分布式光纖管道安全預(yù)警信號(hào)處理方法的研究.pdf

1、目前，我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展對能源特別是油氣資源的需求越來越迫切。管道由于自身具備的諸多優(yōu)勢，已成為主要的油氣資源運(yùn)輸手段。但由于種種自然或人為原因，管道事故時(shí)有發(fā)生，有時(shí)會(huì)伴隨著巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境污染。天津大學(xué)精儀學(xué)院無損檢測課題組長期致力于管道監(jiān)測技術(shù)開發(fā)，研發(fā)出了基于分布式光纖傳感器的油氣長輸管道監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能監(jiān)測到威脅油氣管道安全的異常事件并進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)可以對異常事件進(jìn)行定位。分布式光纖管道安全預(yù)警系統(tǒng)如

2、何從光纖傳感器紛亂復(fù)雜的檢測信號(hào)中分辨出振動(dòng)信號(hào)，如何對振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行特征提取以達(dá)到識(shí)別的目的是系統(tǒng)信號(hào)處理中非常重要的一部分，信號(hào)處理的性能效果直接影響系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。
　　 本文主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的研究工作：
　　 (1)將基于小波分解的能量模式特征提取和基于小波包的能量熵特征提取方法用于光纖振動(dòng)信號(hào)的處理，分析了兩種方法的處理效果，實(shí)驗(yàn)表明兩種方法均可有效的提取信號(hào)差異，基于小波包能量熵的特征提取效果更加明顯。

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　　 (2)將基于高階統(tǒng)計(jì)量的特征提取方法用于分布式光纖振動(dòng)信號(hào)的特征提取，通過直接計(jì)算雙譜切片確定信號(hào)的特征向量?；陔p譜的特征向量可以有效抑制噪聲影響，不僅包含信號(hào)的頻率信息，還包含信號(hào)的相位信息，有利于信號(hào)的識(shí)別。
　　 (3)獨(dú)立成分分析方法是基于信號(hào)高階統(tǒng)計(jì)量的一種信號(hào)處理方法，分布式光纖管道檢測系統(tǒng)的振動(dòng)信號(hào)滿足其獨(dú)立性和非高斯性的先驗(yàn)假設(shè)?？梢酝ㄟ^獨(dú)立成分分析方法將多道觀測信號(hào)按照統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的原則分解為若干