CN109114424A - 管道泄漏点位置的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道泄漏点位置的确定方法及装置，属于油气管道领域。该方法包括：获取第一波形图和第二波形图，第一波形图是指对目标管段一端的压力进行多次采样后生成得到，第二波形图是指对目标管段另一端的压力进行多次采样后生成得到；如果第一波形图和第二波形图在预设时间段内均存在下降趋势，则根据第一波形图和第二波形图确定压力波到达目标管段两端的时间差；根据目标管段的长度、压力波的传播速度和该时间差确定目标管段上的泄漏点位置。本发明通过对第一波形图和第二波形图的波形曲线进行相关性计算，进而确定时间差，避免因压力缓慢下降时波形图拐点时刻不明显，而导致确定的时间差存在较大误差，从而使泄漏点的定位存在误差。

Description

管道泄漏点位置的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及油气管道领域，特别涉及一种管道泄漏点位置的确定方法及装置。

背景技术

在管道的服役过程中，由于腐蚀、意外损坏等其它原因，造成管道泄漏事故时有发生，再加上用于监测管道运行状况的相邻站点的距离较长等原因，往往难以及时发现泄漏点。特别是近年来，一些不法分子在利益驱动下，肆意对输油气管道进行人为破坏、打孔盗油，极大威胁着在役管道的安全运行，造成巨大的直接和间接经济损失，同时泄漏的油气还会严重污染环境。因此，亟需一种管道泄漏点位置的确定方法。

相关技术中，为了实时监测管道运行状况，及时发现管道泄漏，管道多安装有基于压力波原理的管道泄漏监测系统。当通过该系统确定管道泄漏点位置时，可以分别监测管道两端的压力，当监测到管道两端的压力均发生下降，且压力的下降变化值均超过预设阈值时，确定管道发生泄漏并报警，然后再分别计算管道两端压力下降的拐点时刻，确定管道两端压力下降的拐点时刻之间的时间差，进而根据该时间差确定泄漏点位置。

然而，随着管道服役年限的增长，且在管道的泄漏点的开孔较小的情况下，出现管道以缓慢泄漏的现象居多。在管道缓慢泄漏的情况下，管道两端的压力缓慢下降，且压力的下降变化值不大于预设阈值时，容易产生漏报警的情况发生，且压力缓慢下降或受噪声干扰较大时，压力下降的拐点时刻不明显，进而导致确定的时间差产生较大的误差，从而使泄漏点的定位存在误差。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种管道泄漏点位置的确定方法及装置。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种管道泄漏点位置的确定方法，所述方法包括：

获取第一波形图和第二波形图，所述第一波形图是指对目标管段一端的压力进行多次采样后生成得到，所述第二波形图是指对所述目标管段另一端的压力进行多次采样后生成得到；

如果所述第一波形图和所述第二波形图在预设时间段内均存在下降趋势，则根据所述第一波形图和所述第二波形图确定压力波到达所述目标管段两端的时间差，所述压力波是指所述目标管段中因泄漏而导致压力变化的波；

根据所述目标管段的长度、所述压力波的传播速度和所述时间差确定所述目标管段上的泄漏点位置。

可选地，所述获取第一波形图和第二波形图之后，还包括：

将所述第一波形图中所述预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第一波形段，并分别计算所述n个第一波形段中每个第一波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，所述n为大于或等于4的正整数；

将所述n个第一波形段中每相邻两个第一波形段中前一个第一波形段的最大压力值与后一个第一波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值；

确定所述n-1个压力下降值中最大压力下降值在所述n-1个压力下降值中的顺序编号i，所述i大于或等于1且小于或等于n-1；

当所述顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且所述n个第一波形段中前i-1个第一波形段中每个第一波形段内的平均压力值均大于第i个第一波形段之后的每个第一波形段内的平均压力值时，确定所述第一波形图在所述预设时间段内存在下降趋势。

可选地，所述获取第一波形图和第二波形图之后，还包括：

将所述第二波形图中所述预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第二波形段，并分别计算所述n个第二波形段中每个第二波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，所述n为大于或等于4的正整数；

将所述n个第二波形段中每相邻两个第二波形段中前一个第二波形段的最大压力值与后一个第二波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值；

确定所述n-1个压力下降值中最大压力下降值在所述n-1个压力下降值中的顺序编号i，所述i大于或等于1且小于或等于n-1；

当所述顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且所述n个第二波形段中前i-1个第二波形段中每个第二波形段内的平均压力值均大于第i个第二波形段之后的每个第二波形段内的平均压力值时，确定所述第二波形图在所述预设时间段内存在下降趋势。

可选地，所述第一波形图和所述第二波形图中均包括m个采样时刻的压力值，且相邻两个采样时刻之间的时长为第一预设时长，所述m为大于或等于1的正整数；

所述根据所述第一波形图和所述第二波形图确定压力波到达所述目标管段两端的时间差，包括：

当所述预设时间段内包括a个采样时刻，且所述a个采样时刻为所述m个采样时刻中第b个采样时刻到第b+a个采样时刻时，令j＝0，计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，所述a个第一压力值为所述第一波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值，所述a个第二压力值为所述第二波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值；

