[发明专利]一种基于AFPSO-K-means的长输油管道泄漏检测方法及系统

说明书

本发明提出一种基于AFPSO‑K‑means的长输油管道泄漏检测方法及系统，通过初始化粒子群，定义粒子群中每个粒子的初始速度和位置；确定每个粒子的适应度值；遍历每个粒子的适应度值，得到个体粒子的适应度值对应的最优位置，以及粒子群的最优适应度值中的全局最优位置；根据个体粒子的适应度值对应的最优位置，对每个粒子的速度和位置进行迭代更新；当所有粒子的位置与粒子群的最优适应度值中的全局最优位置的距离小于预设阈值或者迭代次数达到预设次数时，输出当前迭代更新结果，以确定管道泄漏的实际位置。该方案适用于长输油管线故障检测，在避免局部最优结果的前提下，可准确获得全局最优值。

技术领域

本发明属于长输油管线故障检测技术领域，具体涉及一种基于AFPSO-K-means的长输油管道泄漏检测方法及系统。

背景技术

石油是重要的能源，日常生活，工业生产，航天军工都需要石油作为能源和原料。经过石油分离出的汽油、沥青等化工产品广泛应用到人们日常生活中，随着经济的快速发展，石油的需求日益增多，其输送问题逐渐进入人们的视线。管道作为一种使用最有效，最安全，最快捷的运输方式，广泛应用于石油运输行业，截至到目前，我国输油管线总长达20×10⁴km。但是由于管线老化，自然灾害和人为盗油等原因，造成了大量的石油泄漏，严重污染了环境，甚至人的生命财产。因此，对输油管道定期检测是十分必要的，最早是人工进行巡线，人工巡线不但效率低，成本高，而且有些险峻地区人无法巡线，因此，提出了一些间接检测方法：负压波，小波变换等，但是大多检测精度不够高。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提出一种基于AFPSO-K-means的长输油管道泄漏检测方法及系统，该方案应用于长输油管线故障检测，具有精度高，实时性佳，简单易操作等优势。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种基于AFPSO-K-means的长输油管道泄漏检测方法，所述方法包括：

初始化粒子群，定义所述粒子群中每个粒子的初始速度和位置；

确定每个粒子的适应度值；

遍历每个粒子的适应度值，得到个体粒子的适应度值对应的最优位置，以及粒子群的最优适应度值中的全局最优位置；

根据所述个体粒子的适应度值对应的最优位置，对每个粒子的速度和位置进行迭代更新；

当所有粒子的位置与粒子群的最优适应度值中的全局最优位置的距离小于预设阈值或者迭代次数达到预设次数时，输出当前迭代更新结果，以确定管道泄漏的实际位置。

优选的，所述初始化粒子群，定义粒子群中每个粒子的初始速度和位置包括：

定义待检测的管道的样本点数目n，构建由n个样本点构成的数据集x_i＝(x_i1,x_i2,...,x_id)；i＝1,2,...,n,

将待聚类的数据集均分为k个类，每个类别为一个粒子群；

随机选取所述粒子群中各个粒子的初始位置和初始速度；

根据每个粒子的初始位置和初始速度，获得个体极值和全局极值。

进一步地，通过下式将待聚类的数据集均分为k个类：

X＝C₁∪...∪C_k∪C_outliers

其中，C₁...C_k表示k个类别，k为类别数，X表示经过聚类处理后的数据集。

进一步地，通过下式确定每个粒子的适应度值：