基于模糊决策方法的管道泄漏诊断与定位

A leak detection plays a key role in the overall integrity monitoring for a oil pipeline system. A fuzzy decision-making approach to pipeline leak localization is proposed in this paper. The two main methods, pressure gradient localization and negative pressure wave localization, are combined with fuzzy logical decision-making method to form a novel fault diagnosis scheme. The combination scheme can improve the precision of localization. An application example, 14km long oil pipeline leak detection and localization, is illustrated. This method is compared with others through practical experiments and its validity is confirmed by the results.     

基于模糊神经网络的管道泄漏检测方法研究

为了及时准确地检测管道泄漏,提出了一种基于模糊神经网络的管道泄漏检测的方法.首先以管道内流体在出口与人口之间的压力差与流量差信号作为网络输入,以泄漏的尺寸大小作为网络输出,构建了管道泄漏检测与泄漏尺寸估计的模糊神经网络结构,进而选取实际管道数据,对网络的参数进行离线训练,并得出网络权值.最后以借鉴某管道泄漏的部分先验知识建立模糊规则的基础上,通过仿真验明了方法在管道泄漏诊断中的有效性和可行性.     

Bootstrap与模糊聚类在管道泄漏检测的研究

管道泄漏信息缺失对可靠提取小泄漏与工况变化所产生的负压波模式的特征一直是一瓶颈，也是降低系统误报警率的关键因素之一。本文利用小样本统计的Bootstrap方法，对观测样本进行模拟采样并进行统计分析，在此基础上，对管道不同工况提取特征．并用模糊聚类分析的方法分类管道小泄漏与工况变化的运行模式。仿真实验表明该方法应用在管道泄漏诊断中是简单实用和可行的。     

基于分布式光纤传感的水下输气管道泄漏检测与定位分析

介绍了一种基于Sagnac/Mach-Zehnder混合干涉仪原理的分布式光纤传感水下输气管道泄漏检测及定位系统。在强干扰微小泄漏情况下,通过分布式光纤传感器获取由管道泄漏引起的光干涉信号,采用小波包方法对信号进行多层分解,提取小波包能量特征,用欧式距离法对管道泄漏与否进行聚类分析;对泄漏系统利用零点频率进行精确定位,并将基于零点频率的传统检测定位、经小波去噪和最小二乘曲线拟合处理后的检测定位及本文提出的检测定位三种方法进行对比分析,统计了系统虚警率（FAR）。实验结果表明,该系统能准确识别管道泄漏,本文提出的泄漏检测定位法虚警率最低,与经小波去噪和最小二乘曲线拟合处理后的检测定位法相比,虚警率降低了6.6%,提高了系统泄漏检测定位的可靠性。     

基于模糊梯度法的边缘检测方法

根据图象边缘灰度的梯度变化,构造图象灰度模糊矩阵和描述边缘点的隶属函数,利用遗传算法实现隶属函数各参数的寻优过程,并由输出隶属度判断提取图象边缘点,实现了图象的边缘检测。实验表明,该方法能有效地描述边缘的穿越过程,并可改善检测结果。     

基于虚拟仪器的输油管道泄漏监测定位系统的实现

为了解决目前的输油管道泄漏监测和定位问题,提出了一个基于虚拟仪器的输油管道泄漏监测定位系统的实现方法。其采用了因特网来传输数据,提出了基于负压波和流量平衡法的四段法判断泄漏,分析了负压力波传到首末两站的时间差对泄漏定位的影响以及使用小波变换检测时间差的方法。系统在实际应用中取得了良好的效果。     

检测与定位管道泄漏的图像处理方法研究

针对石油管道泄漏问题,提出模拟人眼识别和定位管道泄露信号的方法。由动态压力变送器采集的动态压力信号,携带了管道安全信息。正常信号和泄漏信号特征明显,从图像的角度很容易区分。仿照人眼识别信号,将信号存为画面映入大脑,分析时关注画面主要特征,摈弃次要特征。研究以图像处理方法为基础,根据管道信号的图像特征,对基于灰度图的管道泄漏检测和定位方法进行了改进,提出了主流数据区域的概念,提高了泄漏检测和定位的准确度,增加了该方法的适应性。对泄漏定位问题,提出应用基于形态学的图像处理方法,通过腐蚀、膨胀等操作分割信号图像为2个以上的连通区域,第1个连通区域的右边界对应时间即为负压波发生时刻。     

