CN110131591A - 管道泄漏的定位方法、装置和设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种管道泄漏的定位方法、装置和设备。所述方法包括:接收动态压力变送器检测并发送的管道首末站两端的实时动态压力信号;对其进行初步分析,以判断是否发生泄漏;当判断为已发生泄漏时,利用多尺度采样原理对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多尺度重采样信号数组;利用最大互信息对多尺度重采样信号数组分别进行定位时间差的计算,并得出多个定位时间差的期望值;基于定位时间差的期望值,利用动态压力波法相关的定位公式进一步计算,以精确定位泄漏点。应用本申请实施例提供的技术方案,由于使用了更合理的分析方法来对压力信号数据进行分析,从而能够减少分析误差,提高分析准确度,最终能够提升对泄漏点的定位精度。
Description
技术领域
本申请涉及管道泄漏检测及定位技术领域,尤其涉及一种管道泄漏的定位方法、装置和设备。
背景技术
近年来,随着我国国民经济的高速发展,社会对能源特别是油气资源的需求也同步加大。其中管道运输是作为油气资源运输比较重要的方式,不过由于人为及自然的一些原因,使得管道泄漏时有发生,造成严重的人身及财产安全危害。因此就需要采用管道泄漏检测及定位方法,在检测到管道发生泄漏时,及时、准确地定位到发生泄漏的位置,从而采取相关措施对发生泄漏的管道进行修复。
相关技术中,动态压力波法因其灵敏度高、误报率较低、检测时间短、适应性强等优点,得到了广泛的应用。具体的,在实际应用中,通常采用互相关分析法来分析采集的压力数据,从而根据分析结果确定泄漏点。然而,互相关分析法仅适用于高斯信号的相关分析,由于动态压力波法采集的数据不一定服从高斯分布,因此采用互相关分析法进行数据分析时,会导致分析结果存在误差,从而会导致在一定程度上降低动态压力波法进行泄漏定位的精度。此外,由于管道运输距离较长且整个输送系统中存在多种随机扰动(也称为随机误差),导致采集的压力数据有误差,也会影响定位精度。
也就是说,相关技术中对动态压力波法采集的数据进行分析时,存在分析结果出现误差进而导致定位精度下降的问题。
发明内容
本申请提供一种管道泄漏的定位方法、装置和设备,以至少在一定程度上解决相关技术中对动态压力波法采集的数据进行分析时存在的分析结果出现误差进而导致定位精度下降的问题。
为了实现上述目的,本申请提供以下技术方案:
第一方面,本申请实施例提供一种管道泄漏的定位方法,包括:
接收动态压力变送器检测并发送的管道首末站两端的实时动态压力信号;
对所述实时动态压力信号进行初步分析,以判断是否发生泄漏;
当判断为已发生泄漏时,利用多尺度采样原理对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多尺度重采样信号数组;所述异常动态压力信号为发生泄漏后不在预设压力范围内的压力信号;
利用最大互信息对所述多尺度重采样信号数组分别进行定位时间差的计算,并得出多个所述定位时间差的期望值;所述定位时间差为管道首末站两端分别接收到所述异常动态压力信号的时间差;
基于所述定位时间差的期望值,利用动态压力波法相关的定位公式进一步计算,以精确定位泄漏点。
可选的,所述对所述实时动态压力信号进行初步分析,以判断是否发生泄漏,包括:
对所述实时动态压力信号的压力大小进行检测,当检测到所述实时动态压力信号的压力大小小于预设的压力大小时,则判断为发生泄漏。
可选的,所述利用多尺度采样原理对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多尺度重采样信号数组,包括:
以定间隔采样的方式,基于不同的采样频率对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多组多尺度重采样信号数组。
可选的,所述以定间隔采样的方式,基于不同的采样频率对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多尺度重采样信号数组,包括:
间隔预设的数据长度,对异常动态压力信号进行重新采样,以得到第一组单尺度重采样数组;
从相同的采样起点开始,间隔与上一步骤中不同的数据长度,对异常动态压力信号进行重新采样,以得到第二组单尺度重采样数组;
不断重复上述重采样操作,直至获取到预设数量组的单尺度重采样数组,以多组单尺度重采样数组以及初始的异常动态压力信号数据构成多尺度重采样信号数组。