令j＝j-1，返回计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数的步骤，直至b+j不小于0或者第一时长不大于第二时长时，得到多个第一相关系数，所述第一时长为j与所述第一预设时长之间的乘积的绝对值，所述第二时长为所述目标管段的距离除以压力波传播速度得到的时长；

令j＝j+1，返回计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，直至b+a+j不大于m或者所述第一时长不大于所述第二时长时，以得到多个第二相关系数；

确定所述多个第一相关系数和所述多个第二相关系数中的最大相关系数，将用于计算所述最大相关系数时所使用的j与所述第一预设时长之间的乘积确定为所述压力波到达所述目标管段两端的时间差。

另一方面，提供了一种管道泄漏点位置的确定装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取第一波形图和第二波形图，所述第一波形图是指对目标管段一端的压力进行多次采样后生成得到，所述第二波形图是指对所述目标管段另一端的压力进行多次采样后生成得到；

第一确定模块，用于如果所述第一波形图和所述第二波形图在预设时间段内均存在下降趋势，则根据所述第一波形图和所述第二波形图确定压力波到达所述目标管段两端的时间差，所述压力波是指所述目标管段中因泄漏而导致压力变化的波；

第二确定模块，用于根据所述目标管段的长度、所述压力波的传播速度和所述时间差确定所述目标管段上的泄漏点位置。

可选地，所述装置还包括：

第一计算模块，用于将所述第一波形图中所述预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第一波形段，并分别计算所述n个第一波形段中每个第一波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，所述n为大于或等于4的正整数；

第三确定模块，用于将所述n个第一波形段中每相邻两个第一波形段中前一个第一波形段的最大压力值与后一个第一波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值；

第四确定模块，用于确定所述n-1个压力下降值中最大压力下降值在所述n-1个压力下降值中的顺序编号i，所述i大于或等于1且小于或等于n-1；

第五确定模块，用于当所述顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且所述n个第一波形段中前i-1个第一波形段中每个第一波形段内的平均压力值均大于第i个第一波形段之后的每个第一波形段内的平均压力值时，确定所述第一波形图在所述预设时间段内存在下降趋势。

可选地，所述装置还包括：

第二计算模块，用于将所述第二波形图中所述预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第二波形段，并分别计算所述n个第二波形段中每个第二波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，所述n为大于或等于4的正整数；

第六确定模块，用于将所述n个第二波形段中每相邻两个第二波形段中前一个第二波形段的最大压力值与后一个第二波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值；

第七确定模块，用于确定所述n-1个压力下降值中最大压力下降值在所述n-1个压力下降值中的顺序编号i，所述i大于或等于1且小于或等于n-1；

第八确定模块，用于当所述顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且所述n个第二波形段中前i-1个第二波形段中每个第二波形段内的平均压力值均大于第i个第二波形段之后的每个第二波形段内的平均压力值时，确定所述第二波形图在所述预设时间段内存在下降趋势。

可选地，所述第一波形图和所述第二波形图中均包括m个采样时刻的压力值，且相邻两个采样时刻之间的时长为第一预设时长，所述m为大于或等于1的正整数；

所述第一确定模块包括：

第一计算单元，用于当所述预设时间段内包括a个采样时刻，且所述a个采样时刻为所述m个采样时刻中第b个采样时刻到第b+a个采样时刻时，令j＝0，计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，所述a个第一压力值为所述第一波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值，所述a个第二压力值为所述第二波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值；

第二计算单元，用于令j＝j-1，返回计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数的步骤，直至b+j不小于0或者第一时长不大于第二时长时，得到多个第一相关系数，所述第一时长为j与所述第一预设时长之间的乘积的绝对值，所述第二时长为所述目标管段的距离除以压力波传播速度得到的时长；

第三计算单元，用于令j＝j+1，返回计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，直至b+a+j不大于m或者所述第一时长不大于所述第二时长时，以得到多个第二相关系数；

确定单元，用于确定所述多个第一相关系数和所述多个第二相关系数中的最大相关系数，将用于计算所述最大相关系数时所使用的j与所述第一预设时长之间的乘积确定为所述压力波到达所述目标管段两端的时间差。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例中，获取第一波形图和第二波形图，由于第一波形图和第二波形图是对目标管段两端的压力进行监测后生成得到，因此，在第一波形图和第二波形图在预设时间内均存在下降趋势的情况下，可以根据第一波形图和第二波形图确定压力波到达目标管段两端的时间差，从而根据该目标管段的长度、压力波的传播速度和时间差确定目标管段上更为精确的泄漏点位置，避免了因压力缓慢下降时，波形图出现拐点时刻的不明显导致确定的时间差存在误差，进而避免了目标管段泄漏点位置的偏差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种管道泄漏点位置的确定方法流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种管道泄漏电位值的确定方法流程图；

图3是本发明实施例提供的第一种管道泄漏点位置的确定装置结构示意图；

图4A是本发明实施例提供的目标管段一端的第一波形图；

图4B是本发明实施例提供的目标管段另一端的第二波形图；

图5是本发明实施例提供的第二种管道泄漏点位置的确定装置结构示意图；

图6是本发明实施例提供的第三种管道泄漏点位置的确定装置结构示意图；

图7是本发明实施例提供的第四种管道泄漏点位置的确定装置结构示意图；

图8是本发明实施例提供的第五种管道泄漏点位置的确定装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种管道泄漏点位置的确定方法流程图。参见图1，该方法包括：

