管道盗油事件监测与提升小波熵分析

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1、２０１６年１月机床与液压Ｊａｎ?２０１６第４４卷第２期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ?４４Ｎｏ?２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?１００１－３８８１?２０１６?０２?０４６管道盗油事件监测与提升小波熵分析１２１１李迎春，付兴建，刘培培，薛琴（１?北华航天工业学院电子工程系，河北廊坊０６５０００；２?北京信息科技大学自动化学院，北京１００１９２）摘要：介绍管道安全实时监测系统，给出ＤＳＰ处理模块硬件结构；简述管道盗油事件的提升小波熵分析方法；并对所采集的管道振动信号进行了提升小波分解与熵值计算，给出盗油事件和

2、无盗油事件的识别方法。实验结果表明：提升小波熵法能够实时有效地识别管道盗油事件，且该方法计算简单，编程容易实现，具有广阔的应用前景。关键词：盗油事件；实时监测；ＤＳＰ；提升小波熵中图分类号：ＴＰ３９１文献标志码：Ａ文章编号：１００１－３８８１（２０１６）２－１４７－４ＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＬｉｆｔｉｎｇＷａｖｅｌｅｔＥｎｔｒｏｐｙＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＳｔｅａｌｉｎｇＯｉｌＥｖｅｎｔｓｏｆＰｉｐｅｌｉｎｅ１２１１ＬＩＹｉｎｇｃｈｕｎ，ＦＵＸｉｎｇｊｉａｎ，ＬＩＵＰｅｉｐｅｉ，ＸＵＥＱｉｎ（１?ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅ

3、ｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｇｆａｎｇＨｅｂｅｉ０６５０００，Ｃｈｉｎａ；２?ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｐｉｐｅｌｉｎｅｓａｆｅｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄｔｈｅＤＳＰｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｏｄｕｌｅｈａｒｄｗａｒｅｓ

4、ｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｇｉｖ⁃ｅｎ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｌｉｆｔｉｎｇｗａｖｅｌｅｔｅｎｔｒｏｐｙｗａｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅｌｉｆｔｉｎｇｗａｖｅｌｅｔｅｎｔｒｏｐｙｖａｌｕｅｓｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｓｉｇｎａｌｓｗｅｒｅｃｏｕｎｔｅｄ，ａｎｄｉｄｅｎｔｉ⁃ｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｔｅａｌｉｎｇｏｉｌｅｖｅｎｔｓｗａｓｇｉｖｅｎ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｌｉｆｔｉｎｇｗａｖｅｌｅｔｅｎｔｒｏｐｙｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｉ⁃ｄｅｎｔｉｆｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅ

5、ａｌ⁃ｔｉｍｅｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅａｌｉｎｇｏｉｌｅｖｅｎｔ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｓｉｍｐｌｅａｎｄｅａｓｙｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｈａｓｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｔｅａｌｉｎｇｏｉｌｅｖｅｎｔ；Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ；ＤＳＰ；Ｌｉｆｔｉｎｇｗａｖｅｌｅｔｅｎｔｒｏｐｙ石油的管道运输是经济、清洁和快捷的运输方计算相应的提升小波熵值，分析了无敲击信号、有敲式，也是目前全国各油田普遍采用的运输方式。然而击信

6、号及敲击信号随检测距离增大的提升小波熵值特管道沿线的盗油事件对石油传输管道的安全造成了严征，给出识别盗油事件和非盗油事件的判据。该方法重的威胁，并给国家造成了巨大的经济损失。因此开计算量小，易于实现，有广阔的应用前景。发出一套成本低廉、防护有效的管道安全预警系统势１管道盗油事件实时监测系统［１－３］在必行。采用应力波技术监测管道盗油事件，在管道上每基于应力波技术的管道安全预警系统在管道上每隔一定间距安装振动传感器，通过信号调理器将信号［４－６］隔一定间距安装振动传感器，实时监测管道异常传给ＤＳＰ处理模块，进行综合分析判断是否有异常［

7、５－６］事件。李健、曲志刚等采用应力波技术，利用基事件发生。当判断管道受到威胁时，通过ＧＰＲＳ通信于小波包分解的“能量－模式”方法提取振动信号的网络将威胁事件传给上位机主站监控中心，由上位机特征向量，从而对挖掘管道、钻孔、锯管道等异常事结合多个传感器发送的信号结合电子地图准确定位盗［７］件进行识别。张景川等采用分布式光纤油气管道安油事件发生地点，并报警提醒值班人员进行处理。管全监测系统实时检测管道沿途振动信号，通过小波能道安全实时监测系统如图１所示。谱和小波信息熵值两种测度识别管道泄漏、人工挖在该系统中，为了保证监测的实时性，采用了

8、掘、机械挖掘事件。ＤＳＰ模块进行盗油事件判断与识别，而不是把信号传文中给出管道安全实时监测系统及ＤＳＰ处理模送到上位机监控中心来进一步的识别，盗油点的定位块硬件结构。用敲击管道模拟盗油事件，采集管道振通过上位机完成。管道安全监测系统中