可选的,所述利用最大互信息对所述多尺度重采样信号数组分别进行定位时间差的计算,并得出多个所述定位时间差的期望值,包括:
利用平滑移动互信息分析法,分别计算每组单尺度重采样信号数组的实时动态压力信号的最大互信息;
基于所述计算出的最大互信息计算每组单尺度重采样信号数组的所述定位时间差;
计算全部单尺度重采样信号数组的所述定位时间差的期望值。
可选的,所述方法还包括:
当判断为已发生泄漏时,基于所述异常动态压力信号,直接进行定位时间差的计算,并利用动态压力波法相关的定位公式初步定位泄漏点。
第二方面,本申请实施例还提供一种管道泄漏的定位装置,包括:
接收模块,用于接收压力变送器检测并发送的管道首末站两端的实时动态压力信号;
分析模块,用于对所述实时动态压力信号进行初步分析,以判断是否发生泄漏;
重新分组模块,用于当判断为已发生泄漏时,利用多尺度采样原理对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多尺度重采样信号数组;所述异常动态压力信号为发生泄漏后不在预设压力范围内的压力信号;
第一计算模块,用于利用最大互信息对所述多尺度重采样信号数组分别进行定位时间差的计算,并得出多个所述定位时间差的期望值;所述定位时间差为管道首末站两端分别接收到异常动态压力信号的时间差;
第二计算模块,用于基于所述定位时间差的期望值,利用动态压力波法相关的定位公式进一步计算,以精确定位泄漏点。
可选的,所述重新分组模块包括:
重新分组单元,用于以定间隔采样的方式,基于不同的采样频率对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多组多尺度重采样信号数组。
可选的,所述第一计算模块包括:
第一计算单元,用于利用平滑移动互信息分析法,分别计算每组单尺度重采样信号数组的实时动态压力信号的最大互信息;
第二计算单元,用于基于所述计算出的最大互信息计算每组单尺度重采样信号数组的所述定位时间差;
第三计算单元,用于计算全部单尺度重采样信号数组的所述定位时间差的期望值。
第三方面,本申请实施例还提供一种管道泄漏的定位设备,包括:
存储器和与所述存储器相连接的处理器;
所述存储器,用于存储程序,所述程序至少用于执行上述任一项管道泄漏的定位方法;
所述处理器,用于调用并执行所述存储器存储的所述程序。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
应用本申请实施例提供的技术方案时,首先获取并存储动态压力变送器检测到的管道首末站两端的实时动态压力信号,并进行分析,当检测到异常动态压力信号时则确定管道发生了泄漏,这时利用多尺度采样原理将异常动态压力信号进行重新分组以构成多尺度重采样数组,之后利用可用于处理非高斯信号相关性的最大互信息对多尺度重采样数组的各组数据进行计算,以分别获取每组数据对应的管道首末站两端接收到异常动态压力信号的时间差,再之后计算多个时间差的期望值,并根据该期望值计算泄漏点。也就是说,在现有的动态压力波法定位管道泄漏点的基础上,改变为使用更优异的分析方法来对动态压力信号数据进行分析,如此能够减少分析误差,提高分析准确度,最终能够提升对泄漏点的定位精度。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的一种管道泄漏的定位方法的流程图;
图2为本申请实施例提供的一种管道泄漏的定位装置的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种管道泄漏的定位设备的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
由于以下实施例中涉及的所有动态压力信号数据均采用动态压力波法获取,因此在对本申请的技术方案进行说明之前,首先对动态压力波法进行简要说明。
当流体输送管道因机械、人为、材料失效等原因发生泄漏时,其泄漏部分立即有物质损失,由此引起故障场所的流体密度减小,压力下降。由于连续性,管道中的流体即改变流速,流体在泄漏点和相邻的两边区域之间的压力差导致流体从上下游区域向泄露区填充,从而又引起与泄露区相邻的区域密度和压力的降低,这种现象依次向泄露区上下游扩散,根据这一现象进行泄漏监测的方法就是压力波法。它的传播速度就是声波在管道流体中的传播速度。压力波技术包括两种,一种为基于压力测量的负压波技术;另一种为测量流体压力变化的次声波技术,即测量流体流动时产生的压力变化。本申请的技术方案是基于后者实现的。
