基于土壤振動信號識別的管道安全預(yù)警系統(tǒng).pdf

1、油氣管道是能源運輸?shù)拇髣用},管道的安全運行對國家能源戰(zhàn)略的實施,維護(hù)社會和諧穩(wěn)定都具有十分重要的意義。目前國內(nèi)尚無全天候、長距離、實時預(yù)警的管道監(jiān)測技術(shù)。油氣管道安全預(yù)警技術(shù)代表了智能化周界感知和重要線路安全保障這類應(yīng)用的通用技術(shù)要求,有著重要的學(xué)術(shù)價值和產(chǎn)業(yè)價值。 本文立足分布式光纖傳感平臺,利用數(shù)字信號處理技術(shù)和人工智能技術(shù),在油氣管道主動安全預(yù)警技術(shù)方面做了深入的研究工作,主要內(nèi)容及成果如下： 1.設(shè)計并實現(xiàn)了針對

2、土壤振動信號的處理方法體系,包括信號去噪與增強技術(shù)、基于頻域和時域的特征提取方法、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信號分類方法。該方法體系能有效的實現(xiàn)對土壤振動信號的分析與識別。 2.設(shè)計并實現(xiàn)了針對油氣管道安全的預(yù)警機(jī)制,根據(jù)土壤振動信號識別結(jié)果進(jìn)行事件的時間序列分析,實現(xiàn)對非安全事件的實時預(yù)警。同時設(shè)計并實現(xiàn)了具有自適應(yīng)能力的增量學(xué)習(xí)機(jī)制,提高本文工作成果的通用性和穩(wěn)定性。 3.設(shè)計并實現(xiàn)了完整的油氣管道安全預(yù)警應(yīng)用系統(tǒng)框架,基于

3、松散耦合原則進(jìn)行模塊劃分和接口設(shè)計,采用軟硬件結(jié)合的方式實現(xiàn)了嵌入式的無人值守安全預(yù)警終端,集成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),預(yù)警系統(tǒng)和綜合服務(wù)器等多個子系統(tǒng),成功部署一套穩(wěn)定性高,可用性好的油氣管道安全預(yù)警系統(tǒng)。 本文工作成果經(jīng)現(xiàn)場真實運行測試,正確報警率高達(dá)93％,漏報率低于3％,平均信號處理時間68毫秒,完全滿足油氣管道安全預(yù)警的可靠性和實時性要求。 本文工作隸屬于863課題,其研究成果對其他安全防護(hù)領(lǐng)域的實時環(huán)境監(jiān)測問題有重要