小波变换在输油管道泄漏检测定位系统的应用

介绍了一种基于小波变换的输油管道泄漏检测与定位系统,根据小波变换与信号奇异性之间的关系,采用小波变换模极大值算法对输油管道的压力信号进行奇异点检测,利用检测到的奇异点进行泄漏的定位。     

基于T-S模糊神经网络预测算法的管道泄漏定位研究与分析

长输管道的泄漏检测和定位对管道安全平稳运行意义极其重大,在以软件计算为主的检测方法里,模糊神经网络模型综合了模糊算法和神经网络模型的优点,能较好地适应长输管道的非线性特征。本文采用中亚地区某管道某相邻两站场的历史数据训练基于高木-关野（Takagi-Sugeno）模糊神经网络的预测模型,使用STONER管道仿真软件产生实时数据,用一种较简单的软方法较好的实现管道泄漏定位,该种方法对中亚某长输管道这类没有专门硬件泄漏检测设备和系统的管线有一定的实用意义。     

基于盲辨识的输气管道泄漏定位方法

针对音波法在输气管道泄漏检测与定位中需知道管道长度才能对泄漏点进行检测这一问题,采用盲系统辨识方法估计泄漏信号传播信道响应函数,构建代价函数解决高阶信道估计问题,且采用了遗传算法进行全局优化,避免代价函数陷入局部最优．从仿真结果可看出,在管道长度未知的情况下,所采用方法对输气管道泄漏点定位精度高、误差小,具有较好的实际应用价值．     

模糊化的无线传感节点自适应定位算法

节点定位是无线传感网络的研究基础,具有重要的研究价值和研究意义.现有定位算法主要分为测距相关的算法(range-based)与测距无关的算法(range-free)两类.前者通常使用未经处理的、包含环境噪声的测距信号,导致其定位稳定性较差;后者常使用节点间的连通性信息,导致其定位精度相对较低.针对该现状,本文提出一种基于模糊处理的节点自适应定位算法(fuzzy localization, FL).FL算法首先收集有关测距信息,然后对测距信息进行模糊化处理,最后采用自适应算法计算节点位置.FL算法对测距信息的模糊化处理,减少了环境噪声对定位的影响,提高了节点定位的稳定性;同时细化了通讯半径内的距离估计,提高了节点的定位精度;且自适应算法能对模糊化过程进行自适应控制,取得有效模糊化参数.实验结果表明,与DV-Hop算法和Spring算法相比,FL算法减少了约31%和6%的定位误差,且定位稳定性较好.     

直觉模糊统计判决与决策

针对统计判决与决策中存在的模糊性,给出了模糊性直觉模糊集的解决方案.首先提出直觉模糊事件概率的概念,在定义直觉模糊t模及s模的基础上给出直觉模糊事件概率所满足的基本性质,并证明了直觉模糊乘法定理、全概率公式和贝叶斯公式;然后根据所给出的直觉模糊概率所满足的性质,并依据信息源类型的不同,详细分析了直觉模糊统计判决与决策的方法;最后通过一个投资问题验证了该方法的有效性.     

Leak detection and localization in water distribution networks: Review and perspective

In this paper, leak detection and localization in water distribution networks will be reviewed. In particular, the paper presents the evolution of the methods from model-based towards data-based approaches, listing, describing and comparing the main and/or most recent methods of both categories. Besides, the practical applicability in real water utilities of different existing methods is discussed, outlining the advantages and limitations of model-based and data-driven methods for this task. A well-known case study is used to compare some of the more promising methods and illustrate their performances. Perspectives of the future evolution of the current existing methods are also provided.     

Real‐Time Leak Isolation Based on State Estimation with Fitting Loss Coefficient Calibration in a Plastic Pipeline

This paper presents a leak isolation methodology using a fitting loss coefficient calibration. Two stages are considered for this purpose: First, the equivalent straight length (ESL) is fixed by an model‐base observer designed as an extended Kalman filter. Once the leak is detected, the previous observer is stopped and the second system, based on an algebraic observer, is started with the ESL value fixed by the previous observer. Finally, the estimated leak position is recovered in original coordinates since the observer deal with ESL coordinates. In order to tackle the friction variations problem, the so‐called Swamee‐Jain equation is embedded explicitly, instead of a constant parameter as in other studies. The approach assumes only flow and pressure sensors at the ends of the duct. Experimental results with data obtained from a plastic pipeline prototype are presented to assess the method efficiency.     

