基于信息熵的管道泄漏检测研究

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1、ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目：基于信息熵的管道泄漏检测研究英文论文题目：Pipelineleakdetectionbasedoninformationentropy学科专业：控制科学与工程作者姓名：陈柯宇指导教师：高金凤教授完成日期：2018年04月17日学科门类:工学单位代码:10338分类号:TP183密级:公开硕士学位论文基于信息熵的管道泄漏检测研究作者姓名：陈柯宇学位级别：硕士学科专业：控制科学与工程研究方向：管道泄漏检测指导教师：高金凤教授浙江理工大学

2、机械与自动控制学院2018年04月AThesisforMasterDegreePipelineleakdetectionbasedoninformationentropyByChenKe-YuSupervisor:Prof.GaoJin-FengSchoolofMachineryandAutomationZhejiangSci-TechUniversityHangZhou,ChinaDecember,2018浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢

3、的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年札月。孓日学位论文版权使用授权书本学位论文全ｉ－工权保作者完了解浙ｃ理大金有留并向国家有关部门或机构於交本论文的复印件私磁盘，允许论文被查阅和借阅。＇＊＊ＸＴ理Ｘ＇本人授权ｆ七＃可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行ｔ索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复．

4、手段保存、汇编学位论文。；＇＂＇（ｆ卜Ｗ岭料ｌｉｆｒｘ４以稍？／讀５１＊Ｍｇ０Ｄ１论．ｆ学位文作者签名？ｐｉ１ＺＡ￥。３签字日期：年月＂Ｖ日－哥＾。师名。ｐ％％Ｌ／ＭｗｒＤｒｒ签字期：＞年月日基于信息熵的管道泄漏检测研究摘要管道运输是我国最常见的运输方式之一，在油气输送方面起着越来越重要的作用。随着管道建设的日益增多，很多管道由于一些自然或人为因素，管道泄漏

5、时有发生，造成了巨大的经济损失和环境污染，还会产生严重的生产事故甚至危及人们的生命。因此，如何建立高效的管道泄漏检测系统，及时发现管道泄漏，是现今的研究重点。本文针对这个问题展开研究，主要研究工作如下：（1）设计了一套完整的管道泄漏检测系统，对系统的软硬件设计进行了说明，并通过实验来采集管道四种工作状态下（正常运行、泄漏开始、持续泄漏、泄漏结束）的管道压力信号序列，作为本文算法的分析信号。（2）针对管道压力信号，利用排列熵算法提取时间序列的特征，通过判定所提取特征的变化，实现管道的泄漏检测。考虑到单尺度排列熵的局限性，提出了基于多尺度加权排列熵

6、的管道泄漏检测方法，探究了不同尺度下压力时间序列的特征变化。实验结果证明了多尺度加权排列熵算法的优越性。（3）针对管道压力时间序列，本文提出一种基于Hellinger距离的管道泄漏检测方法。该方法根据管道正常运行时的压力数据，利用滑动窗方法建立时间序列，并基于Hellinger距离构建管道泄漏检测的统计量。为了能够更加准确的监测管道的泄漏，通过休哈特控制图(Shewhartcontrolchart)建立控制限。仿真结果表明该方法简单、有效且具有较好的实时性。关键词：管道泄漏检测；时间序列；多尺度加权排列熵；Hellinger距离iPipelin

7、eLeakDetectionBasedonInformationEntropyAbstractPipelinetransportationisoneofthemostcommontransportationmethodsandplaysanimportantroleinoilandgastransportation.Withtheincreasingconstructionofpipelines,leakageoccasionallyoccursduetonaturalorhumanfactors,whichbringshugeeconomic

8、lossesandenvironmentalpollution.Additionally,itcauseseriousproductionaccide