项目名称: 供水管网泄漏检测定位中的信息分析及处理研究

项目编号: No.60804061

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2009

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 杨进

作者单位: 重庆大学

项目金额: 21万元

中文摘要: 采用泄漏声信号处理的方法,对各种干扰条件下的泄漏声信号特征提取及辨识,以及我国实际供水管道情况下的泄漏定位问题进行研究,开发了相应的泄漏检测定位仪器。具体内容包括:1) 提出同时采用相关分析和近似熵理论提取泄漏声信号特征的方法,在管内管外噪声干扰下自动辨识泄漏发生,准确率分别达到82.5%和92.5%。2)提出基于白化准则和线性预测的自适应供水管道泄漏检测噪声抵消方法,使最大检测距离从300m增加到350m左右。3)提出对称双递推滤波器(SDF)自适应时延估计方法,使系统最小能检测到的泄漏量减小到0.02m3/hr.左右。4)根据自适应滤波器误差与输出信号满足正交的原理,提出一种动态判断LMS算法何时收敛的方法,适用于平稳与非平稳环境中的自适应收敛判断。5)提出以两传感观测信号的自相关函数构建非泄漏和泄漏信号特征提取函数的管外非泄漏声源干扰下的定位方法,漏点定位误差在1米以内,突破了传统泄漏定位技术及仪器需要在夜间、或人为关闭某些管道阀门、支路等安静环境下,通过回避干扰噪声才能进行定位的限制。6)分别构建了便携式供水管道泄漏检测定位仪和区域管网泄漏监测系统2套仪器。

中文关键词: 供水管网;泄漏监测;泄漏定位;泄漏声辨识

英文摘要: The current studies mainly focus on the leak acoustic signal propagation characteristics and the optimization of leak location methods based on time delay estimation. In this project, the feature extraction and identification and a new leak location method are investigated. 1) The variability degree of the leak signal and the autocorrelation function are applied discriminate the leak signals from the non-leak signals inside and outside pipelines. The proposed method has achieved a 82.5% and 82.5% correct monitoring rate, respectively. 2) Adaptive noise cancellation method based on error whitening criterion is proposed to improve the performance of leak detection and location. The maxim leak detection distance has been increased from 300m to 350m. 3) The SDF adaptive filter has been proposed. And the minim leak detection volume is about 0.02m3/hr. 4) Two information processing schemes: bias-free LMS time delay estimation (LMSTDE) and dynamic adaptation convergence discrimination have been investigated to achieve the better performance in lower SNR and non-stationary environments. 5) The power attenuation factors of the leak and non-leak signals are extracted f by correlation analysis and by the approximate entropy. Thus the peak in the cross-correlation function of two acquired signals, which is related to the leak signal or the non-leak signal, can be identified respectively. The proposed method has been employed to locate leak in the presence of the non-leak noises inside and outside pipes, and the leak location errors are below 1 m. 6) The intelligent leak detection and location instrument systems have been constructed.

英文关键词: water distribution network;leak monitoring;leak location;leak identification

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