[發(fā)明專利]基于最小二乘支持向量機(jī)信息融合的管道泄漏檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810651738.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108870090B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李琦;張洪略;杜曉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F17D5/02
• 分類號(hào): F17D5/02;G06K9/62
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李馨

1.基于最小二乘支持向量機(jī)信息融合的管道泄漏檢測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：采集管道泄漏實(shí)驗(yàn)的歷史數(shù)據(jù)作為初始訓(xùn)練樣本，歷史數(shù)據(jù)為正常狀態(tài)和泄漏狀態(tài)下輸油管道的流量信息和壓力信息；

S2：定義樣本采集時(shí)間窗長(zhǎng)度，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行特征信號(hào)提取計(jì)算得到信息融合特征數(shù)據(jù)，標(biāo)記信息融合特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的管道正常狀態(tài)或泄漏狀態(tài)；

S3：將步驟S2得到的信息融合特征數(shù)據(jù)作為檢測(cè)模型的訓(xùn)練樣本，利用最小二乘支持向量機(jī)方法訓(xùn)練管道泄漏的檢測(cè)模型；

S4：選擇徑向基核函數(shù)作為檢測(cè)模型的核函數(shù)，采用K折交叉驗(yàn)證對(duì)徑向基核函數(shù)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，每次訓(xùn)練都隨機(jī)保留1/K個(gè)子樣本作為用于驗(yàn)證模型的樣本，進(jìn)行K次訓(xùn)練重復(fù)驗(yàn)證，計(jì)算K次結(jié)果的平均值作為優(yōu)化后的參數(shù)；利用優(yōu)化后的參數(shù)作為徑向基核函數(shù)的基本參數(shù)，并利用優(yōu)化后的參數(shù)訓(xùn)練優(yōu)化檢測(cè)模型；

S5：驗(yàn)證檢測(cè)模型的準(zhǔn)確性：獲取新數(shù)據(jù)信息，新數(shù)據(jù)信息為訓(xùn)練好檢測(cè)模型后獲取的正常狀態(tài)和泄漏狀態(tài)下輸油管道的流量信息和壓力信息；

對(duì)新數(shù)據(jù)信息進(jìn)行特征信號(hào)提取計(jì)算，得到相應(yīng)的信息融合特征數(shù)據(jù)后輸入檢測(cè)模型，輸出管道狀態(tài)分類結(jié)果，管道狀態(tài)分類結(jié)果包括正常狀態(tài)和泄漏狀態(tài)；

將管道狀態(tài)分類結(jié)果與新數(shù)據(jù)信息對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)管道真實(shí)狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，若管道狀態(tài)不一致，則將新數(shù)據(jù)信息加入歷史數(shù)據(jù)，重復(fù)步驟S1至步驟S4更新檢測(cè)模型；若管道狀態(tài)一致，則驗(yàn)證結(jié)束，輸出最終檢測(cè)模型；

S6：將待檢測(cè)管道的流量信息和壓力信息進(jìn)行特征信號(hào)提取計(jì)算后得到的信息融合特征數(shù)據(jù)輸入最終檢測(cè)模型，輸出待檢測(cè)管道狀態(tài)分類結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于最小二乘支持向量機(jī)信息融合的管道泄漏檢測(cè)方法，其特征還在于：

特征信號(hào)提取計(jì)算得到的信息融合特征數(shù)據(jù)包括平均幅值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、均方根值、峰值、方根幅值、裕度因子和峭度因子，具體計(jì)算公式如下：

(1)平均幅值：

其中X_am為平均幅值，N為樣本數(shù)，X_i為流量信息或壓力信息；

(2)方差：

其中X_avr為方差，即平均值；

(3)標(biāo)準(zhǔn)差：

其中X_st為標(biāo)準(zhǔn)差，X_avr為方差；

(4)均方根值：

其中X_ms為均方根值；

(5)峰值：

X_amax＝max{|x_i|} (5)

其中X_amax為峰值；

(6)方根幅值：

其中X_r為方根幅值；

(7)裕度因子：

L＝X_amax/Xr (7)

其中X_amax為峰值，Xr為方根幅值；

(8)峭度因子：

X_kf＝X_k/X_ms (9)

其中X_k為峭度，X_kf為峭度因子，X_ms為均方根值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于最小二乘支持向量機(jī)信息融合的管道泄漏檢測(cè)方法，其特征還在于：

所述徑向基核函數(shù)為：

其中，p是徑向基核函數(shù)的寬度參數(shù)，x、x_i表示具體樣本。