步骤101：获取第一波形图和第二波形图，第一波形图是指对目标管段一端的压力进行多次采样后生成得到，第二波形图是指对目标管段另一端的压力进行多次采样后生成得到。

步骤102：如果第一波形图和第二波形图在预设时间段内均存在下降趋势，则根据第一波形图和第二波形图确定压力波到达目标管段两端的时间差，压力波是指目标管段中因泄漏而导致压力变化的波。

步骤103：根据目标管段的长度、压力波的传播速度和该时间差确定目标管段上的泄漏点位置。

本发明实施例中，根据目标管段两端的压力变化，分别获取第一波形图和第二波形图，如果第一波形图和第二波形图在预设时间内均存在下降趋势，则根据第一波形图和第二波形图确定压力波到达目标管段两端的时间差，从而根据目标管段的长度、压力波的传播速度和该时间差确定目标管段上更为精确的泄漏点位置，避免了目标管段两端的压力缓慢下降时，波形图中压力下降的拐点时刻不明显，而确定的存在误差的时间差，进而避免了目标管段泄漏点位置的偏差。

可选地，获取第一波形图和第二波形图之后，还包括：

将第一波形图中该预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第一波形段，并分别计算该n个第一波形段中每个第一波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，n为大于或等于4的正整数；

将该n个第一波形段中每相邻两个第一波形段中前一个第一波形段的最大压力值与后一个第一波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值；

确定该n-1个压力下降值中最大压力下降值在该n-1个压力下降值中的顺序编号i，i大于或等于1且小于或等于n-1；

当该顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且该n个第一波形段中前i-1个第一波形段中每个第一波形段内的平均压力值均大于第i个第一波形段之后的每个第一波形段内的平均压力值时，确定第一波形图在该预设时间段内存在下降趋势。

可选地，获取第一波形图和第二波形图之后，还包括：

将第二波形图中该预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第二波形段，并分别计算该n个第二波形段中每个第二波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，n为大于或等于4的正整数；

将该n个第二波形段中每相邻两个第二波形段中前一个第二波形段的最大压力值与后一个第二波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值；

确定该n-1个压力下降值中最大压力下降值在该n-1个压力下降值中的顺序编号i，i大于或等于1且小于或等于n-1；

当该顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且该n个第二波形段中前i-1个第二波形段中每个第二波形段内的平均压力值均大于第i个第二波形段之后的每个第二波形段内的平均压力值时，确定第二波形图在该预设时间段内存在下降趋势。

可选地，第一波形图和第二波形图中均包括m个采样时刻的压力值，且相邻两个采样时刻之间的时长为第一预设时长，m为大于或等于1的正整数；

根据第一波形图和第二波形图确定压力波到达目标管段两端的时间差，包括：

当该预设时间段内包括a个采样时刻，且a个采样时刻为m个采样时刻中第b个采样时刻到第b+a个采样时刻时，令j＝0，计算第一波形图中a个第一压力值与第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，该a个第一压力值为第一波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值，该a个第二压力值为第二波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值；

令j＝j-1，返回计算第一波形图中a个第一压力值与第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数的步骤，直至b+j不小于0或者第一时长不大于第二时长时，得到多个第一相关系数，第一时长为j与第一预设时长之间的乘积的绝对值，第二时长为目标管段的距离除以压力波传播速度得到的时长；

令j＝j+1，返回计算第一波形图中a个第一压力值与第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，直至b+a+j不大于m或者第一时长不大于第二时长时，以得到多个第二相关系数；

确定该多个第一相关系数和该多个第二相关系数中的最大相关系数，将用于计算该最大相关系数时所使用的j与第一预设时长之间的乘积确定为该压力波到达目标管段两端的时间差。

上述所有可选技术方案，均可按照任意结合形成本发明的可选实施例，本发明实施例对此不再一一赘述。

图2是本发明实施例提供的一种管道泄漏点位置的确定方法流程图。该方法的执行主体可以为管道泄漏点位置的确定装置，参见图2，该方法包括：

步骤201：获取第一波形图和第二波形图，第一波形图是指对目标管段一端的压力进行多次采样后生成得到，第二波形图是指对目标管段另一端的压力进行多次采样后生成得到。

在管道的服役过程中，由于管道所处的气候多样，且环境复杂，比如水下穿越管道等，再加上管道材料和施工工艺等原因，管道很容易出现泄漏，进而造成管道压力的下降，当管道的泄漏孔较小时，管道的压力下降趋势缓慢。为了避免管道服役过程中，管道出现缓慢泄漏的现象，可以设置监测站，该监测站可以通过目标管段两端的压力值对目标管段的运行状况进行监测。

