管道泄漏檢測(cè)定位系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)壓縮研究.pdf

1、管道泄漏檢測(cè)定位系統(tǒng)是目前管道泄漏檢測(cè)中的一種典型裝置，能有效控制管道泄漏引起的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。為了檢測(cè)微弱泄漏信號(hào)與長(zhǎng)距離泄漏檢測(cè)，系統(tǒng)需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，所采集到的數(shù)據(jù)量較為龐大，而且隨著系統(tǒng)采樣率或A/D分辨率的提高，數(shù)據(jù)量將進(jìn)一步增大。然而數(shù)據(jù)采集單元的存儲(chǔ)器容量非常有限，這給大數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)和處理帶來(lái)極大的困難。采用適合于管道泄漏信號(hào)的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，可解決在有限存儲(chǔ)器容量?jī)?nèi)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)的難題。 本文研究和總結(jié)

2、了國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)和最新發(fā)展的各種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，然后分析了管道泄漏信號(hào)的特征，包括管道泄漏信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理、信息熵和相關(guān)系數(shù)，提出了一種適合于管道泄漏檢測(cè)定位系統(tǒng)的通用、低復(fù)雜度的無(wú)損壓縮算法。該算法設(shè)計(jì)了專門的預(yù)測(cè)器和基于上下文建模的Rice編碼。經(jīng)過(guò)無(wú)損壓縮算法處理，管道泄漏信號(hào)壓縮后的平均位數(shù)達(dá)到8.3674bits，比原始信息熵降低了1.2442bits；Rice編碼的編碼效率達(dá)到了98.81％。實(shí)驗(yàn)還驗(yàn)證了該無(wú)損壓縮算法在該管道泄漏檢

3、測(cè)定位系統(tǒng)中具有實(shí)時(shí)編碼的優(yōu)點(diǎn)。 為了進(jìn)一步提高管道泄漏信號(hào)的壓縮比，設(shè)計(jì)了誤差可控的量化方案，在管道泄漏信號(hào)無(wú)損壓縮算法的基礎(chǔ)上，提出了一種適合于管道泄漏檢測(cè)定位系統(tǒng)的近無(wú)損壓縮算法。該近無(wú)損壓縮算法設(shè)計(jì)了基于峰值誤差準(zhǔn)則的量化方案對(duì)管道泄漏信號(hào)的失真度進(jìn)行控制，在量化誤差較小時(shí)并不影響后續(xù)自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)的定位誤差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管道泄漏信號(hào)的近似無(wú)損壓縮。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在量化誤差設(shè)定為 時(shí)近無(wú)損壓縮后的平均位數(shù)降低到4.8612