长距离管线位移实时监测系统

论文摘要

随着我国国民经济的快速发展,国内对石油的需求不断增加。国内每年开采的石油已经远远不能满足当前经济发展的要求。因此必须加强与俄罗斯等国家之间的输油管线的建设。为了在输油管线的运作过程中保证管线的安全,必须对管线的位移进行监测。尽管目前国内外存在各种对管线位移进行监控的方法,但是它们都有各自的缺陷,无法满足我们的要求。本文的研究目的是通过对当前各种监测方法的学习基础上,研究一种新的对位移的监测方法,来有效的改善了目前的监测方法在使用过程中存在的问题。为管线的建设和良好运作提供一套较为完善的监测系统。本文以俄罗斯远东原油干线漠河—大庆段管道为研究对象,介绍了一种实时的长距离管线位移监控系统。这套系统在参考了以往通过力或者激光来测量位移的方法的基础上,提出了一种利用数字图像处理方法来对管线位移进行监测的方案。并在该方案的基础上进行了反复的试验对其性能进行验证。证明了该系统具有精度高,实时性好,价格便宜的优点。本文在介绍利用图像处理进行位移监测的同时,对系统的构建以及使用也进行了详细的描述,对系统各个模块之间数据传输的方式以及采用该方式的原因进行了说明,并分别为工程应用和实验室试验设计了不同的图形界面。同时介绍了系统在实验室试验中的情况以及得出的结论。为实际工程中的使用提供了数据依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 1 长距离管线监测系统在管线安全中的应用
• 1.1 管道沉降的主要原因与危害
• 1.1.1 管道沉降的主要原因
• 1.1.2 管道沉降的主要危害
• 1.2 管道位移的主要监测方法
• 1.2.1 全站仪的基本原理及组成
• 1.2.2 德国Cyra 三维激光扫描系统
• 1.3 目前管道位移监测的主要方法的缺陷
• 2 中俄原油管道漠河—大庆段管线位移测量方案
• 2.1 漠河—大庆段管线的实地情况分析
• 2.2 管线位移的实时监测方案
• 2.2.1 信息科学技术与监测技术的结合
• 2.2.2 数据采集模块
• 2.2.3 数据计算和传输模块
• 2.2.4 显示与控制模块
• 2.2.5 管线位移实时监测系统的性能指标
• 3 长距离管线实时监测系统的硬件设计
• 3.1 合作目标
• 3.2 前置图像处理系统和图像传感器
• 3.3 基于RS485 总线的数据传输
• 3.3.1 串口数据通信的硬件描述
• 3.3.2 串口数据通信的软件描述
• 4 长距离管线实时监测系统的软件设计
• 4.1 监测软件的流程图
• 4.2 系统的软件设计中用到的图像处理方法
• 4.2.1 图像的获取
• 4.2.2 图像的存储与传输
• 4.2.3 图像中心点计算前的预处理过程
• 4.3 图像的测量及分析方法
• 4.3.1 利用Hough 变换求相交十字线的交点的方法
• 4.3.2 利用求LED 灯中心点位置的方法确定位移
• 4.4 开始监测前的定标工作
• 4.5 用户界面设计
• 5 长距离管线实时监测系统的系统试验
• 5.1 试验中使用的软件界面
• 5.2 试验中的系统的搭建过程
• 5.3 试验中得到的数据及分析
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历