为了对该目标管段的运行状况进行监测，在一种可能的实现方式中，如图3所示，管道泄漏点位置的确定装置可以包括压力变送器、信号采集设备和信号处理设备。在对目标管段的运行状态进行监测时，可以在目标管段两端分别设置压力变送器，之后，通过信号采集设备多次采样以获取压力变送器监测的多个压力值，并实时传输至信号处理设备。当信号处理设备接收到目标管段两端的多个压力值时，可以以时间点为横坐标，压力值为纵坐标，基于目标管段的一端的多个采样时刻对应的多个压力值生成第一波形图，并且基于目标管段的另一端的多个采样时刻对应的多个压力值生成第二波形图，通过第一波形图和第二波形图，对目标管段的运行状况进行监测。

其中，目标管段可以是管线上的任一段管道，比如，目标管段为管线上相邻两个监测站点之间的管段，此时，目标管段的一端可以是指目标管段的上游，目标管段的另一端可以是指目标管段的下游。

需要说明的是，为了对目标管段的运行状态进行监测，泄漏点位置确定装置可以连续采集目标管段两端的压力值，此时，第一波形图和第二波形图中包括的数据将会很多。然而，目标管段可能在某段时间内并不存在泄漏点，或者泄漏点已经被修复，因此，为了避免运算量过大，第一波形图和第二波形图可以只包括当前时间之前且距离当前时间为第二预设时长内多次采样的压力值，这样，泄漏点位置确定装置可以每隔第二预设时长进行一次泄漏点位置的监测，不仅可以避免漏监测的现象，还可以节省运算量。其中，第二预设时长可以是5分钟、10分钟或20分钟等。

步骤202：判断第一波形图和第二波形图在预设时间段内是否均存在下降趋势。

在对目标管段的运行状况进行监测的过程中，如果目标管段的某个位置点出现泄漏，则第一波形图和第二波形图均会出现缓慢下降的趋势。因此，在确定目标管段泄漏点位置之前，可以分别对第一波形图和第二波形图在预设时间段内是否存在下降趋势进行判断。接下来将分别对第一波形图和第二波形图在预设时间段内是否存在下降趋势进行判断。

对于第一波形图，可以按照如下步骤(1)-(4)判断在该预设时间段内是否存在下 降趋势：

(1)将第一波形图中该预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第一波形段，并分别计算该n个第一波形段中每个第一波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，n为大于或等于4的正整数。

由于该n个第一波形段中的每个第一波形段可以包括多个采样时刻，因此，将第一波形图中该预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第一波形段之后，对于该n个第一波形段中的每个第一波形段，可以获取第一波形段对应时间段内多个采样时刻对应的压力值，从而得到多个压力值，确定出该多个压力值之中的最大压力值、最小压力值和该多个压力值的平均压力值，从而得到n个最大压力值、n个最小压力值和n个平均压力值。

由于上述内容是通过每个第一波形段中的多个采样时刻对应的压力值确定最大压力值、最小压力值和平均压力值，当然，在本发明实施例中，也可以采用其他方式来确定每个第一波形段的最大压力值、最小压力值和平均压力值。比如，对于该n个第一波形段中的每个第一波形段，将第一波形段的最高点对应的压力值确定为第一波形段的最大压力值，将第一波形段的最低点确定为第一波形段的最小压力值，以及对第一波形段进行积分求解确定第一波形段的平均压力值。

其中，该预设时间段可以是管道泄漏点位置的确定装置默认设置，也可以是人为设置，该预设时间段的时间长度可以是30秒、1分钟或2分钟等。

比如，该预设时间段的时间长度为2分钟，n为20，此时，可以将该预设时间段内的第一波形图按照时间均分为20段，每段的时间长度为6秒，得到20个第一波形段。对于该20个第一波形段中每个第一波形段，获取第一波形段对应的6秒内的多个采样时刻的压力值，从而得到多个压力值，确定出该多个压力值中的最大压力值、最小压力值和该多个压力值的平均压力值，进而得到20个最大压力值、20个最小压力值和20个平均压力值。

(2)将该n个第一波形段中每相邻两个第一波形段中前一个第一波形段的最大压力值与后一个第一波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值。

对于该n个第一波形段，将第一个第一波形段内的最大压力值和第二个第一波形段内的最小压力值之间的差值确定为第一个压力下降值，将第二个第一波形段内的最大压力值与第三个第一波形段内的最小压力值之间的差值确定为第二个压力下降值，以此类推，将第n-1个第一波形段内的最大压力值与第n个第一波形段内的最小压力值之间的差值确定为第n-1个压力下降值，从而得到n-1个压力下降值。

继续上述举例，对于20个最大压力值和20个最小压力值，将第1个最大压力值与第2个最小压力值之间的差值确定为第1个压力下降值，将第2个最大压力值与第3个最小压力值之间的差值确定为第2个压力下降值，以此类推，直到将第19个最大压力值与第20个最小压力值之间的差值确定为第19个压力下降值，进而得到19个压力下降值。

(3)确定该n-1个压力下降值中最大压力下降值在该n-1个压力下降值中的顺序编号i，i大于或等于1且小于或等于n-1。

继续上述举例，确定出该19个压力下降值中的最大压力下降值在该19个压力下降值中的顺序编号，假设该顺序编号为10。

(4)当该顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且该n个第一波形段中前i-1个第一波形段中每个第一波形段内的平均压力值均大于第i个第一波形段之后的每个第一波形段内的平均压力值时，确定第一波形图在该预设时间段内存在下降趋势。

