[發(fā)明專利]基于多智能體的輸油管道分布式協(xié)同泄漏檢測系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106899664B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 張化光;馬大中;馮健;張晨光;汪剛;劉金海;翟小軍;于得勇
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G08B25/08;G08B25/10;F17D5/02;F17D5/06
• 代理公司: 21109 沈陽東大知識產權代理有限公司
• 代理人: 梁焱

本發(fā)明提出基于多智能體的輸油管道分布式協(xié)同泄漏檢測系統(tǒng)及方法，包括N個智能體、N個太陽能光伏電源模塊和遠程上位機；太陽能光伏電源模塊為各智能體提供直流24V電源；各智能體，用于實時采集其安裝位置的輸油管道的狀態(tài)數(shù)據信號，將采集的狀態(tài)數(shù)據信號進行均值濾波和信號放大，將其傳輸至遠程上位機以及其他接入網絡的智能體；判斷其實時傳輸?shù)臓顟B(tài)數(shù)據信號是否出現(xiàn)異常，當其狀態(tài)數(shù)據信號出現(xiàn)異常時根據深度優(yōu)先搜索來檢查輸油管道上所有監(jiān)控站節(jié)點的輸油工況調整情況，判斷異常現(xiàn)象是否為泄漏事故。本發(fā)明為分布式數(shù)據采集，可以實現(xiàn)多點、多信號實時高速采集，利用多智能體建立多個分系統(tǒng)協(xié)同故障診斷方法，提高了診斷的速度和準確性。

技術領域

本發(fā)明屬于故障診斷技術領域，具體涉及一種基于多智能體的輸油管道分布式協(xié)同泄漏檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術

管道石油輸送關系著國家的命脈，一旦發(fā)生泄漏不能及時處理不僅會造成經濟損失，還會對環(huán)境造成嚴重的污染。因此，利用工業(yè)現(xiàn)場的各種信號對管道進行實時的泄漏檢測是各大用油國家和公司競相研究的技術。由于工業(yè)現(xiàn)場存在多種多樣的信號，因此對數(shù)據采集裝置的要求也各不相同，實現(xiàn)單一的采集某種信號的數(shù)據采集裝置無法滿足工業(yè)現(xiàn)場多樣化信號的要求，目前應用于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據采集裝置在采樣精度、信號處理速度、遠程數(shù)據傳輸、數(shù)據存儲、體積等方面不能很好的滿足工業(yè)現(xiàn)場的需求。

在現(xiàn)行的管道泄漏檢測技術中，在針對單一管道上的泄漏檢測上，已經具有了較高的靈敏度和準確度，但在現(xiàn)今復雜的輸油管道結構下，繁瑣的工況調整，以及壓力波在管網傳播的過程中不同程度的衰減，都使得泄漏檢測的誤報率逐漸增加，甚至會出現(xiàn)一天之中就有多達十余次誤報警的情況。因此亟需追求一種高效、健壯、安全、實時性好的數(shù)據驅動的管道監(jiān)控泄漏及檢測定位方法，由于我國西北輸油管道一般為300公里以上的長管道，在管道之間位置的狀態(tài)信息對判斷管道整體的運行情況至關重要，因此，需要在野外管道放置一定量的設備來實現(xiàn)分布式數(shù)據采集和分析，在現(xiàn)有的技術中缺少基于分布式采集的協(xié)同檢測方法來屏蔽誤報警，因而設計出一種適應戶外惡劣環(huán)境的分布式檢測裝置以及協(xié)同檢測方法尤為關鍵，此技術能夠有效地降低泄漏檢測的誤報率，并增加泄漏檢測系統(tǒng)的魯棒性。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出一種基于多智能體的輸油管道分布式協(xié)同泄漏檢測系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明技術方案如下：

一種基于多智能體的輸油管道分布式協(xié)同泄漏檢測系統(tǒng)，包括N個智能體、N個太陽能光伏電源模塊和遠程上位機；

所述各智能體設置于各監(jiān)控站的輸油管道中，以及兩個監(jiān)控站在之間每間隔m公里處的輸油管道中，所述兩個監(jiān)控站之間共有N個智能體，所述太陽能光伏電源模塊的輸出端連接對應智能體的電源輸入端，所述各智能體的信號輸入端連接輸油管道的多路連續(xù)信號輸入接口和多路數(shù)字信號輸入接口，所述各智能體的輸出端連接遠程上位機；

所述太陽能光伏電源模塊，用于為各智能體提供直流24V電源；

所述各智能體，用于實時采集其安裝位置的輸油管道的狀態(tài)數(shù)據信號，包括壓力、流量和密度，將采集的狀態(tài)數(shù)據信號進行均值濾波和信號放大，設定觸發(fā)時間若第時刻采集的狀態(tài)數(shù)據信號滿足更新條件，則更新第時刻采集的狀態(tài)數(shù)據信號作為傳輸?shù)臓顟B(tài)數(shù)據信號，否則，將繼續(xù)將上一時刻更新的狀態(tài)數(shù)據信號作為傳輸?shù)臓顟B(tài)數(shù)據信號，將其傳輸至遠程上位機以及其他接入網絡的智能體；判斷其實時傳輸?shù)臓顟B(tài)數(shù)據信號在時間內是否出現(xiàn)異常，即傳輸?shù)膲毫土髁康淖兓翟跁r間內是否均超出其設定閾值，當其狀態(tài)數(shù)據信號出現(xiàn)異常時根據深度優(yōu)先搜索來檢查輸油管道上所有監(jiān)控站節(jié)點的輸油工況調整情況，判斷異常現(xiàn)象是否為泄漏事故，記錄狀態(tài)數(shù)據信息，并傳輸至遠程上位機；

所述遠程上位機，用于獲取當前接入網絡中的智能體的位置關系，得到當前整條輸油管道接入網絡的多智能體位置關系拓撲圖G＝(V，E，A)，并將多智能體位置關系拓撲圖G＝(V，E，A)分別傳送至各接入網絡的智能體，并接收出現(xiàn)泄漏的智能體在泄漏時刻的狀態(tài)數(shù)據信息，并顯示；