成支持向量机的滚动轴承故障智能诊断研究

针对滚动轴承故障识别问题,有效提高分类正确率,提出一种基于Adaboost算法的集成支持向量机智能诊断方法。该方法采用小波包变换提取信号的敏感频带特征;计算各频带能量作为训练特征;将特征向量输入到集成支持向量机中,以实现对不同的滚动轴承故障类型的识别。实验结果表明,该方法能有效地提取故障特征同时获得较好的分类效果。     

基于粒子群—拉格朗日支持向量机方法的地下厂房变形预测分析

针对地下厂房拱顶非线性变形问题,应用粒子群—拉格朗日支持向量机方法对地下厂房拱顶变形进行预测分析;针对各影响因子之间相互影响、相互干扰的问题,用拉格朗日支持向量机来表征荷载—变形之间的非线性及荷载之间的耦合关系,与标准支持向量机相比极大的提高了计算速度;同时针对拉格朗日支持向量机对参数取值敏感问题,提出利用粒子群算法对相关参数进行搜索优化以达到最佳拟合效果。该方法应用到地下厂房拱顶变形预测中,用来预测某地下厂房的拱顶变形,结果表明:该方法拟合度较高,预测误差在1 mm内,误差较小,满足工程设计要求。     

基于SVM的配电网电压暂降自动识别研究

电压暂降对煤矿配电网的安全运行具有严重影响,为了快速准确辨识不同电压暂降源,提出小波熵结合支持向量机的电压暂降源辨识方法,通过小波熵来表征不同电压暂降信号,采用支持向量机对不同电压暂降信号的特征向量进行自动分类辨识。结果表明:小波熵特征能够有效地表征3类不同电压暂降源信号,实现对电压暂降信号快速辨识。     

漏磁检测系统在长输天然气管道缺陷检测中的应用研究

基于漏磁检测技术设计研究了一种长输天然气管道缺陷检测装置。该装置利用磁化单元对天然气管道进行磁化处理,确保处于磁饱和状态。如果管道中存在缺陷问题会导致磁力线分布出现不均匀的现象,即漏磁现象。利用霍尔元件对漏磁信号进行检测,进而可以分析管道部位缺陷问题的状态。对漏磁检测系统结构中使用的主要硬件设施进行了详细介绍,对主要软件工作流程进行了阐述。将设计的漏磁检测系统应用到某长输天然气管道缺陷检测工程项目中,通过与10处部位的开挖检测结果对比,发现漏磁检测系统的精度非常高,可以将误差控制在10%范围以内。     

孪生支持向量机在滚动轴承振动故障诊断中的应用

通过对滚动轴承振动信号进行定量分析,从振动故障信号中提取与故障诊断方法有关的故障特征,在传统支持向量机的基础上,研究孪生支持向量机的建模方法,建立基于孪生支持向量机的滚动轴承振动故障诊断模型,并结合粒子群优化算法对故障诊断模型的关键参数进行寻优,从而得到最佳的故障诊断模型。仿真结果表明,将孪生支持向量机建模方法应用于滚动轴承振动故障诊断中,能够取得较好的诊断效果和诊断效率,结合粒子群优化算法进一步提高了故障诊断模型的分类准确率,为滚动轴承的振动故障诊断提供了可行有效的思路。     

基于最小二乘支持向量机的矿用胶带机滚动轴承故障识别

提出利用最小二乘支持向量机方法进行矿用胶带机滚动轴承故障识别方法,利用小波包的分解方法提取检测信号的故障信息,并将其作为最小二乘支持向量机的输入量,将样本的常见故障类型作为输出量,对样本的输入量和输出量进行不断的训练学习,得到最小二乘支持向量机模型,利用该模型进行胶带机滚动轴承故障识别。研究结果表明:基于最小二乘支持向量机模型的计算结果与测试样本拟合精度较高,可以用于进行矿用胶带机滚动轴承故障识别。     

基于进化计算方法的支持向量机特征选择

针对支持向量机训练过程中的特征选择问题,提出了基于进化计算方法的支持向量机特征选择方法,该方法采用进化计算方法中2个典型的算法:遗传算法(GA)和微粒群算法(PSO)为支持向量机选择优化的特征子集。通过对UCI标准数据集的实验,比较了遗传算法和微粒群算法的使用效果。仿真实验结果证明了该方法的有效性。     

城区地下管线探测技术研究与应用

城市地下管线是维持城市正常运转的大动脉,城市地下管线普查是城市规划、建设和管理的一项重要基础性工作。以某市地下管线探测工程为例,分析了现有地下管线概况,研究了地下管线探测工作流程、探测方法及相关仪器、明显管线点和隐蔽管线点定位方法和定深方法,并进行了探测结果分析。研究得出,经内业计算,各级检查明显管线点、隐蔽管线点埋深中误差均满足了相关精度要求以及各管线点重复采集检查精度均满足规程要求。研究为建立统一的地下管线信息管理系统,全面实现地下管线的信息化管理提供了技术支持。     

煤矿瓦斯负压抽采管网检漏技术及现场应用

为了解决煤矿井下瓦斯负压抽采管网检漏难的问题,研发了一种基于超声波检漏原理的瓦斯抽放管道检漏技术和检漏仪。利用该仪器在山西霍尔辛赫矿进行了工业性试验,共巡检管道9155m,钻孔746个,共检测出泄漏点52处,检漏结果基本符合现场应用需求;获得了试验矿井抽采管网泄漏点的分布规律,提出了引起抽采管道泄漏的原因及堵漏措施;分析了影响仪器检漏准确性的多种因素,为瓦斯集输管网检漏提供了技术支撑。     