对于该n个第一波形段，如果确定的最大压力下降值的顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，则说明该预设时间段内的第一波形图在该预设时间段的中间时刻压力波动最大。在这种情况下，如果该n个第一波形段中前i-1个第一波形段中每个第一波形段内的平均压力值均大于第i个第一波形段之后的每个第一波形段内的平均压力值，则确定第一波形图在该预设时间段内存在下降趋势。

进一步地，当该顺序编号i小于0.5×n-2、大于0.5×n+2或者该n个第一波形段中前i-1个第一波形段中任意一个第一波形段内的平均压力值小于第i个第一波形段之后的任意一个第一波形段内的平均压力值时，确定第一波形图在该预设时间段内不存在下降趋势，则继续对目标管段两端的压力值进行监测。

继续上述举例，在n为20的情况下，0.5×n-2＝8，0.5×n+2＝12，由于顺序编号10不小于8且不大于12，且如果前9个第一波形段中每个波形段内的平均压力值均大于第10个波形段之后的每个波形段内的平均压力值，则确定第一波形图在该预设时间段内存在下降趋势。

当然，除了通过上述步骤(1)-(4)的方法判断第一波形图在该预设时间段内是否存在下降趋势外，还可以将该预设时间段内的波形的多个采样点通过最小二乘法拟合为一条直线，计算该直线的斜率，如果该直线的斜率小于0，则确定第一波形图在该预设时间段内存在下降趋势，如果该直线的斜率不小于0，则确定第一波形图在该预设时间段内不存在下降趋势。

对于第二波形图可以按照如下步骤(1)-(4)判断在该预设时间段内是否存在下降 趋势：

(1)将第二波形图中该预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第二波形段，并分别计算该n个第二波形段中每个第二波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，n为大于或等于4的正整数。

(2)将该n个第二波形段中每相邻两个第二波形段中前一个第二波形段的最大压力值与后一个第二波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值。

(3)确定该n-1个压力下降值中最大压力下降值在该n-1个压力下降值中的顺序编号i，i大于或等于1且小于或等于n-1。

(4)当该顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且该n个第二波形段中前i-1个第二波形段中每个第二波形段内的平均压力值均大于第i个第二波形段之后的每个第二波形段内的平均压力值时，确定第二波形图在该预设时间段内存在下降趋势。

由于对第二波形图是否存在下降趋势的判断方法可以与上述第一波形图的判断方法相同，因此，本发明实施例在此不再进行详细阐述。

步骤203：根据第一波形图和第二波形图确定压力波到达目标管段两端的时间差，该压力波是指目标管段中因泄漏而导致压力变化的波。

第一波形图和第二波形图中均包括m个采样时刻的压力值，且相邻两个采样时刻之间的时长为第一预设时长，m为大于或等于1的正整数。

其中，第一预设时长是管道泄漏点位置的确定装置默认设置，也可以是人为设置，第一预设时长可以是0.01秒、0.03秒或0.05秒等。

比如，如图4A和图4B所示，第一预设时长为0.05秒，第二预设时长为10分钟，则第一波形图和第二波形图中均包括12000个采样时刻的压力值。

在确定第一波形图和第二波形图在预设时间段内均存在下降趋势时，为了对管道泄漏点位置进行确定，可以先按照如下步骤(1)-(4)确定压力波到达目标管段两端的时间差，进而基于压力波到达目标管段两端的时间差确定管道泄漏点位置。

(1)当该预设时间段内包括a个采样时刻，且a个采样时刻为m个采样时刻中第b个采样时刻到第b+a个采样时刻时，令j＝0，计算第一波形图中a个第一压力值与第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，该a个第一压力值为第一波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值，该a个第二压力值为第二波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值。

其中，确定第一波形图中a个第一压力值与第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数可以参考相关技术，本发明实施例不再详细阐述。

继续上述举例，假设目标管段的长度为200千米，压力波的传播速度为1000米/秒，则第二时长为200秒。当预设时间段的时间长度为2分钟时，由于第一预设时长为0.05秒，因此，该预设时间段内包括2400个采样时刻，且该2400个采样时刻对应12000个采样时刻中的第4801个采样时刻到第7200个采样时刻。令j＝0，计算第一波形图中第4801个采样时刻到第7200个采样时刻对应的2400个压力值与第二波形图中第4801个采样时刻到第7200个采样时刻对应的2400个压力值之间的相关系数，得到一个相关系数。

(2)令j＝j-1，返回计算第一波形图中a个第一压力值与第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数的步骤，直至b+j不小于0或者第一时长不大于第二时长时，得到多个第一相关系数，第一时长为j与第一预设时长之间的乘积的绝对值，第二时长为目标管段的距离除以压力波传播速度得到的时长。

