基于土壤振動信號識別的管道安全預警系統(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,維護社會和諧穩(wěn)定都具有十分重要的意義。目前國內尚無全天候、長距離、實時預警的管道監(jiān)測技術。油氣管道安全預警技術代表了智能化周界感知和重要線路安全保障這類應用的通用技術要求,有著重要的學術價值和產業(yè)價值。 本文立足分布式光纖傳感平臺,利用數(shù)字信號處理技術和人工智能技術,在油氣管道主動安全預警技術方面做了深入的研究工作,主要內容及成果如下： 1.設計并實現(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、基于頻域和時域的特征提取方法、基于人工神經網絡的信號分類方法。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.設計并實現(xiàn)了針對油氣管道安全的預警機制,根據(jù)土壤振動信號識別結果進行事件的時間序列分析,實現(xiàn)對非安全事件的實時預警。同時設計并實現(xiàn)了具有自適應能力的增量學習機制,提高本文工作成果的通用性和穩(wěn)定性。 3.設計并實現(xiàn)了完整的油氣管道安全預警應用系統(tǒng)框架,基于

3、松散耦合原則進行模塊劃分和接口設計,采用軟硬件結合的方式實現(xiàn)了嵌入式的無人值守安全預警終端,集成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),預警系統(tǒng)和綜合服務器等多個子系統(tǒng),成功部署一套穩(wěn)定性高,可用性好的油氣管道安全預警系統(tǒng)。 本文工作成果經現(xiàn)場真實運行測試,正確報警率高達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領域的實時環(huán)境監(jiān)測問題有重要