强跟踪滤波器在管道泄漏检测与定位中的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第49卷第2期石油化工自动化Vol_49，No．22013年4月AUTOMAT10NINPETRO-CHEMICALINDUSTRYApril，2013强跟踪滤波器在管道泄漏检测与定位中的应用张震1，陆地2，唐培(1．中国石油集团东南亚管道有限公司，北京100028；2．中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司，北京100085；3．青岛蓝图石化工程设计有限公司，山东青岛266555)摘要：结合管道流体瞬变特性，探讨了强跟踪滤波器在管道泄漏检测与定位中的应用。基于特征线法，流体瞬变过程的偏微分

2、方程可以转化为差分方程形式。结合边界条件建立管道状态空间模型，以管线虚拟分段节点处的压力、流量、泄漏尺寸为增广的状态向量，建立管道的强跟踪滤波器(sTF)。通过引入时变渐消因子，实时调整状态预报误差协方差矩阵的大小，减弱管道的历史数据对滤波值的影响，从而提高滤波器对泄漏突变的强跟踪能力。实验结果表明STF算法可以实现快速和准确的管道泄漏检测与定位，将强跟踪滤波器应用于管道泄漏检测和定位是可行的。关键词：管道泄漏检测定位强跟踪滤波器中图分类号：TN713文献标志码：B文章编号：1007—7324(2013)02-0033-04App

3、licationsofStrongTrackingFilterinPipelineLeakingDetectionandLocationZhangZhen，LuDi，TangPei。(1．CNPCSouth-EastAsiaPipelineCompanyLtd．，Beijing，100028，China；2．ChinaPetroleumEngineeringCo．Ltd．，Beijing，100085，Chinal3．QingdaoLantuPetrochemicalEngineeringDesignCo．Ltd．，Qingdao

4、，266555，China)Abstract：Combiningwithpipelinefluidtransientcharacteristics，theapplicationofpipelineleakdetectionandlocationmethodisdiscussedbyusingstrongtrackingfilter(STF)．Basedoncharacteristicsmethod，thepartia1differentialequationsmodelofthepipelineistransformedintoa

5、setofdifferenceequations．Thestatespacemodelisconstructedbycombiningwiththeboundaryconditions．Thepressure，flowrateandleakagesizeactasaugmentedstatevariables．TheSTFofthepipelinemodelisestablished．Byintroducingatimevariancefadingfactor．theelementvaluesofforecasterrorcova

6、riancematrixiSadjustedintime．TheinfluenceofhistoricaldatatoestablishedvaluesiSweakenedandtheleaktrackingperformanceofthefilteriSimproved．TheresultsindicatethattheSTFcanrealizefastandaccuratepipeline1eakdetectionandlocation．ItisfeasibletoapplySTFonthepipelineleakingdet

7、ectionandlocation．Keywords：pipeline；leakage；detection；location；STF管道输送技术因其运量大、效率高、易于实目前，长输管线泄漏检测和定位方法主要分为现自动化管理和运行成本低等优点，已经成为原基于模型的方法L1七]、基于知识的方法L3-及基于油成品油和天然气等长距离输送的重要工具，在信号处理的方法E5-83。基于模型的管道泄漏检测现代工业的流体输送中占据越来越重要的地位。方法具有实时监测管道运行状况、灵敏度高、可检但由于腐蚀、意外损坏等原因，时常发生管线泄测小流量泄漏等优

8、点。传统的基于滤波器的管道漏，如不及时发现，极易引发火灾、爆炸、环境污泄漏检测，所用滤波器为扩展卡尔曼滤波器染等事故，对泄漏点附近居民的人身安全以及生态环境带来灾难性的后果。因此，研究管道故障稿件收到日期：2012—12—03，修改稿收到日期：20