[发明专利]一种三场耦合管道泄漏监测方法

说明书

本发明公开了一种三场耦合管道泄漏监测方法，包括如下步骤：构建管道三场耦合传感系统、管道三场耦合传感系统监测被测管道空载状态模拟、管道三场耦合传感系统监测被测管道正常工况模拟、管道三场耦合传感系统泄漏事件模拟、管道监测神经网络建模与学习、管道泄漏监测。本发明的目的是提供管道泄漏报监测警、定位和泄漏大小判断的方法，通过采集管道周围三场参数及建立检测参数之间相互联系，目的在于能够有效地减少误报、避免漏报、准确定位泄漏点，并通过神经网络算法提供泄漏的大小，为制定维修方案提供可靠依据。

技术领域

本发明属于管道监测技术领域，具体的是涉及一种三场耦合管道泄漏监测方法。

背景技术

现代城市的地下基于各种需求，埋设了各种金属管道，其中包含大量用于供热的大型管道，作为热力供应的一次管网，用于给企业和家庭供热，由于城市面积广、需求大，造成地下铺设的管道线路复杂，输送距离长，埋入深度越来越深，一旦泄漏将对社会和财产造成严重损失和影响。

由于地下环境复杂多变，经过大量观察泄露损坏的热力管道，发现由于热胀冷缩，水压冲击，土壤腐蚀等诸多因素，最终导致金属管道疲劳开裂泄露，大大缩短了管道使用寿命。目前的管道泄漏检测方法中，普遍采用压力传感器分段监测管道上午入水口，与出水口的压力变化，通过提取特征值，并结合神经网络模型模拟的方法检测泄漏及定位，但由于传感器分布数量有限，监测数据比较单一，样本数量有限，训练出的模型误差过大，经常造成误报漏报，定位精度误差过大，造成维修困难，并且很难估计泄露大小，难以制定维修计划，只能开挖后根据实际情况应对，大大延长了维修时间和增加了维修成本。

发明内容

本发明的目的是提供管道泄漏报监测警、定位和泄漏大小判断的方法，通过采集管道周围三场参数及建立检测参数之间相互联系，目的在于能够有效地减少误报、避免漏报、准确定位泄漏点，并通过神经网络算法提供泄漏的大小，为制定维修方案提供可靠依据。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种三场耦合管道泄漏监测方法，包括如下步骤：

步骤1、构建管道三场耦合传感系统，包括温度场检测光纤系统、湿度场检测光纤系统、应力场检测光纤系统，并确定安装相对位置参数；

步骤2、管道三场耦合传感系统监测被测管道空载状态模拟，并记录输出参数一，作为样本数据一；

步骤3、管道三场耦合传感系统监测被测管道正常工况模拟，并记录输出参数二，作为样本数据二；

步骤4、管道三场耦合传感系统泄漏事件模拟，并记录模拟输入参数以及输出参数三，作为样本数据三；

步骤5、管道监测神经网络建模与学习；

步骤6、管道泄漏监测：将管道三场耦合传感系统监测过程中的实时输出参数输入到训练好的管道监测神经网络中，管道监测神经网络自行判断并输出监测结果；

其中，步骤5中建模神经网络结构，单个神经元的模拟动态退火过程采用公式(1-2)表示，

v(t+1)＝kv(t)-E+T(t)(u(t)-I₀) (2)

式中：

u为输入神经元和输出神经元的暂态连接权重；

v为输入神经元和输出神经元的内部状态连接权重；

I₀为神经元输入偏差；

k为神经膜阻尼因子(0≤k≤1)；

E为神经网络的目标函数；

ε为输出函数的衰减因子；

T(t)为自反馈连接权重；