【摘要】：管道運(yùn)輸是一種高效、便捷又環(huán)保的運(yùn)輸方式,尤其是在輸送氣體、液體等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,已成為與鐵路、公路、航空和水運(yùn)并行的五大運(yùn)輸手段之一。然而由于管道本身材料的腐蝕、老化,以及自然災(zāi)害和人為損毀等原因,管道泄漏時(shí)有發(fā)生,造成財(cái)產(chǎn)的巨大損失和環(huán)境的嚴(yán)重污染,因此,管道泄漏檢測和定位已成為亟待解決的問題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理、模式識(shí)別、人工智能等學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用,基于軟件的管道泄漏檢測技術(shù)因?yàn)闄z測靈敏、成本低、簡單易行等優(yōu)勢成為最受歡迎的方法之一。本文結(jié)合管道實(shí)際檢測的需要,在前人的研究基礎(chǔ)上,對基于希爾伯特-黃變換、支持向量機(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸氣管道泄漏檢測和定位技術(shù)進(jìn)行了深入地研究和分析,主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作:建立并求解氣體管道模型:了解管道中流體的動(dòng)力學(xué)方程,建立了氣體管道穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)模型,然后利用四階龍格庫塔法和特征線法對模型求解,得到管道壓力和流量的數(shù)值。利用HHT變換和SVM實(shí)現(xiàn)管道泄漏檢測:將管道的運(yùn)行工況分為正常、調(diào)閥和泄漏三類,利用HHT變換對各類信號(hào)進(jìn)行剖析,提取特征向量作為區(qū)分各個(gè)類別的依據(jù),將特征向量作為SVM的輸入訓(xùn)練SVM,用訓(xùn)練好的SVM作為分類器,實(shí)現(xiàn)泄漏信號(hào)的識(shí)別,相比BP網(wǎng)絡(luò)分類效果較好。利用HHT變換和粒子群優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)泄漏點(diǎn)定位:首先,介紹負(fù)壓波定位原理及公式,針對修正后負(fù)壓波公式的復(fù)雜性,采用PSO優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合負(fù)壓波法定位公式,管道沿線一系列泄漏點(diǎn)引起的負(fù)壓波被上、下游端接收的時(shí)間差及相應(yīng)的位置作為PSO-BP網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出值;然后,對比分析HHT變換和小波變換時(shí)延估計(jì)的準(zhǔn)確性,采用HHT變換獲取某泄漏壓力信號(hào)的突變點(diǎn)時(shí)刻,進(jìn)而獲得負(fù)壓波到達(dá)管道首端和末端的時(shí)間差,輸入PSO-BP模型獲得泄漏發(fā)生的地點(diǎn)。
【圖文】：

time0.05 0.1 0.15 0.2 0.250圖5-3 Hilbert時(shí)頻圖Fig.5-3 The order of the IMF with abnormal events signal頻率f/Hz小 波 時(shí) 頻 圖50100150200250

200250圖5-4 小波時(shí)頻圖Fig.5-4 The wavelet time-frequency diagram采用HHT變換和小波變換分別對50個(gè)泄漏樣本進(jìn)行處理，得到管道首端和末端的時(shí)間之差。HHT變換時(shí)延估計(jì)法和幾種常用小波變換時(shí)延估計(jì)法取得的結(jié)果如表5-1所示，，由于篇幅原因只列出一部分。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE973.6

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本文編號(hào)：2556913