本文關(guān)鍵詞： Starview ICS系統(tǒng) 自適應(yīng)卡爾曼濾波 管道泄露監(jiān)測　出處：《吉林大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：管道運輸是一種常用且重要的運輸方式,可以為國民經(jīng)濟發(fā)展提供基礎(chǔ)運輸支持。而在實踐當中,因為管道面臨著老化、人為破壞以及腐蝕等威脅,使得管道泄漏事故屢見不鮮,不但會形成經(jīng)濟損失,同時還對環(huán)境帶來污染影響。國內(nèi)原油成品油長輸管道長期存在利用隱蔽地道鉆孔偷油盜油現(xiàn)象,各個輸油企業(yè)遭受巨大損失,因此國內(nèi)對高精度的管道泄漏檢測系統(tǒng)存在巨大需求,企業(yè)的調(diào)控中心操作員使用泄漏監(jiān)測系統(tǒng)除了監(jiān)測管道突發(fā)泄漏,日常更加注重對偷油監(jiān)測。雖然迄今為止尚未有任何軟硬件可以完美解決偷油困擾,但負壓波法是國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛和實用的技術(shù)之一,在一定程度可以實現(xiàn)泄漏報警和定位,本文著重側(cè)重其中的核心技術(shù)之一,即壓力傳感器信號的濾波技術(shù)—Kalman濾波法(Kalman Filter)。所以當前階段,基于管道內(nèi)部模型的Kalman濾波算法能夠在管道泄漏與檢測中發(fā)揮出較好作用,然而其算法模型過于復雜,需要有較大計算量,所以導致其實踐應(yīng)用有所限制;而基于管道信號模型的Kalman濾波算法雖然模型算法相對簡單,但是本身存在一定的不確定性,信號抗干擾能力弱,所以泄漏報警的準確度不足,定位精度以及整體魯棒性也不高。據(jù)此可知,針對Kalman濾波算法進行研究,提升模型準確性與信號抗干擾性,減少管道泄漏的誤報率,可以對管道泄漏檢測和定位產(chǎn)生重要意義,具備良好的理論與實踐價值。國內(nèi)主流的壓降信號捕捉技術(shù),無一例外全部采用優(yōu)質(zhì)的壓力數(shù)值濾波技術(shù)實現(xiàn)。例如中加誠信采用小波處理方法(wavelet transformation),天津大學采用Kalman濾波和小波變換綜合方法,北京化工大學采用抗差Kalman濾波方法和新息序列法(innovation sequence)。以上各個方法各有所長,必須輔助配合其他工藝處理算法才可以發(fā)揮綜合優(yōu)勢,單獨評判任何一個濾波方法都是沒有意義的。目前各個研究機構(gòu)和企業(yè)單位為了降低泄漏檢測系統(tǒng)漏報率和誤報率,均把數(shù)值濾波技術(shù)作為重點研究方向。在本文當中,先是對基于濾波器的管道泄漏檢測和定位方法進行分析,接著構(gòu)建了基于歷史工況的數(shù)據(jù)辨識管道模型,并且搭建了一個基于STARVIEW軟件平臺,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了自適應(yīng)的Kalman濾波器管道泄漏檢測與定位系統(tǒng)。研究自適應(yīng)卡爾曼濾波在管道泄漏檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用,明確具體配置情況,并結(jié)合實際運行環(huán)境來實現(xiàn)長輸管道泄漏檢測系統(tǒng)。分析如何實現(xiàn)工況數(shù)據(jù)采集,以及對泄漏情況進行判斷和定位等。通過具體的實現(xiàn),分析自適應(yīng)卡爾曼濾波在管道泄漏檢測系統(tǒng)當中的實際測試結(jié)果。實驗研究結(jié)果顯示,本文設(shè)計的基于Starview ICS系統(tǒng)的自適應(yīng)卡爾曼濾波在管道泄漏檢測與定位方法,可以有效提升濾波性能,確保系統(tǒng)能夠?qū)τ谀Ｐ偷牟淮_定性產(chǎn)生良好魯棒性,以減小誤報警率,其定位精度能夠滿足實踐需求。
[Abstract]:Pipeline transportation is a common and important mode of transportation , which can provide basic transportation support for the development of national economy . The Kalman filter algorithm based on the internal model of pipeline can play a good role in pipeline leakage and detection , but its algorithm model is too complex and requires a large amount of calculation , so it has some uncertainty in its practical application . In this paper , the application of adaptive Kalman filter in pipeline leakage detection system is analyzed , and a self - adaptive Kalman filter pipeline leak detection system is designed .

【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE973.6;TN713

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本文編號：1548343