[發明專利]一種基于模糊推理的管道泄漏定位方法

在審

• 申請號: 201410334406.3
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104197203A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 張化光;吳振寧;汪剛;劉金海;馮健;馬大中;王一;寧迪;李芳明;盧森驤
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 朱光林

1.一種基于模糊推理的管道泄漏定位方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：實時采集管道首末兩端的壓力信號和溫度信號；

步驟2：判斷實時采集的管道兩端的壓力信號中是否存在壓力突變信號，是，則執行步驟3，否則返回步驟1；

步驟3：判斷當前管道是否存在工況調整，是，則返回步驟1，否則，當前管道存在泄漏點，計算壓力突變信號到達管道首末兩端的時間差；

步驟4：利用負壓波法，根據壓力突變信號到達管道首末兩端的時間差，定位管道泄漏點到管道首端的距離；

步驟5：利用廣義遞歸神經網絡定位方法，根據壓力突變信號到達管道首末兩端的時間差，定位管道泄漏點到管道首端的距離；

步驟6：利用溫度梯度法，根據采集到的管道首末兩端的溫度信號，定位管道泄漏點到管道首端的距離；

步驟7：根據利用負壓波法、廣義遞歸神經網絡定位方法、溫度梯度法定位得到的管道泄漏點到管道首端的距離，利用模糊推理算法對泄漏點進行定位；

步驟7.1：根據歷史數據建立模糊推理規則，用來描述管道的決策條件空間與其對應的決策結果空間的關系；

所述管道的決策條件空間包括管道首末兩端的溫度差和管道首末兩端壓力差；

所述決策結果空間包括管道運行正常、管道發生泄漏和管道工況調整，其中，管道發生泄漏決策結果的三個程度模糊子集分別為嚴重泄漏、較大泄漏和小泄漏；

步驟7.2：對各管道的決策條件空間和各決策結果分別建立模糊隸屬度函數；

步驟7.3：利用魚群算法優化各模糊隸屬度函數的頂點位置和模糊隸屬度函數寬度；

步驟7.3.1：將各決策條件的模糊隸屬度函數的頂點位置和模糊隸屬度函數寬度、決策結果的模糊隸屬度函數的頂點位置和模糊隸屬度函數寬度作為基因，并將各基因任意排列構成人工魚個體形式；

步驟7.3.2：按照構成的人工魚個體形式隨機產生N組數據，即N個人工魚個體；

步驟7.3.3：分別計算N個人工魚個體的食物濃度，記錄食物濃度最大值及其對應的人工魚個體；

步驟7.3.4：設定人工魚個體的感知距離、人工魚個體移動的最大步長、擁擠度因子、尋優最大次數、食物濃度閾值；

步驟7.3.5：對人工魚個體進行尋優；

步驟7.3.5.1：確定與當前人工魚個體間距離小于感知距離的所有人工魚個體，并確定這些人工魚個體對應的模糊隸屬度函數的頂點位置的平均值及模糊隸屬度函數寬度的平均值，同時確定這些人工魚個體中食物濃度最大的人工魚個體及其食物濃度；

步驟7.3.5.2：根據聚群、追尾和覓食確定新的人工魚個體；

步驟7.3.5.3：計算新的人工魚個體的食物濃度，判斷該新的人工魚個體的食物濃度是否大于記錄的食物濃度最大值，是，則記錄該新的人工魚個體的食物濃度及其對應的人工魚個體；否則，維持記錄的食物濃度最大值；

步驟7.3.5.4：判斷是否所有人工魚個體均完成步驟7.3.5.1～步驟7.3.5.3：是，則執行步驟7.3.5.5，否則對下一條人工魚個體執行步驟7.3.5.1～步驟7.3.5.3；

步驟7.3.5.5：判斷是否達到尋優最大次數或者當前記錄的食物濃度最大值大于食物濃度閾值，則當前記錄的食物濃度最大值對應的人工魚個體為最優人工魚個體，進而確定優化的各模糊隸屬度函數的頂點位置和模糊隸屬度函數寬度，否則，返回步驟7.3.5.1；

步驟7.4：根據確定的優化的各模糊隸屬度函數的頂點位置和模糊隸屬度函數寬度，得到管道發生泄漏決策結果對應的模糊隸屬度函數，進而得到嚴重泄漏的置信度、較大泄漏的置信度和小泄漏的置信度；

步驟7.5：將嚴重泄漏的置信度、較大泄漏的置信度和小泄漏的置信度分別作為利用負壓波法、溫度梯度法、廣義遞歸神經網絡定位方法定位得到的管道泄漏點到管道首端的距離的置信度，計算管道泄漏點到管道首端的距離x_L：

xL=cof0x1+cof2x3+cof1x2cof0+cof1+cof2]]>

其中，cof₀、cof₁和cof₂分別為利用負壓波法、廣義遞歸神經網絡定位方法、溫度梯度法定位得到的管道泄漏點到管道首端的距離的置信度，x₁、x₂和x₃分別為利用負壓波法、廣義遞歸神經網絡定位方法、溫度梯度法定位得到的管道泄漏點到管道首端的距離。