1.一種基于支持向量機(jī)回歸的城市燃?xì)夤艿佬孤┒ㄎ环椒?,其特征在于:包括以下步驟:
步驟1,根據(jù)待測(cè)管道的不同泄漏狀態(tài)提取自變量和因變量構(gòu)建樣本數(shù)據(jù)庫(kù);
步驟2,對(duì)該樣本數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行預(yù)處理,構(gòu)造訓(xùn)練集;
步驟3,運(yùn)用改進(jìn)的網(wǎng)格搜索法從訓(xùn)練集中尋找最優(yōu)參數(shù)組合;
步驟4,利用最優(yōu)參數(shù)組合構(gòu)建基于支持向量機(jī)回歸的城市燃?xì)夤艿佬孤┒ㄎ荒P停?/p>
步驟5,根據(jù)城市燃?xì)夤艿佬孤┒ㄎ荒P?,?duì)待測(cè)管道進(jìn)行泄漏定位。
2.如權(quán)利要求1所述的基于支持向量機(jī)回歸的城市燃?xì)夤艿佬孤┒ㄎ环椒ǎ涮卣髟谟冢翰襟E1中,待測(cè)管道不同泄漏狀態(tài)時(shí)的檢測(cè)變量為自變量,對(duì)應(yīng)泄漏點(diǎn)的定位值為因變量,檢測(cè)變量包括物理儀表采集到的物理信號(hào)和聲發(fā)射傳感器采集到的聲發(fā)射信號(hào),則樣本數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)造過(guò)程為:樣本數(shù)據(jù)庫(kù)由不同泄漏位置提取到的自變量和因變量構(gòu)成,其中,自變量為對(duì)應(yīng)泄漏點(diǎn)處利用物理儀表采集到的出口壓力、出口流量?jī)蓚€(gè)物理信號(hào)以及聲發(fā)射傳感器采集到的聲發(fā)射信號(hào),因變量為泄漏點(diǎn)的定位值,所述定位值以管道進(jìn)口端為零點(diǎn)至泄漏點(diǎn)處的距離;采用小波分析法對(duì)樣本數(shù)據(jù)庫(kù)的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)提取,根據(jù)特征參數(shù)的一般選取規(guī)則分別獲得幅度、絕對(duì)能量和振鈴計(jì)數(shù)三個(gè)特征參數(shù),由出口壓力、出口流量、幅度、絕對(duì)能量和振鈴計(jì)數(shù)五個(gè)參數(shù)組成自變量,將對(duì)應(yīng)泄漏點(diǎn)處的定位值作為因變量,在待測(cè)管道上采集多組出口壓力、出口流量、幅度、絕對(duì)能量、振鈴計(jì)數(shù)和定位值的數(shù)據(jù)組成樣本數(shù)據(jù)庫(kù)。
3.如權(quán)利要求2所述的基于支持向量機(jī)回歸的城市燃?xì)夤艿佬孤┒ㄎ环椒?,其特征在于:物理信?hào)包括出口壓力和出口流量,所述出口壓力和出口流量分別由安裝在待測(cè)管道末端的壓力變送器和流量變送器采集得到;聲發(fā)射信號(hào)由數(shù)據(jù)采集單元中的聲發(fā)射傳感器采集得到,所述聲發(fā)射傳感器安裝于待測(cè)管道末端。
4.如權(quán)利要求3所述的基于支持向量機(jī)回歸的城市燃?xì)夤艿佬孤┒ㄎ环椒?,其特征在于:所述?shù)據(jù)采集單元包括工業(yè)計(jì)算機(jī)、聲發(fā)射卡、聲發(fā)射前置放大器、聲發(fā)射傳感器以及對(duì)應(yīng)的處理軟件。
