信息股合在输油管道泄漏检测中的应用研究
石小琳，等
信息融合在输油管道泄漏检测中的应用研究
Research on the Application of Information Fusion in Oil Pipeline Leakage Detection
石小琳孙志粗何秋生
旭烤
（太原科技大学电子信息工程学院，山西太原
030024）
要：针对传统管道泄漏检测方法单一的现状，提出基于多传感器信息融合技术的输油管道泄漏检测方法。首先通过标量卡尔受摘
滤波算法对压力信号进行预测，得出压力信号的新息；然后用流量平衡法判断出人口流量差变化；再采用加权融合算法将以上两种算法结果进行融合，进一步判断输油管道是否泄漏。Matlab仿真结果表明了多传感器信息融合技术在输油管道泄漏检测中的可行性及其检测的高精确性。
关键词：卡尔滤波中图分类号：TP13
流量平衡法
加权平均
文献标志码：A
管道泄漏
信息融合
检测
Abstract; In accordance with present status that the traditional deteetion method for pipeline leakage is simplistie, the detection method based on multi-sensor information fusion technology is proposed for detecting leakage of oil pipeline. Through the scalar Kalman filter algorithm, the pressure signal is predicted and the innovation value of pressure signal is obtained. Then the changes of inlet flow deviation are determined by flow balance method, By adopting weighted fusion method, the results of these two algorithms are fused and oil pipeline leakage is judged fur ther, The result of Matlab indicates that the feasibility of muli-sensor infommation fusion used in oil pipeline leakage, and the accuracy of detec tion is greatly improved.
Keywords: Kalman filtering
g Flow balance methodWeighted averagePipeline leakageInformation fusionDetection
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引言
管道作为5大运输工具之一，在运送液体和气体
等方面具有特殊的优势，其成本低、可靠性高、无损耗和安全性好等优点使得各种管道被广泛地应用于工业生产和生活的各个方面"]。世界上50%的石油管网已运行了30年以上，国内相当比例的原油管道老化程度严重，加之各种因素引起的输油管道的腐蚀、突发性的自然灾害和人为破坏管道窃取石油资源，输油管道随时有发生泄漏的可能。事实上，我国输油管道仅在 1978~1994年就发生各种泄漏事故116起，其中5起总泄漏量即达3550t[2]。管道泄漏造成的环境污染和资源浪费，使得管道泄漏检测势在必行。
目前，国内外管道泄漏检测与定位的方法包括直接检漏、间接检漏和管内检测器检漏3大类)。由于单靠一个传感器无法消除因其自身的累积误差和环境因素对检测系统造成的影响，因此，将多传感器信息融合技术应用到输油管道泄漏检测中，可大大提高系统的精确性。
修改搞收则日期：2010-11-11。
第一作者石小琳，女，1986年生，现为大原科技大学控制理论与控制工程专业在读项士研究生；主要从事智能控制、输油管速治漏检测与定位方面的研究。
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万方数据
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输油管道泄漏检测原理
负压波检测管道泄漏的原理是：管道某处发生泄漏时，在泄漏处将产生瞬态压力突降，形成一个压力波，压力波以一定的速度自泄漏点向两端传播；经过若干时间后，分别传到上下游，上下游压力传感器捕提到特定的瞬态压力降波形即可进行泄漏判断[4]。
不同工况对应的出人口压力和流量变化情况不同，具体如表1所示。
压力和流量变化情况分析
表1
Tab.1
实际工况增大排量减小排量起泵停泵泄漏正常
Analysis on variation conditions of pressure and flow
人口压力先升高先下降突然升高突然下降下降波动较小
出口医力后升高后下降随后升高随后下降下降波动较小
人口流量先增加先减少突然增加突然减少增加波动较小
出口流量后增加后减少随后增加随后减少减少波动较小
在管道运输过程中，传输工况的变化，如启泵、停泵、调节流量阀等，也会影响管道首末端参数的平衡状态，从而引起负压波的出现。由于无法辨别负压波的出现是由管道泄漏还是正常操作所导致，因此，仅凭借
PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVoL32No.7July2011