[发明专利]一种地下管线泄漏监测与定位方法与装置

说明书

本发明公开了一种地下管线泄漏监测与定位方法和装置，解决现有方法和装置管线泄漏误报率和漏报率高的问题。所述方法包含：对地下管线中的各监测点采集声波压信号；采用功率谱密度比较法，计算各监测点的功率谱密度比值为所述声波压的功率谱密度的最大值与平均值之比，并进行泄漏判断，得到各监测点的泄漏情况为：确定泄漏、疑似泄漏、未泄漏；将所述确定泄漏、疑似泄漏的监测点合并为泄漏计算点，任选两个位置相邻的监测点作为第一、第二泄漏计算点；根据所述第一、第二泄漏计算点的声波压信号，采用互相关方法计算时间差，得到泄漏点位置。所述装置，应用于所述方法。本发明实现了离线、小区域在线、大区域在线三种工作模式的泄漏监测与定位。

技术领域

本发明涉及给水热力关系技术领域，尤其涉及一种地下管线泄漏监测与定位方法与装置。

背景技术

地下管线是城市重要的基础设施，是保证城市生产生活正常运转的重要基础，目前的管网泄漏检测仍以人工巡检的方式为主，人员投入成本高、时效差、定位慢等问题十分显著，容易产生马路拉链，经常破坏和占用路面；现有的非人工管道泄漏检测方法分为基于硬件和基于软件两大类，基于硬件的方法和技术包含电缆传感器、光纤维、土壤检测等，基于软件的方法和技术包含质量或体积平衡、实时瞬变模型等，无论是基于硬件或基于软件的方法在实际应用中都存在误报率高、漏报率高的问题，基于硬件的方法存在对硬件指标要求不明确、使用传感器参差不齐的问题，基于软件的方法存在模型单一的问题。

发明内容

本发明提供一种地下管线泄漏监测与定位方法与装置，解决现有方法和装置管线泄漏误报率和漏报率高的问题。

一种地下管线泄漏监测与定位方法，包含：对地下管线中的各监测点采集声波压信号；采用功率谱密度比较法，计算各监测点的功率谱密度比值为所述声波压的功率谱密度的最大值与平均值之比，并进行泄漏判断，得到各监测点的泄漏情况为：确定泄漏、疑似泄漏、未泄漏；将所述确定泄漏、疑似泄漏的监测点合并为泄漏计算点，任选两个位置相邻的监测点作为第一、第二泄漏计算点；根据所述第一、第二泄漏计算点的声波压信号，采用互相关方法计算时间差，得到泄漏点位置。

进一步地，在所述根据所述第一、第二泄漏计算点的声波压信号，采用互相关方法计算时间差，得到泄漏点位置的步骤之前，所述方法还包含：采用能量谱密度分析法确定所述第一、第二泄漏计算点的声波压信号的滤波频率范围，并对所述第一、第二泄漏计算点的声波压信号进行频域滤波。

进一步地，所述方法还包含：从所述监测点中任选一个与所述第一泄漏计算点或第二泄漏计算点位置相邻的监测点作为辅助定位点，采用多点补偿法对所述第一、第二泄漏计算点的信号进行差分，得到第一、第二泄漏计算点的差分信号，分别为：

x₀(t)＝x(t)-z(t-t_x)

y0(t)＝y(t)-z(t-t_y)

t_x＝(a+b)/v

t_y＝b/v

其中，x(t)、y(t)、z(t)分别为所述第一泄漏计算点、第二泄漏计算点、辅助定位点的声波压信号，x₀(t)、y₀(t)分别为所述第一、第二泄漏计算点的差分信号，a为所述第二泄漏计算点与所述第一泄漏计算点之间的距离，b为所述辅助定位点与所述第二泄漏计算点之间的距离，v为声音在地下管线中的传播速度，tx为声音在所述第一泄漏计算点与所述辅助定位点之间的传播时间，t_y为声音在所述第二泄漏计算点与所述辅助定位点之间的传播时间；采用互相关方法对所述第一、第二泄漏计算点的差分信号计算时间差，得到泄漏点位置修正值。