基于模糊神经网络的管道泄漏检测方法研究

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1、基于模糊神经网络的管道泄漏检测方法研究第26卷第2期计算机仿真2009年2月文章编号：1006—9348(2009)02—0190—03慕于模糊神经网络的管道泄漏检测方法研究李炜，邙鹏，李阳(兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州730050)摘要:为了及时准确地检测管道泄漏，提出了一种基于模糊神经网络的管道泄漏检测的方法.首先以管道内流体在出口与人口Z间的压力差与流量差信号作为网络输入,以泄漏的尺寸大小作为网络输出,构建了管道泄漏检测与泄漏尺寸估计的模糊神经网络结构，进而选取实际管道数据，对网络的参数进行离线训练,并得出网络权值•最后以借鉴某管道泄漏的部分先验知识

2、建立模糊规则的基础上,通过仿真骑明了方法在管道泄漏诊断中的有效性和可行性.关键词:管道;泄漏检测;模糊规则;神经网络中图分类号:VP277文献标识码:AAPipelineLeakDetectionMethodBasedonFuzzyNeuralNetworkLIWei,KUANGPeng,LIYang(CollegeofElectricalandInformationEngineeringXanzhouUniversityofTechnology,LanzhouGansu730050,China)ABSTRACT:Inordertodetectpipe一lineleaka

3、gequicklyandaccurately.anefficientmethodisproposedbasedonfuzzyneuralnetwork.Firstthisalgorithmusesthepressuredifferenceandflowdifferenceoftheflowbetweentheinletandoutletofthepipelineastheinputsignalandusestheleakageareasizeasthenetworkoutputtobuildafuzzy—neuralnetworkfordiagnosingthepipe一

4、lineleakagedetectionandestimatingtheleakagesize.Therealpipelinedataarechosen,thentrainingtheneuralnetworkparametersofflinetogetnetworkweight.Lastly,basedondrawingles-sonsfrompartialtranscendentalknowledgeofacertainpipelineleakagetoestablishfuzzyrules.andthroughtsimula?tion.themethodhaspro

5、vedtobeeffectiveandpracticableforthepipelineleakagediagnosis..KEYWORDS:Pipeline;Leakdetection;Fuzzy〜iole;Neuralnetwork1引言管道在运输气体，液体，浆液等方面具有重要的作用.如果管道发生泄漏，不仅造成经济损失，污染环境，而且会危及人身安全，其至造成灾难事故.因此，对管道泄漏检测技术的研究有着突出的实际意义.管道泄漏检测与定位方法己有很多种,总体而言可分为三类，即基于信息的方法，基于模型的方法和基于知识的方法,这些方法在检测基理和技术手段有着明显的差别.其屮负

6、压波法11已成为基于信息的管道泄漏检测的主流方法之一，这类方法对于突发性的较大泄漏事故不仅检测速度快而且定位精度也可满足实际要求，但对于小泄漏及缓慢泄漏，没有明显的负压波出现，则会发生漏报警;基于模型的法由丁需要建立准确的数学模型，而影响管道流体的运行基金项目:教育部”春晖计划”(z2o05—1—62001);兰州理工大学特色学术梯队基金项B(0950)・收稿日期:2007—12—25修回日期:2007—12—28190—状态因素众多，模型很难准确的建立,因此采用该方法进行泄漏检测及定位的难度较大;基于知识的方法主要集中在基于神经网络和模糊专家系统的方法.但由于受管道工况

7、变化，不易收集大量的样本或受专家先验知识获取的限制，也有一定局限性.本文针对常见检测方法的不足，提出了-•种基于模糊神经网络的管道泄漏检测及泄漏估计的方法•这种方法不需建造管道的数学模型，且可以对小泄漏进行检测•以某管道的泄漏先验知识和运行数据为例,通过在MATLAB环境下进行仿真验证了该方法的有效性.2模糊神经网络模糊神经网络是充分吸取了模糊逻辑系统与神经网络技术各自的优点，既能处理专家知识和经验，又能够通过自学习增加系统的决策能力的一种智能系统.应用模糊神经网络來解决故障诊断问题，已在多个领域获得成功.基于模糊神经网络的故