天然气长输管道泄漏检测与定位方法研究——基于小波分析与sprt法

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1、摘要V721120长输管道以高效、便捷、环保等特点已成为与铁路、公路、航空、水运并行的五大运输手段之一。然而由于不可避免的老化、腐蚀及人为损坏等原因，管道泄漏频频发生，所产生的经济损失和环境污染也十分严重。因此管道泄漏的实时检测已成为世界重要的研究课题。由于基于硬件的方法不能连续检测，而基于单一检测方法的软件系统在检测的实时性、可靠性、精确性、灵敏性等综合性能很难达到令人满意的效果，因此近年来随着SCADA系统在油气管道行业的广泛应用，基于信息处理的多种检测方法复合的软件技术已成为学术界关注的热点和发展的潮流。本文在前期研究工作的基础上，针对存在

2、的一些问题，主要进行了以下工作。首先针对管道泄漏时所采集的含噪声的负压波信息，提出了一种基于小波变换技术的自适应滤波算法，通过逐层的白化检验和选取一个有效门限阈值的规则，自适应地确定小波消噪的分解层数和各层的门限闽值并滤波，仿真结果表明该方法不仅具有良好的滤波效果，而且可以加快响应速度。其次针对小波变换技术对压力信号奇异点过于敏感，易产生误报警的问题，基于动态质量平衡原理，利用序贯概率比检验方法，在确保泄漏检测的误报率和漏报率性能要求的情况下，使检验样本个数最小；文中还对序贯概率比检验方法(SPRT)中的延迟问题，采用了相应的补偿算法，从而提高了

3、泄漏检测速度，缩短了响应时问；针对泄漏量未知或估计不够精确的问题，提出了利用多个SPRT并行检漏的设想，仿真证明了其可能性和有效性。最后针对负压波定位公式中管道传输介质采用平均流速影响定位精度的问题，提出了一种变介质平均流速的循环迭代算法，仿真结果表明此算法较原算法定位精度有所提高。关键词：长输管道泄漏检测与定位小波变换动态质量平衡序贯概率比检验MATLABAbstractBecauseof"longpipelinedeliverysystemlssafeoperationandeconomicalcharacterandenvironmenta

4、lism．ithasbecomeoneofthefivemaintransportindustries，whicharerailway、highroad、navigationandwatercarriage．Butduetothereasonsofinevitabletoolongusingperiod、erodibilitymaddamagebypersonsandsoon，theleaksofpipelinetakeplacefrequently,sotheeconomiclOSSandenvironmentalpollutionarever

5、yserious．Thereal—timepipelineleakdetectionhasbecomeimportantstudyproblemintheworldBecansetilemethodsbasedonllardwarecannotdetectlelkcontinuously．andthesyntlmsizingcapabilitiesofthesoftwaresystembasedonsingledetectionmethodlikereal．tinletrait、accuracy、leaksensitivityandsoon．ca

6、nnotsarisfytheneedofus．WiththedevelopmentofSCADAanditsusei11pipelinesinrecentyears．thesynthesizedsoftwareskillsbasedoninformationdisposalhasbeenturnedintothehotspotandtideofacademeintheworld．Based011tilefolinerwork．thethesiselaboratessomeproblemsinthefirstplace．becausetileneg

7、ative—pressureinformationincludingnoiseiScollectedwhenpipelineleaks，amethodofadaptivefilteringalgorithmbasedonwavelettransformtechnologyispresented．Throughverificationofwhitenoiselayeruponlayerandaruleofselectinganeffectivethreshold，thedecomposinglayerandeachlayerthresholdare

8、determined，andthentilemethodiSusedtofilteradaptively．Intheend，emulat