[發明專利]一種基于貝葉斯框架確定管道泄漏數量與位置的方法

有效

• 申請號: 202110795907.1
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113551158B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 李娟;吳瑩;鄭文君;程禹;杜海龍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 劉小嬌

1.一種基于貝葉斯框架確定管道泄漏數量與位置的方法，其特征在于，包括：

在多個振動頻率下，通過壓力傳感器采集管道多個位置的壓力，得到壓力矢量差數據集Δh；

Δh＝(Δh₁₁,...,Δh_J1,...,Δh_1M,...,Δh_JM)^T；

式中，Δh_jm＝h(ω_j,x_m)-h^NL(ω_j,x_m)，j＝1,2……J，m＝1,2……M；Δh_jm表示在第j個振動頻率ω_j下第m個傳感器x_m處測量的管道泄漏前后的壓頭差，上角標NL表示沒有泄漏；J為設置的用于檢測管道泄漏位置的振動頻率的數量；M為壓力傳感器的數量；

基于管道瞬態水力模型，確定不同泄漏數量對應的管道泄漏模型H；對于每個所述管道泄漏模型H假設出多個泄漏點位置，每個所述泄漏點位置對應一個管道泄漏模型H的樣本；

基于貝葉斯定理，根據管道泄漏模型H的邊緣似然值P(D|H)確定偏好泄漏模型，得到管道泄漏數量；以及根據所述樣本的似然值確定管道泄漏位置；

其中，D＝Δh。

2.根據權利要求1所述的基于貝葉斯框架確定管道泄漏數量與位置的方法，其特征在于，所述管道泄漏模型H為：

H＝G(x_L)s_L；

其中，當管道泄漏數量為n時，G(x_L)＝[G(x_L1),G(x_L2)，……，G(x_Ln)]，s_L＝[s_L1,s_L2，……，s_Ln]；G(x_Ln)＝(G(ω₁,x_Ln,x₁),...,G(ω_J,x_Ln,x₁),...,G(ω₁,x_Ln,x_M),...,G(ω_J,x_Ln,x_M))^T；

式中，G(x_L)表示估計管道實際泄漏位置的矩陣，x_L1,…,x_Ln表示泄漏位置；G(ω_j,x_Ln,x_m)表示泄漏位置的函數，j＝1,2，……J，m＝1,2，……M，s_L表示集總泄漏參數。

3.根據權利要求2所述的基于貝葉斯框架確定管道泄漏數量與位置的方法，其特征在于，所述泄漏位置的函數為：

式中，a表示波速，ω表示管道振動頻率，i表示虛數單位；g表示重力加速度，A表示管道橫截面積，R表示摩擦阻力，z_Ln表示第n個泄漏點的管道高度，Z表示特性阻抗，h(x_U)表示管道的上游端由于流通設置快速變化引起的壓頭變化，表示第n個泄漏點的穩態壓頭，q(x^U)表示管道的上游端流量。

4.根據權利要求3所述的基于貝葉斯框架確定管道泄漏數量與位置的方法，其特征在于，所述管道的上游端流量為：

式中，表示安裝在上游端的壓力傳感器處的壓頭，表示安裝在上游端的壓力傳感器的位置坐標，x_U表示管道上游端的位置坐標。

5.根據權利要求3或4所述的基于貝葉斯框架確定管道泄漏數量與位置的方法，其特征在于，所述集總泄漏參數為：

s_L＝C_dA_L；

其中，C_d是泄漏的流量系數，A_L代表泄漏點的流通面積。