一種廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)城市燃氣管道泄漏定位分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油氣儲運風(fēng)險控制領(lǐng)域，特別涉及一種廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)城市燃氣管 道泄漏定位分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 燃氣輸送管道是城市發(fā)展的重要組成部分。隨著城市承載負荷的加大和燃氣管網(wǎng) 的老化，城市埋地燃氣管網(wǎng)泄漏導(dǎo)致的著火、爆炸、中毒等惡性事故時有發(fā)生，已成為繼交 通事故、工傷事故之后的第三大殺手，同時還可能會導(dǎo)致嚴重的環(huán)境污染和損害。因此，為 了及時發(fā)現(xiàn)泄漏，進行管道安全檢測是必要的。熱紅外成像法、漏磁檢測法、光纖檢測法等 在燃氣管道泄漏檢測中雖已取得良好效果，但這些方法或者不能進行連續(xù)監(jiān)測（如前兩種 方法），或者雖然靈敏度和精度高，但是需要站外測點，無法保證系統(tǒng)安全，或價格昂貴，檢 測成本較高。聲發(fā)射技術(shù)可以對管道泄漏進行連續(xù)檢測，對診斷的實時性要求不高，不要求 在泄漏剛發(fā)生時就必須檢測到泄漏信號，可以在泄漏發(fā)生后的一段時間內(nèi)進行檢測，對管 道小泄漏也能夠及時發(fā)現(xiàn)，極大地提高了診斷的方便性和正確性。
[0003] 但城市燃氣管道設(shè)計一般從環(huán)形管網(wǎng)出發(fā)，管網(wǎng)節(jié)點多，多為中低壓管道，位于城 市交通干道旁或居民區(qū)內(nèi)，周圍環(huán)境較為復(fù)雜，管道泄漏信號，尤其是小泄漏信號在復(fù)雜工 況操作和干擾噪聲當中，難以識別和提取，使得管道聲發(fā)射泄漏檢測存在較大誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了克服城市燃氣管道泄漏檢測誤差較大的不足， 本發(fā)明提供一種廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)城市燃氣管道泄漏定位分析方法。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)城市燃氣管 道泄漏定位分析方法，包括以下步驟：
[0006] (1)在所述城市燃氣管道的上游和下游安裝壓力傳感器；
[0007] (2)根據(jù)上、下游壓力傳感器接收到同一聲波的時間差以及該聲波在管道介質(zhì)中 的傳播速度進行定位：
【主權(quán)項】
1. 一種廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)城市燃氣管道泄漏定位分析方法，其特征在于：包括以下步 驟： (1) 在所述城市燃氣管道的上游和下游安裝壓力傳感器； (2) 根據(jù)上、下游壓力傳感器接收到同一聲波的時間差以及該聲波在管道介質(zhì)中的傳 播速度進行定位：
式中：X:泄漏定位值，即泄漏點到上游壓力傳感器的距離（m) ;L:兩壓力傳感器之間的 距離（m) ;v :聲波在泄漏燃氣管道中的傳播速度（m/s) ; At :泄漏聲波從泄漏點到達上、下 游壓力傳感器之間的時間差（s); 其中，燃氣管道泄漏聲波的波速V的計算公式為：
式中α p為氣體壓縮系數(shù)，Pa、P為氣體密度，kg/m 3;T為溫度，K ;p為壓強，10 5Pa ; 從泄漏點X處產(chǎn)生的泄漏聲波傳播到上、下游壓力傳感器的理論時間差Δ t的計算公 式如下：
(3) 將與步驟（2)的理論時間差A(yù)t和波速V有關(guān)的參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量，以 泄漏定位值X作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出變量，開始廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練； (4) 根據(jù)公式（1)、（2)、（3)建立X = f (V，△ t)的對應(yīng)關(guān)系； (5) 計算實際時間差，代入訓(xùn)練好的廣義神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行預(yù)測分析； (6) 得出定位結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求1所述的廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)城市燃氣管道泄漏定位分析方法，其特征在 于：步驟（3)中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量為管道的內(nèi)徑、進口流量、進口壓力、進口溫度、出口 流量、出口壓力、出口溫度和兩個壓力傳感器之間的間距。
3. 如權(quán)利要求1所述的廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)城市燃氣管道泄漏定位分析方法，其特征在 于：計算理論時間差A(yù)t之前先采用多尺度小波變換進行濾波降噪預(yù)處理。
4. 如權(quán)利要求1所述的廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)城市燃氣管道泄漏定位分析方法，其特征在 于：步驟（4)中，采用Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱構(gòu)建預(yù)測模型。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)城市燃氣管道泄漏定位分析方法，基于GRNN技術(shù)，結(jié)合聲波法泄漏檢測原理，針對城市燃氣管道特點，改進了聲波法定位計算公式，并根據(jù)實測管道介質(zhì)入口、出口的壓力、溫度和流量，結(jié)合管道相關(guān)參數(shù)和聲波法定位機理，得到管道沿途的溫度、波速、和理論時間差分布。以管道進出口壓力、溫度、流量8個等數(shù)據(jù)作為輸入變量，以泄漏檢測定位值為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出變量，編制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練預(yù)測代碼，構(gòu)建GRNN預(yù)測模型，實現(xiàn)更為精確的泄漏定位。結(jié)果表明該方法定位精度高，能夠?qū)崟r、可靠地解決泄漏定位問題。
【IPC分類】F17D5-06
【公開號】CN104654024
【申請?zhí)枴緾N201510076428
【發(fā)明人】郝永梅, 李秀中, 毛小虎, 嚴欣明, 邢志祥, 岳云飛, 徐 明
【申請人】常州大學(xué), 江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院常州分院
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月12日