基于压力波模式识别的管网故障诊断与定位方法及系统技术方案

本发明专利技术属于工业互联网的故障监测、诊断及定位技术领域，具体涉及一种基于压力波模式识别的管网故障诊断与定位方法及系统，其中基于压力波模式识别的管网故障诊断与定位方法包括：信息采集；信息预处理；根据预处理的信息进行故障特征参数提取；根据故障特征参数进行故障诊断；对故障进行定位；以及根据故障诊断和定位发送故障信息，为实现供热系统的智能化、智慧化，以及安全化运行提供了更加真实的评估以及实践的可行性，此外也给管网运行人员提供了更精确的故障类型及相应的修复建议，并提供了一套完整的供热管网智能故障诊断与定位方法及系统。

【技术实现步骤摘要】
基于压力波模式识别的管网故障诊断与定位方法及系统
本专利技术属于工业互联网的故障监测、诊断及定位
，具体涉及一种基于压力波模式识别的管网故障诊断与定位方法及系统。
技术介绍
区域集中供热系统由热源、热网和热用户三部分组成。其中热网作为供热系统的一个重要组成部分，承担着将热源的热量及时地输送、分配给各个热用户的任务，起到连接二者的桥梁作用。管网的老化、锈蚀、突发性自然灾害及人为破坏等，都会造成管网破裂乃至泄漏，如不及时发现并加以补救，不仅造成经济损失，污染环境，而且会危及人身安全，甚至造成灾难事故。因此，对管网故障监测与诊断技术的研究是有实际意义的。目前国内通常采用的是人工巡检的办法，发现故障后进行应急处理，但这种方法不仅给供热管网的运行和维护带来不便，还花费了大量不必要的人力物力和造成许多不必要的损失，已经不能适应当今供热管网发展的需要。因此，急切需要一种管网瞬态压力事件智能诊断系统来保证热网经济、安全运行和提高热网自控、管理水平，本专利技术提出一种基于压力波模式识别的管网故障诊断与定位方法及系统。当管网发生瞬态压力事故时，在事故本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压力波模式识别的管网故障诊断与定位方法，其特征在于，包括：/n信息采集；/n信息预处理；/n根据预处理的信息进行故障特征参数提取；/n根据故障特征参数进行故障诊断；/n对故障进行定位；以及/n根据故障诊断和定位发送故障信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于压力波模式识别的管网故障诊断与定位方法，其特征在于，包括：
信息采集；
信息预处理；
根据预处理的信息进行故障特征参数提取；
根据故障特征参数进行故障诊断；
对故障进行定位；以及
根据故障诊断和定位发送故障信息。


2.如权利要求1所述的管网故障诊断与定位方法，其特征在于，
所述信息采集的方法包括：
通过设置在被诊断管网系统管网上的压力波采集器采集管内的瞬态压力波信号。


3.如权利要求2所述的管网故障诊断与定位方法，其特征在于，
所述信息预处理的方法包括：
将采集的瞬态压力波信号进行信号消噪处理、信号滤波处理、时间序列对齐，并且将采集的瞬态压力波信号进行存储，以形成历史数据库加实时数据的全局数据库。


4.如权利要求3所述的管网故障诊断与定位方法，其特征在于，
所述根据预处理的信息进行故障特征参数提取的方法包括：
通过小波变换，对瞬态压力波变化信号进行多层小波分解，采用启发式的小波阈值法剔除信号中的干扰噪声，从降噪信号中提取时频域内对泄漏敏感的故障特征参数，即
将小波母函数ψ(t)进行伸缩和平移，得到函数ψa,τ(t)：



式中，a为伸缩因子；τ为平移因子；ψa,τ(t)为依赖于参数a和τ的小波基函数；
函数f(t)连续小波变换CWT，其表达式为：



将含噪信号进行离散二进制小波变换，在n层尺度上分别采用不同阈值方法去噪，并重构出波形，则信号的重构方法为：



其中，l，k＝1,2,…N，l、k为时间序列号，N为最大时间序列号；j表示层数；
h，g分别为小波低通滤波器和带通滤波器系数；

为在对应尺度内的低频部分的小波系数；
通过统计指标适于反映管网泄漏特征，则各故障特征参数的计算方法包括：
峰值：Xamax＝max{|xi|}；
平均幅值：
方差：
方根幅值：
峭度：
能量比：
其中，xi(i＝1,2,...,N)表示重构信号各离散点的值。


5.如权利要求4所述的管网故障诊断与定位方法，其特征在于，
所述根据故障特征参数进行故障诊断的方法包括：
根据启发式寻优算法和BP神经网络，构建管网故障特征参数的寻优与神经网络融合结构，完成传感器节点对故障的初始识别，即
构建故障的波形特征与故障类型之间的对应关系，即诊断矩阵；通过权重矩阵表格描述每种特征对构成相应故障类型的影响因子；采用机器学...

【专利技术属性】
技术研发人员：林小杰，时伟，孙鑫楠，赵琼，
申请(专利权)人：杭州英集动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33