[发明专利]一种管道泄漏定位方法

权利要求书

1.一种管道泄漏定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S100，连续监测管道首、末站的动态压力或声波信号，获取预设长度的上下游信号各一帧；

步骤S200，根据设定的各种阈值，利用成对信号匹配法对所述上下游信号进行成对匹配消除，清除各种干扰信号；

步骤S300，判断经消除干扰信号后的上下游信号中是否都还存在异常信号；如果都还存在余下的异常信号，则进一步运用相关定位方法作泄漏定位；

步骤S400，根据设定阈值判断上下游信号中是否包含饱和信号；如果包含饱和信号，则根据相关系数递增阈值修正相关系数峰值位置，进行精确定位。

2.根据权利要求1所述的管道泄漏定位方法，其特征在于，所述步骤S200所述的消除各种干扰信号，包括如下步骤：

首先，计算上下游两帧信号的均值，使之变成正负信号；对两帧信号各自作正、负信号区间划分，抬高幅值较小的负区间信号；重新对两帧信号各自作正、负信号区间划分；

然后，采用各种设定阈值，清零管道内部压力剧增引起的区间干扰信号、总体不突出的区间信号、区间峰值不突出信号、负信号区间信号和邻近突出信号；

其后，根据信号从首站传播到末站的时间，采用成对信号匹配法消去所述两帧信号中保留的由于首、末站泵或阀门动作引入的干扰信号，从而消除其对真正泄漏信号的相关定位结果的影响；

最后，消除存在于一帧数据的前端和后端的由于信号不完整造成的不匹配干扰信号、信号宽度较窄的干扰信号和上升沿不光滑的干扰信号，从而消除各种干扰信号。

3.根据权利要求1所述的管道泄漏定位方法，其特征在于，所述步骤S200包括如下步骤：

步骤S210，对所述的预设时间长度的上、下游信号进行去噪，计算上、下游信号的均值，使之变成正负信号；

步骤S220，对所述上下游信号进行信号幅值滤波，对幅值较小的正信号和所有负信号清零；

步骤S230，将上下游信号中的干扰信号作匹配滤波清零；

步骤S240，消除其它干扰信号。

4.根据权利要求3所述的管道泄漏定位方法，其特征在于，所述步骤S220包括如下步骤：

步骤S221，对所述上下游信号的每帧信号作正负区间划分，得到每个信号区间的起始和结束时间为SSt(k)和SEnd(k)；其中，k为信号所处的区间序号，信号区间总数为NC；

步骤S222，对所述上下游信号的个别区间信号作局部调整；

设相邻区间峰峰值比例阈值1为SetK1，搜索各个区间的峰值Peak(k)；设第k-1区间为负信号区间，其峰值为Peak(k-1)，第k区间为正信号区间，其峰值为Peak(k)；如果

-Peak(k-1)Peak(k)<SetK1]]>

则第(k-1)区间的所有信号x(j)都加上-Peak(k-1)+0.01；其中，j∈(stx，edx)，stx，edx为第(k-1)区间的起始和结束信号序号；

步骤S223，在步骤S222调整后，重新对所述上、下游信号进行正负区间划分，计算各个正负区间的区间信号累加和SumA(k)、区间信号均值SumAM(k)和各个区间的信号峰值Peak(k)：

SumA(k)=Σj=SSt(k)SEnd(k)x(j)]]>

SumAM(k)=SumA(k)SEnd(k)-SSt(k)+1]]>

Peak(k)＝sign(x(·))*max{|x(j)|}，j＝SSt(k)--SEnd(k)；

步骤S224，消除所述上下游信号中管道内部压力剧增引起的干扰信号；

设相邻区间峰峰值比例阈值2为SetK2；设第k-1区间为负信号区间，其峰值为Peak(k-1)，第k区间为正信号区间，其峰值为Peak(k)；如果

-Peak(k-1)Peak(k)>=SetK2]]>

则认为当前区间信号为管道内压力剧增引起的干扰信号，区间内相应的信号作清零处理；

步骤S225，消除所述上下游信号中总体不突出的区间信号；

设区间信号总体突出水平评判阈值为SetTP，计算一帧数据长度内所有正信号区间的区间信号累加和SumA(k)、区间信号均值SumAM(k)和区间信号峰值Peak(k)各自的均值meanV：

meanVsumA=Σk=1NCSumA(k)NC(if(SumA(k)>0))]]>

meanVsumAM=Σk=1NCSumAM(k)NC(if(SumAM(k)>0))]]>

meanVPeak=Σk=1NCPeak(k)NC(if(Peak(k)>0))]]>

根据公式：

TP(k)=(DV(k)-meanV)DV(k)]]>

计算SumA(k)、SumAM(k)和Peak(k)三个参量各自的突出程度指标TP1(k)，TP2(k)，TP3(k)；其中，DV(·)为SumA(·)、SumAM(k)和Peak(·)中的一个，meanV为其对应的均值；

然后，根据公式：

ZP(k)=TP1(k)+TP2(k)+TP3(k)3]]>

计算综合评判指标ZP(k)，如果ZP(k)小于SetTP，则认为当前区间信号不突出，相应区间的所有信号作清零处理；

步骤S226，消除所述上下游信号中峰值不突出的区间信号；

设区间信号峰值突出水平评判阈值SetRP；设区间信号峰值过滤阈值为SetPeakValue，确定一帧信号中最大正峰值MaxPeak；

对于峰值大于峰值阈值SetPeakValue的各正信号区间的信号，计算：

RP(k)=Peak(k)MaxPeak]]>

如果RP(k)＜SetRP，说明该区间信号不突出，相应区间的所有信号作清零处理；其中Peak(k)表示各个区间的信号峰值；

步骤S227，对所有负信号区间的所有信号作清零处理；

步骤S228，对留下的所有正信号区间的信号，在不同步距下搜索信号正突变最剧烈的时刻，均值作为该区间疑似泄漏发生时刻，记为LeakTime(k)，其中，k对应当前正信号区间在一帧数据中所对应的区间序号，k＝1...NC；

步骤S229，对上下游信号，分别消除各自信号中包含的邻近突出信号；

设定间隔STDelay内出现的突出信号为余波信号，定义时间差：

TimeDiffL＝LeakTime(k)-LeakTime(j)；

TimeDiffZ＝SSt(k)-Send(j)；

其中，k，j为信号区间序号，k取值范围为NC---2，减幅为-1；j取值范围为(k-1)---1，j减幅为-1；

如果TimeDiffL＜STDelay或TimeDiffZ＜STDelay，则认为第j个信号区间的信号为余波信号，对该区间信号作清零处理。