5.如權(quán)利要求3所述的基于支持向量機(jī)回歸的城市燃?xì)夤艿佬孤┒ㄎ环椒?,其特征在于:所述步驟2中,對(duì)該樣本數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行預(yù)處理是對(duì)樣本數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)間為[-1,1]的歸一化處理,將預(yù)處理后的樣本數(shù)據(jù)庫(kù)分為訓(xùn)練集和測(cè)試集,訓(xùn)練集用于構(gòu)建泄漏定位模型,測(cè)試集用于驗(yàn)證模型的精度。
6.如權(quán)利要求5所述的基于支持向量機(jī)回歸的城市燃?xì)夤艿佬孤┒ㄎ环椒?,其特征在于:預(yù)處理具體包括采用小波分析法對(duì)樣本數(shù)據(jù)庫(kù)的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)的提取,根據(jù)特征參數(shù)的一般選取規(guī)則分別獲得幅度、絕對(duì)能量和振鈴計(jì)數(shù)三個(gè)特征參數(shù),由出口壓力、出口流量、幅度、絕對(duì)能量和振鈴計(jì)數(shù)五個(gè)參數(shù)組成自變量,在待測(cè)管道上采集多組出口壓力、出口流量、幅度、絕對(duì)能量和振鈴計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)組成訓(xùn)練集。
7.如權(quán)利要求5所述的基于支持向量機(jī)回歸的城市燃?xì)夤艿佬孤┒ㄎ环椒?,其特征在于:在步驟3中,所述的改進(jìn)的網(wǎng)格搜索法就是把搜索步長(zhǎng)和搜索范圍加以改變來(lái)搜索最優(yōu)參數(shù),最優(yōu)參數(shù)組合是指利用支持向量機(jī)建模時(shí)的懲罰系數(shù)C和核函數(shù)參數(shù)g的值設(shè)定,不同值構(gòu)成的模型精度不同,因此需要采用改進(jìn)的網(wǎng)格搜索法進(jìn)行最優(yōu)參數(shù)組合搜索,從而確定最優(yōu)值,具體包括以下步驟:
步驟3.1,從預(yù)處理后的樣本數(shù)據(jù)庫(kù)中取出幾組作為測(cè)試集,剩余的均作為訓(xùn)練集,對(duì)訓(xùn)練集歸一化;
步驟3.2,設(shè)定好懲罰系數(shù)C和核函數(shù)參數(shù)g的取值范圍;
步驟3.3,先采用大步距對(duì)訓(xùn)練集做一個(gè)粗搜,挑出預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度最高的那一組參數(shù)組合,即局部最優(yōu)參數(shù)組合,;
步驟3.4,在局部最優(yōu)參數(shù)組合附近確立一個(gè)小區(qū)間,對(duì)這組參數(shù)用傳統(tǒng)方法的小步距作二次尋優(yōu),確定最終的參數(shù)組合,即最優(yōu)參數(shù)組合。
8.如權(quán)利要求7所述的基于支持向量機(jī)回歸的城市燃?xì)夤艿佬孤┒ㄎ环椒?,其特征在于:在步驟4中,所述的構(gòu)建基于支持向量機(jī)回歸的城市燃?xì)夤艿佬孤┒ㄎ荒P偷木唧w原理是指基于改進(jìn)的網(wǎng)格搜索法的支持向量機(jī)回歸原理;所述支持向量機(jī)回歸采用的是ε-SVR對(duì)管道泄漏進(jìn)行訓(xùn)練和定位的基本思想,具體指在線性不可分的輸入變量情況下,首先選取合適的非線性映射Ф將其映射到一個(gè)高維特征空間,然后在這個(gè)高維特征空間當(dāng)中采用線性回歸函數(shù)來(lái)進(jìn)行評(píng)估,最后獲得在原空間的非線性回歸效果,假設(shè)xi∈Rd為管道泄漏時(shí)的檢測(cè)變量,yi為管道泄漏點(diǎn)的定位值,基于支持向量機(jī)回歸的泄漏定位模型即尋找xi,yi之間的關(guān)聯(lián):f:Rn→R,yi=f(xi)。