沿管道传播的压力波包含有关泄露信息,由于管道的波导作用,压力波传播过程衰减较小,因此它能够传播相当远的距离。在管道两端安装的压力检测装置捕捉到包含泄露信息的压力波,就可检测岀泄露。而由压力波在管道中的传播速度和管道首末两端压力传感器(或动态压力变送器)捕捉到的压力波到达的时间差,就可以进行泄漏点的定位。压力波的传播速度在不同流体介质中并不相同,例如在原油中为1000m/s。因此,这种方法对数公里外的管道泄漏可以在几秒内检出,具有极快的响应速度,能够及时检测出泄露,防止事故扩大,为减少损失赢得宝贵时间。
实施例
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种管道泄漏的定位方法的流程图。如图1所示,该方法包括以下步骤:
S101:接收动态压力变送器检测并发送的管道首末站两端的实时动态压力信号;
具体的,压力变送器是一种将压力(动态压力或静态压力)转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备,它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号(如4~20mA DC等),以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节,因此压力变送器在监测输油或输气管道是否发生泄露时被广泛应用。需要注意的是,本实施例所说的动态压力变送器包含压力传感器,即指的是带有放大整形电路从而能够输出标准电流或电压信号的压力传感器。此外,管道首末站两端即管道的流体入口和出口,在管道首末站两端均设置动态压力变送器进行实时动态压力数据的测量。
S102:对所述实时动态压力信号进行初步分析,以判断是否发生泄漏;
具体的,判断是否发生泄漏的方法可采用动态压力波法中的常用方法,即通过观测管道首末站两端的压力变送器是否接收到压力波来判断。
也就是说,对所述实时动态压力信号的压力大小进行检测,当检测到所述实时动态压力信号的压力大小小于预设的压力大小时,则判断为发生泄漏。
由于管道在输送流体时,为了不浪费流量,管道内部是会被流体完全充满,因此在未发生泄漏时,管道首末站两端的实时压力是相同且稳定不变的(这个稳定不变的压力值的大小取决于输送的流体种类等因素),而当压力变送器检测到实时动态压力小于这个稳定不变的压力时,则就可以确定管道发生了泄漏。
需要注意的是,由于检测设备的误差以及其他误差,以上所说的管道两端的实时压力稳定不变是理论上的稳定不变,实际上压力值是在一定范围内波动的,但只要不超出允许的波动范围都可以看成稳定不变。
S103:当判断为已发生泄漏时,利用多尺度采样原理对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多尺度重采样信号数组;所述异常动态压力信号为发生泄漏后不在预设压力范围内的实时动态压力信号;
进一步的,在判断为已发生泄漏时,以定间隔采样的方式,基于不同的采样频率对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多组多尺度重采样信号数组。
其中,定间隔采样指的是对数据长度一定的原始数据,从某一起点开始,间隔相同的数据长度,选取样本点,从而得到单尺度的重采样数据。
用定间隔采样法将泄漏后的动态压力信号按尺度划分可表述为:
X(t)={X0(t),X1(t),...Xi(t)}
Xi(t)=Xi(t0+jciΔt)
其中,X(t)为多尺度重采样数组,X0(t)为初始压力信号,Xi(t)为单尺度重采样数组,t0为初始时间,j为取值范围为1,2,3,4……的常数,ci为不同采样频率对应的取样间隔,Δt为原始样本间隔。
在具体实施时,可以间隔预设的数据长度(例如每间隔2个数据),对异常动态压力信号进行重新采样,以得到第一组单尺度重采样数组;
之后从相同的采样起点开始,间隔与上一步骤中不同的数据长度(例如每间隔3个数据),对异常动态压力信号进行重新采样,以得到第二组单尺度重采样数组;
再之后继续从相同的采样起点开始,间隔与上述步骤中均不同的预设的数据长度(例如每间隔4个数据),对异常动态压力信号进行重新采样,以得到第三组单尺度重采样数组;
不断重复上述步骤直至获取到想要的组数的单尺度重采样数组,以上述多组单尺度重采样数组以及初始的异常动态压力信号数据构成多尺度重采样信号数组。
为了对上述多尺度重采样方法进行更直观的说明,以下通过一个简单的实例来进行辅助说明。
