[发明专利]一种基于压缩感知的管道泄漏定位方法

权利要求书

1.一种基于压缩感知的管道泄漏定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、选择管道一端作为起点，沿同一方向将管道依次均分为多段，并依次均匀安装多个压力传感器，按顺序分别依次对每段管道编号为1,2,...,i,...,N，对压力传感器进行编号为1,2,...,j,...,M；其中M为传感器数量，N为管道段数，并且N＞M；

步骤二、依次采集压力传感器处压力分别为y₁,y₂,...,y_j,...,y_M；

步骤三、构建基于压缩感知的管道泄漏定位公式，如下：

由以上公式通过压缩感知算法可求得权值向量X＝[x₁,x₂,…,x_N]^T，其中，为感知矩阵，其矩阵元素P_ji表示管道的第i段中心沿管道到第j个压力传感器的压力差的衰减值；

所述矩阵元素P_ji满足：

其中，P₀为泄漏点处压力下降值，f为管道摩擦系数，为泄漏前管道中液体的流速，a为压力波传播的波速，D为管道的直径，l_ji为管道的第i段中心与第j个压力传感器的距离；

步骤四、根据权值向量对泄漏点处进行定位，得到泄漏点距离起点距离L为：

其中，L₀为管道总长度。

2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的管道泄漏定位方法，其特征在于，

所述感知矩阵Φ满足如下RIP准则，

其中0＜δ＜1

所述权值向量X为稀疏向量。

3.根据权利要求2所述的基于压缩感知的管道泄漏定位方法，其特征在于，

所述压缩感知算法包括BP算法、BPDN算法或OMP算法。

4.根据权利要求3所述的基于压缩感知的管道泄漏定位方法，其特征在于，

所述BP算法的满足：

arg min||X||₁s.t.ΦX＝Y

其中，Y＝[y₁,y₂,…,y_M]^T。

5.根据权利要求3所述的基于压缩感知的管道泄漏定位方法，其特征在于，

所述BPDN算法满足：

其中，ε为特征参数。

6.根据权利要求3所述的基于压缩感知的管道泄漏定位方法，其特征在于，所述OMP算法满足：

其中，K为残差阈值参数。

7.根据权利要求3所述的基于压缩感知的管道泄漏定位方法，其特征在于，泄漏前管道中液体的流速满足：

其中，为管道泄漏前液体的平均流量，S为管道截面积。

8.根据权利要求7所述的基于压缩感知的管道泄漏定位方法，其特征在于，

所述平均流量由多个分布在管道内的流量计测量求得。