其中，压力波的传播速度是关于目标管段传输介质的常数，比如，当目标管段的传输介质为原油时，该压力波的传播速度为1000米/秒。

继续上述举例，令j＝-1，计算第一波形图中第4800个采样时刻到第7199个采样时刻对应的2400个压力值与第二波形图中第4800个采样时刻到第7199个采样时刻对应的2400个压力值之间的相关系数，得到一个相关系数。令j＝-2，计算第一波形图中第4799个采样时刻到第7198个采样时刻对应的2400个压力值与第二波形图中第4799个采样时刻到第7198个采样时刻对应的2400个压力值之间的相关系数，得到一个相关系数。以此类推，由于j的绝对值的最大值为第二时长200秒除以第一预设时长0.05秒，也即是4000，小于4800。计算第一波形图中第801个采样时刻到第3200个采样时刻对应的2400个压力值与第二波形图中第801个采样时刻到第3200个采样时刻对应的2400个压力值之间的相关系数，得到一个相关系数，进而得到4000个相关系数。

(3)令j＝j+1，返回计算第一波形图中a个第一压力值与第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，直至b+a+j不大于m或者第一时长不大于第二时长时，以得到多个第二相关系数。

继续上述举例，令j＝1，计算第一波形图中第4802个采样时刻到第7201个采样时刻对应的2400个压力值与第二波形图中第4802个采样时刻到第7201个采样时刻对应的2400个压力值之间的相关系数，得到一个相关系数。令j＝2，计算第一波形图中第4803个采样时刻到第7202个采样时刻对应的2400个压力值与第二波形图中第4803个采样时刻到第7202个采样时刻对应的2400个压力值之间的相关系数，得到一个相关系数。以此类推，由于j的最大值为4000，小于12000与7200之间的差值。计算第一波形图中第8801个采样时刻到第11200个采样时刻对应的2400个压力值与第二波形图中第8801个采样时刻到第11200个采样时刻对应的2400个压力值之间的相关系数，得到一个相关系数，进而得到4000个相关系数。

(4)确定该多个第一相关系数和该多个第二相关系数中的最大相关系数，将用于计算该最大相关系数时所使用的j与第一预设时长之间的乘积确定为该压力波到达目标管段两端的时间差。

继续上述举例，通过(1)-(3)的步骤可以确定得到8001个相关系数，此时，可以确定该8001个相关系数中的最大相关系数，以及计算该最大相关系数时所使用的j。假设j为-1800，则将-56与第一预设时长0.05秒之间的乘积-90秒确定为该压力波达到目标管段两端的时间差。

步骤204：根据目标管段的长度、压力波的传播速度、该时间差确定目标管段上的泄漏点位置。

根据目标管段的长度、压力波的传播速度和该时间差，通过如下公式(1)确定目标管段上的泄漏点位置；

其中，上述公式(1)中，X是指该泄漏点位置距离目标管段上游监测点的距离，L是指目标管段的长度，Δt是指该压力波到达目标管段两端的时间差，a是指压力波的传播速度。

需要说明的是，在确定目标管段上的泄漏点位置之后，管道泄漏点位置的确定装置可以基于目标管段泄漏点位置进行报警，提示操作人员目标管段出现缓慢泄漏。

本发明实施例中，根据目标管段两端的压力变化，分别获取第一波形图和第二波形图，如果第一波形图和第二波形图在预设时间内均存在下降趋势，则对第一波形图和第二波形图中的多个采样时刻压力值进行相关系数的确定，从而得到压力波到达目标管段两端的更为精确的时间差，从而根据目标管段的长度、压力波的传播速度和该时间差确定目标管段上更为精确的泄漏点位置。避免了目标管段两端的压力缓慢下降时，波形图中压力下降的拐点时刻不明显，而确定的存在误差的时间差，进而避免了目标管段泄漏点位置的偏差。

图5是本发明实施例提供的一种管道泄漏点位置的确定装置。参见图5，该装置包括：

获取模块501，用于获取第一波形图和第二波形图，第一波形图是指对目标管段一端的压力进行多次采样后生成得到，第二波形图是指对目标管段另一端的压力进行多次采样后生成得到。

第一确定模块502，用于如果第一波形图和第二波形图在预设时间段内均存在下降趋势，则根据第一波形图和第二波形图确定压力波到达目标管段两端的时间差，该压力波是指目标管段中因泄漏而导致压力变化的波。

第二确定模块505，用于根据目标管段的长度、压力波的传播速度和该时间差确定目标管段上的泄漏点位置。

本发明实施例中，根据目标管段两端的压力变化，分别获取第一波形图和第二波形图，如果第一波形图和第二波形图在预设时间内均存在下降趋势，则根据第一波形图和第二波形图确定压力波到达目标管段两端的时间差，从而根据目标管段的长度、压力波的传播速度和该时间差确定目标管段上的泄漏点位置。避免了压力缓慢下降时，由于噪声干扰等因素的影响导致确定的时间差存在误差，进而避免了目标管段泄漏点位置的偏差。

可选地，如图6所示，该装置还包括：

第一计算模块504，用于将第一波形图中该预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第一波形段，并分别计算n个第一波形段中每个第一波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，n为大于或等于4的正整数。

第三确定模块505，用于将n个第一波形段中每相邻两个第一波形段中前一个第一波形段的最大压力值与后一个第一波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值。