基于大数据地理信息系统的油气管道泄漏分析研究

目前,我国现存大批已运行多年的老油气管线,埋在环境复杂的地下并长期遭受金属腐蚀,特别是埋于地下的长输油气管道因为隐蔽性高、跨越距离远等因素,导致发生泄漏事故时泄漏点不易被发现。研究油气管道泄漏的检测与定位分析,对于制定应急维抢修方案以及减少泄漏事故损失具有重要意义。在测绘数据的基础上,利用VS2010开发平台配以空间数据库并结合地理信息系统提供的GIS插件、工具、组件库,搭建了油气管道及其附属设施的基于GIS的二维、三维表达平台,用于分析管线泄漏点的检测、定位以及制定维抢修方案。管道泄漏目标点的及时有效定位,提高了维抢修人员的工作效率,缩短了其到达事故地点的时间,减少了企业的直接经济损失并降低了泄漏事故对周边环境的进一步破坏。     

沉降区埋地天然气管道焊缝应力分析及其对管道的影响

对于长输天然气管道而言,位于沉降区的埋地管道特别容易受到周围地质环境的影响,导致管道出现悬空现象,进而威胁管道运行的安全性。利用Abaqus软件对管道悬空状态下的焊缝应力进行了分析。结果发现,管道的最大应力和应变主要集中在悬空段与埋地段相交接区域,最大位移则出现在悬空段中部位置,当焊缝正好处于该位置时容易发生应力集中现象。正常情况下管道的安全悬空长度为115 m。当天然气管道焊缝存在缺陷问题,比如错边缺陷和斜接缺陷,焊缝部位更加容易出现应力集中现象,使得管道的安全悬空长度出现很大程度降低,威胁着天然气管道运行过程的可靠性和安全性。     

油气输送管道过采矿塌陷区应急治理措施

随着我国长输油气管道建设里程的不断增加,越来越多的管道通过了矿产探矿区、采矿区和采空区,这些地区以后均有可能会因地下矿产的过度开采造成不同程度的地面沉陷、地表开裂,进而对埋地输油气管道造成破坏。为了保障这些地区管道安全,需要对不同采空区情况提出适宜的治理措施,这对于采空区管道而言属于需要进一步研究的新课题。以蒲县—河津输气管道遭受的采空塌陷地质灾害为例,通过建立采空区沉降监测系统和开展管道应力状态分析校核等手段,综合物理勘测、现场监测数据分析、专家经验、管道应力计算分析以及采空区地质安全评价,采取管沟开挖、截排水、焊缝保护、适时抬管、降压输气、监测预警等应急措施,有效降低了管道遭受危害风险,保障了管道安全运营。     

热载荷约束下含单腐蚀西气东输管道受力分析

天然气的常规输送方式往往为管道输送，作为一种清洁能源被广泛使用，在西气东输工程中大量采用了高强度高钢级的管道以满足输气量。为了抑制天然气水合物的生成，在输气途中会设置加热站来提高天然气的温度，在内压和热应力的共同作用下会使得管道更加容易失效，尤其是当管道存在腐蚀的条件下。因此建立了含腐蚀的西气东输管道模型，在不同输气温度条件下运用ANSYS软件对2种腐蚀形式、不同的腐蚀深度进行了热固耦合有限元分析。结果表明，在常温下，矩形腐蚀和圆形腐蚀的腐蚀深度允许量均接近管道壁厚的一半；当天然气温度加热到30 ℃后，二者允许的腐蚀深度在管道壁厚的0.2~0.3倍，若温度达到40 ℃甚至更高，则允许的腐蚀深度仅为管道壁厚的0.1倍。因此在西气东输工程中，对于单腐蚀而言，应合适控制输气温度在30 ℃以内，既能有效抑制水合物的生成，同时能延长管道的使用寿命。     

地下管线及油污泄漏地质雷达正演模拟研究

在地下空间建设开发过程中,由于施工挖坏地下管线导致的工程事故频发,因此对地下管线及其泄漏物进行监测和评估具有重要意义。通过建立理想条件下地层结构模型,采用基于时域有限差分法（FDTD）的GPRMax程序,通过MATLAB编程对不同地下管线及油污泄漏情况进行地质雷达正演模拟,通过频谱分析得出管线及油污在雷达图像上的典型特征信号,给出了地下管线及油污泄漏的地质雷达探测信号分析基本原则。结合工程实例,验证了地下管线及油污泄漏地质雷达探测正演模拟和分析原则的可靠性。研究有助于对地下管线及油污泄漏实测雷达图像的解读,为相关工程应用提供参考。     

基于LabVIEW的管道甲烷气体监测系统设计

为改善管道甲烷气体浓度超标带来的安全隐患,设计基于LabVIEW的管道甲烷气体监测系统。使用下位机子系统的红外光电传感器采集管道甲烷气体信号数据,将STM8处理器处理后的信号利用网络通信模块传递到上位机子系统,其通过LabVIEW编写的串口程序,在完成串行初始化和数据接收的基础上,数据处理模块采用小波变换方法消除信号中的噪声;根据除噪后的信号,管道甲烷气体浓度检测模块运用谐波检测方法获取管道甲烷气体浓度信息,并保存至数据存储模块;用户使用数据显示模块可以查看保存的信息,以此实现管道甲烷气体监测。实验结果表明,该系统具有良好的红外光电传感器零点稳定性和甲烷气体信号去噪能力,各监测点的甲烷气体浓度检测绝对误差最大仅为1.45%。