假设我们采集到的一组完整的数据为A0={a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11,a12,a13,a14,a15}。
首先,假设采样起点为a1,第一组单尺度重采样数组的采样间隔为每隔1个数据,则通过重采样获取到第一组单尺度重采样数组为A1={a1,a3,a5,a7,a9,a11,a13,a15};
之后从同样的采样起点a1开始,每隔2个数据开始采样,获取到第二组单尺度重采样数组为A2={a1,a4,a7,a10,a13};
再之后继续从采样起点a1开始,每隔3个数据开始采样,获取到第三组单尺度重采样数组为A3={a1,a5,a9,a13};
以此类推,直至获取到需要的组数的单尺度重采样数组即可,最后将这些单尺度重采样数组以及初始的数据构成多尺度重采样数组,即多尺度重采样数组A={A0,A1,A2,A3……}。
S104:利用最大互信息对所述多尺度重采样信号数组分别进行定位时间差的计算,并得出多个所述定位时间差的期望值;所述定位时间差为管道首末站两端分别接收到所述异常动态压力信号的时间差;
需要了解的是,相关技术中通常采用互相关分析法来分析采集的压力数据,从而根据分析结果确定泄漏点。然而,互相关分析法仅适用于高斯信号的相关分析,由于动态压力波法采集的数据不一定完全服从高斯分布,因此采用互相关分析法进行数据分析时,会导致分析结果存在误差。基于此,本申请实施例中采用互信息分析法来分析采集的压力信号数据。
具体的,互信息(MutuaI Information)是信息论里一种有用的信息度量,它可以看成是一个随机变量中包含的关于另一个随机变量的信息量,或者说是一个随机变量由于已知另一个随机变量而减少的不肯定性。
通常用以下公式来计算互信息:
其中,I(X;Y)为互信息,p(x,y)为变量X,Y的联合分布密度函数,p(x)、p(y)分别为边缘分布密度函数。
此外,最大互信息指的是互信息在变化过程中的最大值。
具体的,本实施例中通过平滑移动的方式来计算最大互信息从而获取定位时间差,其具体过程包括:
(1)取首末站经过多尺度重采样的多组动态压力信号数据,计算各组单尺度重采样信号数组的边缘密度分布和联合密度分布;
(2)根据上述步骤计算出的边缘密度分布和联合密度分布,分别计算其对应的边缘熵和联合熵;
具体的,计算其对应的边缘熵和联合熵所用公式为
其中,H(X)、H(Y)为边缘熵,H(X,Y)为联合熵,p(x)、p(y)为边缘分布密度函数,p(x,y)为联合分布密度函数。
(3)利用上述步骤中得到的边缘熵和联合熵,计算相同采样频率下的首末站动态压力信号对应的互信息,对同尺度首末站其中一组压力数据相对与另一组压力数据进行平滑移动,从而寻找最大互信息所在位置;
具体的,利用边缘熵和联合熵计算互信息的公式为:
I(X;Y)=H(X)+H(Y)-H(X,Y)
(4)利用上部步骤的方法依次得到多个单尺度下的最大互信息并分别计算定位时间差;
(5)最后通过统计分析获得定位时间差的期望值。
S105:基于所述定位时间差的期望值,利用动态压力波法相关的定位公式进一步计算,以精确定位泄漏点。
具体的,假设管道长度(即管道首末站两端的距离)为L,未发生泄漏时输送的介质的流速为v0,异常动态压力信号(即动态压力波)在介质中的传播速度为v,定位时间差为Δt,发生泄漏的位置距管道上游(即首站)的距离为X,则利用定位时间差计算泄漏点的公式如下:
X=[L(v-v0)+(v2-v0 2)Δt]/2v
其中,v取决于流体介质的特性,Δt由上述计算得到。
需要注意的是,在实际应用中,上述各步骤中的数据分析和计算均由计算机程序完成。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
应用本申请实施例提供的技术方案时,首先获取并存储动态压力变送器检测到的管道首末站两端的实时动态压力信号,并进行分析,当检测到异常动态压力信号时则确定管道发生了泄漏,这时利用多尺度采样原理将异常动态压力信号进行重新分组以构成多尺度重采样数组,之后利用可用于处理非高斯信号相关性的最大互信息对多尺度重采样数组的各组数据进行计算,以分别获取每组数据对应的管道首末站两端接收到异常动态压力信号的时间差,再之后计算多个时间差的期望值,并根据该期望值计算泄漏点。也就是说,在现有的动态压力波法定位管道泄漏点的基础上,改变为使用更优异的分析方法来对动态压力信号数据进行分析,如此能够减少分析误差,提高分析准确度,最终能够提升对泄漏点的定位精度。
