基于小波和SOM网络的船舶管系泄漏检测方法.pdf

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1、2013年8月机床与液压Aug．2013第41卷第15期MACHINETOOL&HYDRAULICSV01．41No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．15．015基于小波和SOM网络的船舶管系泄漏检测方法印洪浩，陈辉，彭中波(1．重庆交通大学航海学院，重庆400074；2．武汉理工大学能源与动力工程学院，湖北武汉430063)摘要：为了实现对船舶管系的实时泄漏检测，降低负压波法的误报警率，必须将管系泄漏与调泵、调阀等常规操作识别开来。根据不同工况下管道压力和流量信号的波形特征不同，利用小波变换模极大值提取船舶管

2、系工况的特征向量；设计和组建SOM网络(自组织特征映射神经网络)，将工况特征向量输入SOM网络，通过网络训练建立输入与输出间良好的非线性映射；利用SOM网络抽取输入信号模式特征的能力，实现了船舶管系泄漏识别。经实验验证，该方法具有良好的准确度和适应性。关键词：负压波；小波分析；SOM网络；船舶管系；泄漏检测中图分类号：U664．84文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013115—058—3ShipPipingSystemLeakageDetectingBasedonWaveletandSoMNetworkYINHonghgo．CHENHu

3、i，PENGZhongbo(1．MaritimeCollege，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China；2．SchoolofPowerandEnergyEngineering，WuhanUniversityofTechnology，WuhanHubei430063，China)Abstract：Inordertomonitorshippipingsystemleakageandreducefalsealarmrateofnegativepressurewavemethod，pipinglea

4、kagemustbeidentified．Becausethepipelinepressureandflowsignalshaddifferentwaveformcharacteristicsandsingularity，wavelettransformmodulusmaximacouldbeusedtoextractworkingconditioneigenvectors，andthenSOMnetwork(self-organizingfeaturemapneuralnetwork)wasusedtoidentifyleakage．Fromdat

5、asamplingintermsofpipeworkingconditions，learningsampleswereobtained．Accordingly，thenonlinearmappingbetweenSOMneuralnetworkinputsandoutputswerewellestablishedviatrain-ing．Afterwards，shippipingleakagewasdetectedbasedoninputeigenvectors．Theexperimentsconfirmthatthismethodhasgoodac

6、curacyandadaptability．Keywords：Negativewave；Waveletanalysis；SOMnetwork；Shippipelinesystem；Leakagedetecting船舶管系包含液压传动、液货装卸、燃油、润滑法的基础上，采用小波变换分析管系压力和流量信号油、冷却水和压载水等多个子系统，管系泄漏会影响的奇异性，有效提取管系工况的特征向量；利用设备正常运行，导致设备失效、货差货损，甚至造成SOM网络抽取输入信号模式特征的能力，识别管系人员伤亡和沉没事故，是船舶安全营运的突出隐患。泄漏，从而降低误报警率。经实验

7、验证，该方法具有因此，需要对船舶管系运行进行实时监控，迅速准确良好的准确度和适应性。地发现管系泄漏并定位，以便及时采取安全隔离和应1负压波法泄漏检测原理急旁排措施。目前，管道泄漏检测的研究对象几乎都负压波法实际上是一种声学检测方法。当管道的是长输油气管道，对于船舶管系等复杂流体管网却少某一点发生泄漏时，管道中的介质从泄漏点流出，造有研究，开展对此类复杂管系的泄漏检测研究同样意成管内压力下降，泄漏点两边的液体会向泄漏点处补义重。充，这一过程依次向上下游传递，就相当于在泄漏点管系泄漏检测的目的是及时发现泄漏并准确定位产生了以一定速度传播的负压波。负压波传

8、播到监测泄漏点，负压波法由于原理简单、对硬件的要求不点时会使该点产生瞬时压力降，瞬时压力降具有几乎高、反应迅