第四确定模块506，用于确定n-1个压力下降值中最大压力下降值在n-1个压力下降值中的顺序编号i，i大于或等于1且小于或等于n-1。

第五确定模块507，用于当顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且n个第一波形段中前i-1个第一波形段中每个第一波形段内的平均压力值均大于第i个第一波形段之后的每个第一波形段内的平均压力值时，确定第一波形图在预设时间段内存在下降趋势。

可选地，如图7所示，该装置还包括：

第二计算模块508，用于将第二波形图中预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第二波形段，并分别计算n个第二波形段中每个第二波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，n为大于或等于4的正整数。

第六确定模块509，用于将n个第二波形段中每相邻两个第二波形段中前一个第二波形段的最大压力值与后一个第二波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值。

第七确定模块510，用于确定n-1个压力下降值中最大压力下降值在n-1个压力下降值中的顺序编号i，i大于或等于1且小于或等于n-1；

第八确定模块511，用于当顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且n个第二波形段中前i-1个第二波形段中每个第二波形段内的平均压力值均大于第i个第二波形段之后的每个第二波形段内的平均压力值时，确定第二波形图在该预设时间段内存在下降趋势。

可选地，第一波形图和第二波形图中均包括m个采样时刻的压力值，且相邻两个采样时刻之间的时长为第一预设时长，m为大于或等于1的正整数。

如图8所示，第一确定模块502包括：

第一计算单元5021，用于当该预设时间段内包括a个采样时刻，且a个采样时刻为m个采样时刻中第b个采样时刻到第b+a个采样时刻时，令j＝0，计算第一波形图中a个第一压力值与第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，a个第一压力值为第一波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值，a个第二压力值为第二波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值。

第二计算单元5022，用于令j＝j-1，返回计算第一波形图中a个第一压力值与第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数的步骤，直至b+j不小于0或者第一时长不大于第二时长时，得到多个第一相关系数，第一时长为j与第一预设时长之间的乘积的绝对值，第二时长为目标管段的距离除以压力波传播速度得到的时长。

第三计算单元5023，用于令j＝j+1，返回计算第一波形图中a个第一压力值与第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，直至b+a+j不大于m或者第一时长不大于第二时长时，以得到多个第二相关系数。

确定单元5024，用于确定多个第一相关系数和多个第二相关系数中的最大相关系数，将用于计算该最大相关系数时所使用的j与第一预设时长之间的乘积确定为压力波到达目标管段两端的时间差。

本发明实施例中，根据目标管段两端的压力变化，分别获取第一波形图和第二波形图，如果第一波形图和第二波形图在预设时间内均存在下降趋势，则对第一波形图和第二波形图中的多个采样时刻压力值进行相关系数的确定，从而得到压力波到达目标管段两端的更为精确的时间差，从而根据目标管段的长度、压力波的传播速度和该时间差确定目标管段上更为精确的的泄漏点位置。避免了目标管段两端的压力缓慢下降时，波形图中压力下降的拐点时刻不明显，而确定的存在误差的时间差，进而避免了目标管段泄漏点位置的偏差。

需要说明的是：上述实施例提供的管道泄漏点位置的确定装置在确定管道泄漏点位置时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的管道泄漏点位置的确定装置与管道泄漏点位置的确定方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种管道泄漏点位置的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取第一波形图和第二波形图，所述第一波形图是指对目标管段一端的压力进行多次采样后生成得到，所述第二波形图是指对所述目标管段另一端的压力进行多次采样后生成得到；

如果所述第一波形图和所述第二波形图在预设时间段内均存在下降趋势，则根据所述第一波形图和所述第二波形图确定压力波到达所述目标管段两端的时间差，所述压力波是指所述目标管段中因泄漏而导致压力变化的波；

根据所述目标管段的长度、所述压力波的传播速度和所述时间差确定所述目标管段上的泄漏点位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一波形图和第二波形图之后，还包括：

将所述第一波形图中所述预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第一波形段，并分别计算所述n个第一波形段中每个第一波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，所述n为大于或等于4的正整数；

将所述n个第一波形段中每相邻两个第一波形段中前一个第一波形段的最大压力值与后一个第一波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值；

确定所述n-1个压力下降值中最大压力下降值在所述n-1个压力下降值中的顺序编号i，所述i大于或等于1且小于或等于n-1；

当所述顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且所述n个第一波形段中前i-1个第一波形段中每个第一波形段内的平均压力值均大于第i个第一波形段之后的每个第一波形段内的平均压力值时，确定所述第一波形图在所述预设时间段内存在下降趋势。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取第一波形图和第二波形图之后，还包括：

将所述第二波形图中所述预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第二波形段，并分别计算所述n个第二波形段中每个第二波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，所述n为大于或等于4的正整数；

将所述n个第二波形段中每相邻两个第二波形段中前一个第二波形段的最大压力值与后一个第二波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值；