此外,在实际应用中,为了在发生泄露后使相关负责人员更快的赶到泄漏点进行处理,在步骤S102:对所述实时动态压力信号进行初步分析,以判断是否发生泄漏,之后还可以包括:
当判断为已发生泄漏时,基于异常动态压力信号,直接进行定位时间差的计算,并利用动态压力波法相关的定位公式初步定位泄漏点。
也就是说,当确定已经发生泄露后,立即根据泄露后的压力信号计算定位时间差,然后再利用上述提到的计算泄漏点的公式初步定位大致的泄漏点。如此设置,在得到大致的泄漏点之后,相关负责人员即可立即赶往初步确定的泄漏点,同时继续利用上述实施例中的多尺度重采样互信息分析法计算精确的泄漏点并发送给该负责人员进行精确查看,也就是说,保证尽可能快的对泄漏点进行处理。
为了对本申请的技术方案进行更全面的介绍,对应于本发明上述实施例提供的管道泄漏的定位方法,本申请实施例还提供一种管道泄漏的定位装置。
请参阅图2,图2为本申请实施例提供的一种管道泄漏的定位装置的结构示意图。如图2所示,该装置包括:
接收模块21,用于接收压力变送器检测并发送的管道首末站两端的实时动态压力信号;
分析模块22,用于对所述实时动态压力信号进行初步分析,以判断是否发生泄漏;
重新分组模块23,用于当判断为已发生泄漏时,利用多尺度采样原理对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多尺度重采样信号数组;所述异常动态压力信号为发生泄漏后不在预设压力范围内的压力信号;
第一计算模块24,用于利用最大互信息对所述多尺度重采样信号数组分别进行定位时间差的计算,并得出多个所述定位时间差的期望值;所述定位时间差为管道首末站两端分别接收到异常动态压力信号的时间差;
第二计算模块25,用于基于所述定位时间差的期望值,利用动态压力波法相关的定位公式进一步计算,以精确定位泄漏点。
可选的,所述重新分组模块23包括:
重新分组单元,用于以定间隔采样的方式,基于不同的采样频率对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多组多尺度重采样信号数组。
可选的,所述第一计算模块24包括:
第一计算单元,用于利用平滑移动互信息分析法,分别计算每组单尺度重采样信号数组的实时动态压力信号的最大互信息;
第二计算单元,用于基于所述计算出的最大互信息计算每组单尺度重采样信号数组的所述定位时间差;
第三计算单元,用于计算全部单尺度重采样信号数组的所述定位时间差的期望值。
具体的,上述每个模块的功能的具体实现方式可以参照上述管道泄漏的定位方法中的内容来实现,在此不再详述。
为了对本申请的技术方案进行更全面的介绍,对应于本发明上述实施例提供的管道泄漏的定位方法,本申请实施例还提供一种管道泄漏的定位设备。
请参阅图3,图3为本申请实施例提供的一种管道泄漏的定位设备的结构示意图。如图3所示,该设备包括:
存储器31和与所述存储器31相连接的处理器32;
所述存储器31,用于存储程序,所述程序至少用于执行上述任一项管道泄漏的定位方法;
所述处理器32,用于调用并执行所述存储器31存储的所述程序。
具体的,上述程序的功能的具体实现方式可以参照上述管道泄漏的定位方法中的内容来实现,在此不再详述。
需要注意的是,本申请提供的技术方案在实际应用时,仅是作为信息分析端来使用的,也就是说,在进行管道泄漏的检测和定位时,需要配合信息采集端(例如动态压力变送器等,用来采集动态压力信号)进行工作,用来分析采集的动态压力信号数据,从而确定是否发生泄漏,以及确定发生泄漏的位置。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是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,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种管道泄漏的定位方法,其特征在于,包括:
接收动态压力变送器检测并发送的管道首末站两端的实时动态压力信号;
对所述实时动态压力信号进行初步分析,以判断是否发生泄漏;
当判断为已发生泄漏时,利用多尺度采样原理对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多尺度重采样信号数组;所述异常动态压力信号为发生泄漏后不在预设压力范围内的实时动态压力信号;
利用最大互信息对所述多尺度重采样信号数组分别进行定位时间差的计算,并得出多个所述定位时间差的期望值;所述定位时间差为管道首末站两端分别接收到所述异常动态压力信号的时间差;