基于信息融合的管道泄漏检测与定位技术应用研究

基于目前已经在石油输送管道中应用的SCADA系统将信息融合技术应用于管道泄漏检测与定位系统中;该方法应用管道泄漏时的多种特征信号,采用最优加权融合算法将多元信息综合处理,扩展了时间和空间上的检测范围,提高了泄漏检测系统的灵敏度和可靠性;在实验室用水泵和不锈钢管道组成的水循环系统进行了模拟实验,通过对比验证了信息融合检漏方法比单一检漏方法具有明显的优越性。     

基于多标准判决的学生诊断模糊推理方法

如何实现学生诊断是基于Web学习的关键技术,利用现代教育理论,提出了基于多标准判决模糊推理方法,这种方法通过定义不同标准的权数,使得判决算法变成一个矢量与一个矩阵相乘,给出了多标准判决的权数计算公式。与基于if-then规则模糊推理相比,这种方法十分简便、灵活。实验结果表明,其诊断结果十分接近专家的诊断结果。     

Multi-attribute Group Decision-making Based on Hesitant Bipolar-valued Fuzzy Information and Social Network

Fuzzy sets have undergone several expansions and generalisations in the literature, including Atanasov’s intuitionistic fuzzy sets, type 2 fuzzy sets, and fuzzy multisets, to name a few. They can be regarded as fuzzy multisets from a formal standpoint; nevertheless, their interpretation differs from the two other approaches to fuzzy multisets that are currently available. Hesitating fuzzy sets (HFS) are very useful if consultants have hesitation in dealing with group decision-making problems between several possible memberships. However, these possible memberships can be not only crisp values in [0,1], but also interval values during a practical evaluation process. Hesitant bipolar valued fuzzy set (HBVFS) is a generalization of HFS. This paper aims to introduce a general framework of multi-attribute group decision-making using social network. We propose two types of decision-making processes: Type-1 decision-making process and Type-2 decision-making process. In the Type-1 decision-making process, the experts’ original opinion is proces for the final ranking of alternatives. In Type-2 decision making processs, there are two major aspects we consider. First, consistency tests and checking of consensus models are given for detecting that the judgments are logically rational. Otherwise, the framework demands (partial) decision-makers to review their assessments. Second, the coherence and consensus of several HBVFSs are established for final ranking of alternatives. The proposed framework is clarified by an example of software packages selection of a university.     

基于多压力传感器负压波的管道检测法

提出了一种基于多压力传感器负压波的管道泄漏检测方法.该方法运用泵站前端与后端的各个压力传感器接收到负压波的先后顺序,根据此顺序进行合力判断负压波是由管道泄漏引起还是由泵站工况调整引起.该方法能降低系统漏报率、提高系统泄漏定位的精度,并确保系统能够有效运行.     

基于灰色关联分析和D-S证据理论的区间直觉模糊决策方法

针对方案的指标值为区间直觉模糊数的决策问题,提出了一种基于灰色关联分析和D-S证据理论的决策方法. 定义了区间记分函数和区间数点算子, 并通过其将区间直觉模糊数转化为记分函数;利用记分函数以及灰色关联方法确定各指标的不确信度, 进而构建出不同指标下各方案的Mass函数, 通过D-S合成法则进行信息融合,确定最优方案.最后,通过算例表明, 本文提出的方法可得到满意结果并显著降低决策的不确定性.     

基于N次K-NN分类算法的管道机器人定位技术研究

分析了低频电磁波在均匀介质中的磁场分布,其分布与介质的介电常数、磁导率密切相关．根据管道机器人定位的实际工程需要,给出了三传感器低频电磁波定位模型．为了减小传输介质介电常数、磁导率参数对管道机器人定位的影响,提出了N次K NN分类算法．实验结果表明,该算法分类的正确率可达97．5%,定位精度可达±10 cm,在传输介质介电常数、磁导率等参数不确定条件下,可有效地求解低频电磁波发射源的位置参数．