[发明专利]一种基于高光谱遥感技术的陆上油气管道缺陷诊断方法

说明书

本发明提供了一种基于高光谱遥感技术的陆上油气管道缺陷诊断方法，利用高光谱遥感技术，将光谱成像仪生成的油气管道高光谱图像输入计算机，利用BP神经网络和机器学习的方法对实验获得的油气管道光谱数据进行标记和训练，提取泄漏及缺陷等油气管道的高光谱图像及光谱特征，确定油气管道泄漏区域及缺陷位置；通过无监督机器学习熵值法对油气管道表面数据进行分级处理，再通过BP神经网络按缺陷级别进行自动分类，并按“正常”、“故障”、“警报”进行预警显示。本发明解决了目前油气管道泄漏及缺陷区域检测需要大量人工且难以定位的问题，利用高光谱遥感技术，实现了陆上油气管道的人工智能巡检，具有经济性好、适用场景广、适用对象广的特点。

技术领域

本发明涉及能源管道技术领域，具体涉及一种基于高光谱遥感技术的陆上油气管道缺陷诊断方法。

背景技术

我国陆上油气管道总里程已超过12×10⁴km，油气管道泄漏是长输管道平稳运营的重要安全隐患。长输管道大多输送高温、高压、易燃、易爆、剧毒和有腐蚀的介质，当管道存在缺陷时，如果处理不及时，将造成严重的环境污染和危险事故，同时也会带来巨大的经济损失。由于受管道使用年限和周围环境等因素的影响，管道传输过程中会产生各种缺陷问题，比如管道穿孔和表面腐蚀等现象，以致产生管道损坏和油气泄漏，造成安全隐患，所以对管道进行缺陷检测具有重要意义。

目前管道泄漏和定位的主要方法是人工巡检、管道内部检测技术和管道外部检测技术等。但人工巡检方式存在着管网长而复杂、设施繁多、巡检效率低等缺点；管道内部检测技术主要通过对清管道应用磁通、超声、录像、涡流等技术提高泄漏检测的可靠性和灵敏度，而管道外部动态检测技术，主要包括压力点分析法、特性阻抗检测法、互相关分析法、压力波法、流量差监测法、管道瞬变模型法等，这些方法均需要大量的原始数据，现场操作存在困难，并且无法对泄漏点进行准确定位。

根据调研结果，现阶段国内外涉及油气管道泄漏检测的专利有：

美国专利US5117676公开了一种采用麦克风为感测元件的天然气管道泄漏检测系统；

美国专利US6389881公开了一种基于模式匹配滤波技术的实时管道泄漏声学检测方法和设备；

中国专利CN03137597.9公开了一种用于油气管线检测的光纤光栅传感测试系统；

中国专利CN201310656020.X公开了一种非介入式压电型气体管道泄漏次声波检测装置；

中国专利200710177617.0公开了一种基于压力信号和声波信号的泄漏检测定位技术等。

如：专利(CN03137597.9“一种用于油气管线检测的光纤光栅传感测试系统”)提供了一种用光纤光栅传感技术对长输油管线中腐蚀、裂缝、泄漏、结蜡、结垢等状况进行多点分布检测的系统装置，通过传感器阵列检测管线中流体温度、压力变化以光纤光栅中心波长偏移的形式反射并耦合到光谱分析仪，经信号处理，获得长输油管线中的输运状况。该检测系统能获得管线中有关物理量的详细变化，但装置复杂，含近红外宽带半导体激光源阵列、波分复用器、光纤双向耦合器、光谱分析仪等，现场实用较为困难。专利(CN201310656020.X“一种非介入式压电型气体管道泄漏次声波检测装置”)所发明的检测装置，通过磁性基座与管壁的吸附作用固定安装于气体管道管壁外侧，通过感测气体管道泄漏时沿管内气体介质传播的次声波信号或沿管壁传播的次声波信号进行泄漏检测，是一种具有较高灵敏度的气体管道泄漏检测方法。

现有专利技术涉及非介入检测技术，其实现系统较为复杂，不利于现场实用，且检测距离有限，无法实现较广区域无接触检测。

发明内容

本发明提供一种基于高光谱遥感技术的陆上油气管道缺陷诊断方法，解决目前陆上油气管道表面出现裂纹等人眼不易观察出的泄漏或缺陷故障。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：