[发明专利]一种排水管道堵塞故障的检测方法

说明书

本发明公开了一种排水管道堵塞故障的检测方法。方法为：安装排水管道堵塞故障的检测装置；选择已知的管道无故障段/管道故障段进行检测，计算机从接收端获得两种工况下的信号；获取排水管道两种工况下的声响应信号；声响应信号进行SVD分解；提取能量熵指标和近似熵指标，将两种指标的提取结果合并作为初始特征向量集合；将得到的能量熵特征向量集合、近似熵特征向量集合、初始特征向量集合使用距离可分性判据方法得到类内离散矩阵和类间离散矩阵；计算能量熵指标的权重、近似熵指标的权重；将各个特征向量集合加权得到新的特征向量集合；将特征向量集合训练随机森林分类器，得到故障识别模型。本发明提高了检测结果的准确性与可靠性。

技术领域

本发明涉及一种排水管道堵塞故障的检测方法，属于管道故障检测领域。

背景技术

我国城市化水平正不断提高，随着城市经济发展，排水管道长度每年呈现加速增长的趋势，但是由于最初的设计存在缺陷或者使用时间长的原因，排水管道的故障率也十分的高。其中，管道的堵塞属于威胁城市安全排水的隐患，如果不能及时发现和排除管道故障，将影响城市供排水的正常运转。因此高效准确的排水管道堵塞检测方法对于管道故障检测是十分必要的。

发明内容

为了解决排水管道堵塞故障检测的问题，本发明提供了一种排水管道堵塞故障的检测方法。

本发明的技术方案是：一种排水管道堵塞故障的检测方法，所述方法具体步骤如下：

S1、安装排水管道堵塞故障的检测装置；

S2、选择已知的管道无故障段进行检测，计算机控制声卡产生的信号X(t)经功率放大器、发射端、扬声器通过水听器接收，计算机从接收端获得正常管道的信号Y₁(t)；

S3、在上述已知的管道无故障段人为的放置堵塞物，计算机控制声卡产生的信号X(t)经功率放大器、发射端、扬声器通过水听器接收，计算机从接收端获得堵塞管道的信号Y₂(t)；

S4、获取排水管道两种工况下的声响应信号G(t)，计算方法为其中水听器采集到的管道声信号为Y(t)，声卡发射的正弦信号为X(t)；根据响应信号计算方法，分别得到正常管道的响应信号堵塞管道的响应信号

S5、分别对正常管道、堵塞管道两种工况下的声响应信号进行SVD分解，分解后得到正常管道、堵塞管道两种工况下的信号分量；

S6、对两种工况下信号分量提取能量熵指标和近似熵指标，将得到的能量熵指标作为特征向量集合A，将得到的近似熵指标作为特征向量集合B，将两种指标的提取结果合并作为初始特征向量集合C₁；

S7、将步骤S6得到的能量熵特征向量集合A使用距离可分性判据方法得到类内离散矩阵S_W1和类间离散矩阵S_B1；

S8、将步骤S6得到的近似熵特征向量集合B使用距离可分性判据方法得到类内离散矩阵S_W2和类间离散矩阵S_B2；

S9、将步骤S6得到的初始特征向量集合C₁使用距离可分性判据方法得到类内离散矩阵S_W3和类间离散矩阵S_B3；

S10、计算能量熵指标的权重近似熵指标的权重为将各个特征向量集合加权得到新的特征向量集合C₂，C₂＝A×w₁+B×w₂；tr()表示取矩阵的迹；

S11、采用特征向量集合C₂训练随机森林分类器，得到故障识别模型；