[發明專利]埋地管線沉降監測預警方法

在審

• 申請號: 201911337546.5
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110954059A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 郭慧杰;楊昆;王超楠;韓一梁;楊帆
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G06N3/08
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

本發明公開了一種埋地管線沉降監測預警方法，包括：建立埋地管線沉降監測網，采集沉降區域和埋地管線的數據，以構建沉降安全監測數據庫；對沉降安全監測數據庫中的N個觀測向量進行預處理，得到N個沉降安全監測特征向量，N個沉降安全監測特征向量構成沉降安全監測特征庫；利用沉降安全監測特征庫構建級聯深度徑向網絡，建立埋地管線沉降監測預警模型；根據埋地管線沉降監測預警模型對地面沉降引發的埋地管線危險狀態進行預警。相比于現有技術，本發明的技術方案通過埋地管線沉降安全監測網構建、數據采集、模型建立、訓練和監測應用的過程，實現了有效的埋地管線沉降監測預警。

技術領域

本發明涉及監測預警領域，特別是涉及一種埋地管線沉降監測預警方法。

背景技術

城市埋地管線是城市重要的基礎設施，是城市各功能區有機連接和運轉的生命線，一旦發生泄漏，將造成嚴重的經濟損失和安全隱患。在工程實踐中，地面沉降是引起埋地管線泄漏的重要因素之一，而隨著城市化進程的加速，地面沉降影響的區域越來越廣，沉降惡化速度也越來越快。地面沉降對埋地管線的影響日益嚴重，已成為埋地管線主要的失效誘因。當管線支撐隨著地面發生沉降時、管線應力發生變化，從而引起管線變形，進而引發管線開裂，甚至斷裂?，F有的沉降監測方法主要是對地面沉降進行監測，難以有效評估地面沉降對管線安全性的具體影響。因此現有技術對埋地管線的泄漏檢測具有滯后性，只有泄漏發生后才能觸發報警。

鑒于此，本發明的目的在于提供一種埋地管線沉降監測預警方法，實時監測分析地面沉降對埋地管線的影響，一旦監測到管線處于危險狀態即發出預警，通知專業人員進行維護和檢修，避免管線失效和安全事故的發生，從而有效保障埋地管線的安全運行。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種埋地管線沉降監測預警方法，以緩解現有技術存在的問題。

一種埋地管線沉降監測預警方法，包括：建立埋地管線沉降監測網，采集沉降區域和埋地管線的數據，以構建沉降安全監測數據庫；對沉降安全監測數據庫中的N個觀測向量進行預處理，得到N個沉降安全監測特征向量，N個沉降安全監測特征向量構成沉降安全監測特征庫；利用沉降安全監測特征庫構建級聯深度徑向網絡，建立埋地管線沉降監測預警模型；根據埋地管線沉降監測預警模型對地面沉降引發的埋地管線危險狀態進行預警。

進一步地，包括：沉降區域的數據包括土壤特性、地面沉降速率和累計沉降量；埋地管線數據包括材質、管徑、壁厚、長度、埋深、服役年限、管線內壓、外壓、內溫、外溫和管線應變量。

進一步地，對N個觀測向量進行預處理的方法，包括：對沉降安全監測數據庫中N個觀測向量進行聯合單位編碼處理后，形成矩陣M，對M的列向量進行去量綱化處理，及對M的行向量進行向中心化處理后形成沉降安全監測特征庫，沉降安全監測特征庫的N個行向量為沉降安全監測特征向量。

進一步地，建立埋地管線沉降監測預警模型的方法，包括：將N個沉降安全監測特征向量對應的管線應變量進行0-1標準化處理后，形成管線應變特征向量；將N個沉降安全監測特征向量、管線應變特征向量和網絡擬合誤差構建單層徑向神經網絡；將單層徑向神經網絡、深度訓練步長和誤差目標構建級聯深度徑向神經網絡；級聯深度徑向神經網絡訓練完成后，得到埋地管線沉降監測預警模型。

進一步地，根據埋地管線沉降監測預警模型對地面沉降引發的埋地管線危險狀態進行預警的方法，包括：根據埋地管線沉降監測預警模型和實際觀測得到的沉降安全監測特征向量，預測管線應變量屬于安全形變或危險形變，以預警埋地管線危險狀態。

本發明的有益效果如下：

本發明提供的技術方案可以包括以下有益效果：本發明提出的技術方案根據大數據分析和機器學習的方法，建立埋地管線沉降監測預警模型，實時監測分析地面沉降對管道安全性的影響，對危險狀態進行預警。通過埋地管線沉降安全監測網構建、數據采集、模型建立、訓練和監測應用的過程，實現了有效的埋地管線沉降監測預警。