基于所述定位时间差的期望值,利用动态压力波法相关的定位公式进一步计算,以精确定位泄漏点。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述实时动态压力信号进行初步分析,以判断是否发生泄漏,包括:
对所述实时动态压力信号的压力大小进行检测,当检测到所述实时动态压力信号的压力大小小于预设的压力大小时,则判断为发生泄漏。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用多尺度采样原理对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多尺度重采样信号数组,包括:
以定间隔采样的方式,基于不同的采样频率对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多组多尺度重采样信号数组。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述以定间隔采样的方式,基于不同的采样频率对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多尺度重采样信号数组,包括:
间隔预设的数据长度,对异常动态压力信号进行重新采样,以得到第一组单尺度重采样数组;
从相同的采样起点开始,间隔与上一步骤中不同的数据长度,对异常动态压力信号进行重新采样,以得到第二组单尺度重采样数组;
不断重复上述重采样操作,直至获取到预设数量组的单尺度重采样数组,以多组单尺度重采样数组以及初始的异常动态压力信号数据构成多尺度重采样信号数组。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用最大互信息对所述多尺度重采样信号数组分别进行定位时间差的计算,并得出多个所述定位时间差的期望值,包括:
利用平滑移动互信息分析法,分别计算每组单尺度重采样信号数组的实时动态压力信号的最大互信息;
基于所述计算出的最大互信息计算每组单尺度重采样信号数组的所述定位时间差;
计算全部单尺度重采样信号数组的所述定位时间差的期望值。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
当判断为已发生泄漏时,基于所述异常动态压力信号,直接进行定位时间差的计算,并利用动态压力波法相关的定位公式初步定位泄漏点。
7.一种管道泄漏的定位装置,其特征在于,包括:
接收模块,用于接收动态压力变送器检测并发送的管道首末站两端的实时动态压力信号;
分析模块,用于对所述实时动态压力信号进行初步分析,以判断是否发生泄漏;
重新分组模块,用于当判断为已发生泄漏时,利用多尺度采样原理对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多尺度重采样信号数组;所述异常动态压力信号为发生泄漏后不在预设压力范围内的实时动态压力信号;
第一计算模块,用于利用最大互信息对所述多尺度重采样信号数组分别进行定位时间差的计算,并得出多个所述定位时间差的期望值;所述定位时间差为管道首末站两端分别接收到异常动态压力信号的时间差;
第二计算模块,用于基于所述定位时间差的期望值,利用动态压力波法相关的定位公式进一步计算,以精确定位泄漏点。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述重新分组模块包括:
重新分组单元,用于以定间隔采样的方式,基于不同的采样频率对异常动态压力信号进行重新分组,以构成多组多尺度重采样信号数组。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第一计算模块包括:
第一计算单元,用于利用平滑移动互信息分析法,分别计算每组单尺度重采样信号数组的实时动态压力信号的最大互信息;
第二计算单元,用于基于所述计算出的最大互信息计算每组单尺度重采样信号数组的所述定位时间差;
第三计算单元,用于计算全部单尺度重采样信号数组的所述定位时间差的期望值。
10.一种管道泄漏的定位设备,其特征在于,包括:
存储器和与所述存储器相连接的处理器;
所述存储器,用于存储程序,所述程序至少用于执行如权利要求1-6任一项所述的管道泄漏的定位方法;
所述处理器,用于调用并执行所述存储器存储的所述程序。
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