确定所述n-1个压力下降值中最大压力下降值在所述n-1个压力下降值中的顺序编号i，所述i大于或等于1且小于或等于n-1；

当所述顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且所述n个第二波形段中前i-1个第二波形段中每个第二波形段内的平均压力值均大于第i个第二波形段之后的每个第二波形段内的平均压力值时，确定所述第二波形图在所述预设时间段内存在下降趋势。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一波形图和所述第二波形图中均包括m个采样时刻的压力值，且相邻两个采样时刻之间的时长为第一预设时长，所述m为大于或等于1的正整数；

所述根据所述第一波形图和所述第二波形图确定压力波到达所述目标管段两端的时间差，包括：

当所述预设时间段内包括a个采样时刻，且所述a个采样时刻为所述m个采样时刻中第b个采样时刻到第b+a个采样时刻时，令j＝0，计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，所述a个第一压力值为所述第一波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值，所述a个第二压力值为所述第二波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值；

令j＝j-1，返回计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数的步骤，直至b+j不小于0或者第一时长不大于第二时长时，得到多个第一相关系数，所述第一时长为j与所述第一预设时长之间的乘积的绝对值，所述第二时长为所述目标管段的距离除以压力波传播速度得到的时长；

令j＝j+1，返回计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，直至b+a+j不大于m或者所述第一时长不大于所述第二时长时，以得到多个第二相关系数；

确定所述多个第一相关系数和所述多个第二相关系数中的最大相关系数，将用于计算所述最大相关系数时所使用的j与所述第一预设时长之间的乘积确定为所述压力波到达所述目标管段两端的时间差。

5.一种管道泄漏点位置的确定装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取第一波形图和第二波形图，所述第一波形图是指对目标管段一端的压力进行多次采样后生成得到，所述第二波形图是指对所述目标管段另一端的压力进行多次采样后生成得到；

第一确定模块，用于如果所述第一波形图和所述第二波形图在预设时间段内均存在下降趋势，则根据所述第一波形图和所述第二波形图确定压力波到达所述目标管段两端的时间差，所述压力波是指所述目标管段中因泄漏而导致压力变化的波；

第二确定模块，用于根据所述目标管段的长度、所述压力波的传播速度和所述时间差确定所述目标管段上的泄漏点位置。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一计算模块，用于将所述第一波形图中所述预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第一波形段，并分别计算所述n个第一波形段中每个第一波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，所述n为大于或等于4的正整数；

第三确定模块，用于将所述n个第一波形段中每相邻两个第一波形段中前一个第一波形段的最大压力值与后一个第一波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值；

第四确定模块，用于确定所述n-1个压力下降值中最大压力下降值在所述n-1个压力下降值中的顺序编号i，所述i大于或等于1且小于或等于n-1；

第五确定模块，用于当所述顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且所述n个第一波形段中前i-1个第一波形段中每个第一波形段内的平均压力值均大于第i个第一波形段之后的每个第一波形段内的平均压力值时，确定所述第一波形图在所述预设时间段内存在下降趋势。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二计算模块，用于将所述第二波形图中所述预设时间段内的波形，按照时间均分为n个第二波形段，并分别计算所述n个第二波形段中每个第二波形段内的最大压力值、最小压力值和平均压力值，所述n为大于或等于4的正整数；

第六确定模块，用于将所述n个第二波形段中每相邻两个第二波形段中前一个第二波形段的最大压力值与后一个第二波形段的最小压力值之间的差值确定为压力下降值，以得到n-1个压力下降值；

第七确定模块，用于确定所述n-1个压力下降值中最大压力下降值在所述n-1个压力下降值中的顺序编号i，所述i大于或等于1且小于或等于n-1；

第八确定模块，用于当所述顺序编号i不小于0.5×n-2且不大于0.5×n+2，且所述n个第二波形段中前i-1个第二波形段中每个第二波形段内的平均压力值均大于第i个第二波形段之后的每个第二波形段内的平均压力值时，确定所述第二波形图在所述预设时间段内存在下降趋势。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一波形图和所述第二波形图中均包括m个采样时刻的压力值，且相邻两个采样时刻之间的时长为第一预设时长，所述m为大于或等于1的正整数；

所述第一确定模块包括：

第一计算单元，用于当所述预设时间段内包括a个采样时刻，且所述a个采样时刻为所述m个采样时刻中第b个采样时刻到第b+a个采样时刻时，令j＝0，计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，所述a个第一压力值为所述第一波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值，所述a个第二压力值为所述第二波形图中第b+j个采样时刻到第b+a+j个采样时刻之间的a个采样时刻对应的压力值；

第二计算单元，用于令j＝j-1，返回计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数的步骤，直至b+j不小于0或者第一时长不大于第二时长时，得到多个第一相关系数，所述第一时长为j与所述第一预设时长之间的乘积的绝对值，所述第二时长为所述目标管段的距离除以压力波传播速度得到的时长；

第三计算单元，用于令j＝j+1，返回计算所述第一波形图中a个第一压力值与所述第二波形图中a个第二压力值之间的相关系数，直至b+a+j不大于m或者所述第一时长不大于所述第二时长时，以得到多个第二相关系数；

确定单元，用于确定所述多个第一相关系数和所述多个第二相关系数中的最大相关系数，将用于计算所述最大相关系数时所使用的j与所述第一预设时长之间的乘积确定为所述压力波到达所述目标管段两端的时间差。