[发明专利]基于融合广义互相关的供水管网泄漏精确定位方法

权利要求书

1.一种基于融合广义互相关的供水管网泄漏精确定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

在发生泄漏的管段两端各安装第一振动传感器和第二振动传感器，进行传感器数据采集；

假设由第一振动传感器采集到的信号为x，第二振动传感器采集到的信号为y，进行包括互功率谱密度P_xy(ω)，x的自功率谱P_xx(ω)以及y的自功率谱P_yy(ω)的估计；

根据互功率谱密度P_xy(ω)，x的自功率谱P_xx(ω)以及y的自功率谱P_yy(ω)进行相干性计算；

根据相干性选择滤波范围进行带通滤波，选择采用包括HB、PHAT、SCOT的三个加权函数合成相关函数估计结果，并以此最大值对应的时延值作为到达时间差的估计，计算泄漏距离。

2.如权利要求1所述的基于融合广义互相关的供水管网泄漏精确定位方法，其特征在于，第一振动传感器采集到的信号x和第二振动传感器采集到的信号y建立的信号模型为：

其中s(n)为泄漏信号，n₁(n)、n₂(n)代表观察环境中引入的加性噪声，假设以上信号两两不相关；D是泄漏信号到达两个传感器的时间差；是衰减因子，代表泄漏信号经传播后引起的能量损失。

3.如权利要求2所述的基于融合广义互相关的供水管网泄漏精确定位方法，其特征在于，通过时延估计算法可获得时延的估计值由此获得泄漏距离的估计，从而进行定位：

其中c为管道的振动传播速度，d为第一振动传感器和第二振动传感器之间的间距。

4.如权利要求2所述的基于融合广义互相关的供水管网泄漏精确定位方法，其特征在于，互功率谱密度P_xy(ω)的估计包括：

X(ω)＝FFT(x(n))    (3)

Y(ω)＝FFT(y(n))    (4)

P_xy(ω)＝X(ω)*×Y(ω)    (5)

其中，FET为傅里叶变换；X(ω)*为X(ω)的共轭。

5.如权利要求4所述的基于融合广义互相关的供水管网泄漏精确定位方法，其特征在于，根据相干性选择滤波范围进行带通滤波，选择采用包括HB、PHAT、SCOT的三个加权函数合成相关函数估计结果，并以此最大值对应的时延值作为到达时间差的估计，计算泄漏距离具体包括：

HB的相关性为：

PHAT的相关性为：

SCOT的相关性为：

相关合成结果为：

α,β,γ分别为经加权处理得到的相关函数的权重，并以此最大值对应的时延值作为到达时延值的估计计算泄漏距离。