基于时延估计的石油管道安全预警定位技术研究

论文摘要

随着石油管道运输的不断发展,石油管道安全预警问题成为当前石油管道运输的一项重要内容。输油管道由于建造工艺、自然灾害以及人为破坏等原因所造成的泄漏及破损,极大地影响了石油管道的正常运输,给人们的生产生活带来了诸多不便。石油管道安全预警系统是解决该问题的一个行之有效的途径。该系统的技术核心是如何及时有效地对威胁管道安全的事件信号进行检测和定位。本文针对这一难点问题,结合课题组的研究内容,抓住预警系统的数据采集、分类、处理三个环节,利用时延估计的方法对管道安全事件进行检测定位,取得了较好的效果。具体工作内容为：(1)根据光纤管道安全预警系统采集的数据特点,提取出光纤传感器检测信号中事件信号的特征,并提出了同步性参数概念作为识别事件信号的重要特征,该特征对于确定原始信号中是否包含事件信号以及确定事件信号发生的时刻具有重要意义；(2)研究了适用于该系统的时延定位算法及其改进算法(WGCC算法),提高时延估计准确性及精度；(3)根据统计学原理,制订了时延估计结果的置信度方案,能够实时给出每个异常事件时延值的可信度；(4)通过时延结果概率密度融合技术克服单次估计不稳定的缺点,得到的定位精度基本控制在与准确时延值偏差0.3个点之内,大幅提高系统定位的可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 石油管道安全预警技术研究的意义
• 1.2 石油管道安全预警技术的发展与现状
• 1.3 石油管道安全预警技术性能对比及存在的问题
• 1.4 本文的主要工作
• 2 光纤传感石油管道安全预警技术简介
• 2.1 引言
• 2.2 基于干涉原理的分布式光纤检测技术
• 2.2.1 基于萨格奈克/迈克耳逊干涉原理的光纤检测技术
• 2.2.2 基于双萨格奈克干涉原理的光纤检测技术
• 2.2.3 基于萨格奈克/马赫-曾德尔干涉原理的光纤检测技术
• 2.2.4 基于双马赫-曾德尔干涉原理的光纤检测技术
• 2.3 技术性能对比及存在的难点问题
• 3 石油管道安全预警系统的数据分析与预处理
• 3.1 系统原理
• 3.2 数据分析
• 3.2.1 事件信号与干扰数据的时域特点
• 3.2.2 事件信号与干扰数据的频域特点
• 3.2.3 事件信号与干扰数据的相关特性
• 3.2.4 信噪比与时延估计结果的关系
• 3.3 异常事件信号的提取
• 3.4 信号的预处理
• 4 石油管道安全预警系统的事件定位技术
• 4.1 时间延迟估计的基本概念和原理
• 4.2 时间延迟估计的基本算法
• 4.2.1 基本相关插值时延估计
• 4.2.2 广义相关时延估计
• 4.2.3 最小二乘时延估计
• 4.3 时延估计改进算法
• 4.3.1 WGCC时延估计算法
• 4.3.2 基于波形比较的时延估计
• 4.4 基于时延估计的事件定位技术
• 4.4.1 时延结果判定
• 4.4.2 时延估计结果置信度设计方案
• 4.4.3 事件定位方案
• 4.5 定位系统界面
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期问发表学术论文情况
• 致谢