基于EMD-HHT可定位长输天然气管道第三方破坏事件监测技术

为适应目前管道安全监测需要,满足对扰动信号分类监测的实际需求,提出1种基于希尔伯变换和经验模态分解(EMD-HHT)的信号特征提取技术,利用基于φ-OTDR分布式光纤传感系统采集振动信号,通过EMD+HHT区分算法对管道沿线振动事件进行分解并提取6个典型特征向量,各特征事件数据经过EMD后选取IMF3为最终提取特征向量的原始数据,BP神经元网络可有效识别机械破坏、敲击破坏、车辆经过、人工挖掘、动力干扰5种事件。研究结果表明：在长输管道信号识别中,BP神经网络对5类事件平均识别率高达98.6%,该技术分类识别5类事件扰动信号,能够达到较高准确性,并且误报率平均在1.3%,能较好满足现场安全实时监测需求。研究结果对长输油气管道附近第三方破坏扰动信号分类监测具有一定参考意义。     

基于光纤传感的长输管道破坏预警技术研究

针对油气管道第三方破坏的威胁,提出了一种基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤振动预警系统,分析了其用于油气管道安全预警的关键技术,并在某原油输送管道现场进行了测试应用。应用结果表明,系统可以准确监测管道附近的人为挖掘,通过多参量模式识别算法可使系统有效区分人为挖掘和干扰信号。     

分布式光纤测温系统在公路隧道火灾探测中 响应特性研究

随着交通运输的快速发展,公路隧道火灾监测与报警越来越重要。目前分布式光纤测温系统已被广泛应用到隧道火灾的监测中,外界风速和隧道断面对火灾监测有一定的影响。该文通过FDS数值模拟和全尺寸实验模拟不同高度的公路隧道发生火灾时,分布式光纤测温系统的报警响应情况。结果表明：在外界风力作用下,传感器的报警位置发生显著偏移;随着隧道高度的增加,分布式光纤感温火灾探测系统报警响应时间延长,可能会不报警。     

基于拉曼散射的分布式光纤定温与差温探测方法

基于拉曼散射的分布式光纤测温系统应用于火灾监测有独特的优势,弥补了传统感温探测器的不足。介绍了基于拉曼散射的测温原理及基于光时域的空间定位原理,并进行了火灾预警实验,实验结果表明当建筑物高度在一定范围内,基于拉曼散射的分布式光纤测温系统可以很好地实现火灾预警功能。     

光纤周界安防系统技术现状及市场前景分析

随着光纤传感技术的快速发展出现了以光纤作为传感单元的光纤周界安防系统,由于其具有长距离布防、抗电磁干扰、低功耗、高安全性等特性被广泛应用在周界防护和管道安全预警等领域。本文介绍了光纤周界安防系统的技术特点及市场应用情况,并对当前光纤周界安防市场的竞争格局及行业动态进行了总结。     

海底管道泄漏风险演化复杂网络分析北大核心CSCD

为了控制海底管道泄漏连锁风险,基于复杂网络,提出针对管道系统泄漏演化的半定量风险演化评价方法,将复杂的事故风险发展过程转化为简洁的网络分析计算。首先,构建包含30个风险节点与54条连接边的海底管道泄漏演化复杂网络模型;其次,采用无权有向网络中的节点出入度和聚类系数进行风险分析,确定影响管道泄漏的关键节点,提出断链控制方案;最后,将演化模型转化为带权的有向网络,采用Dijkstra算法计算各初始事件导致泄漏事故的最短路径。结果表明:海底管道系统泄漏网络的聚类系数为0.13,网络聚集程度偏低而演化性较强;各初始事件的最短路径均不超过10,表现出明显的小世界网络特征,初始事件的风险经少数几步传递即可导致泄漏事故的发生。海底管道泄漏风险演化规律的研究可为抑制初始事件、控制传递事件和减轻后果事件提供理论依据,对预防海底管道泄漏事故发生、保障管道持续安全运行具有现实意义。     

海底管道泄漏风险演化复杂网络分析

为了控制海底管道泄漏连锁风险,基于复杂网络,提出针对管道系统泄漏演化的半定量风险演化评价方法,将复杂的事故风险发展过程转化为简洁的网络分析计算。首先,构建包含30个风险节点与54条连接边的海底管道泄漏演化复杂网络模型;其次,采用无权有向网络中的节点出入度和聚类系数进行风险分析,确定影响管道泄漏的关键节点,提出断链控制方案;最后,将演化模型转化为带权的有向网络,采用Dijkstra算法计算各初始事件导致泄漏事故的最短路径。结果表明:海底管道系统泄漏网络的聚类系数为0.13,网络聚集程度偏低而演化性较强;各初始事件的最短路径均不超过10,表现出明显的小世界网络特征,初始事件的风险经少数几步传递即可导致泄漏事故的发生。海底管道泄漏风险演化规律的研究可为抑制初始事件、控制传递事件和减轻后果事件提供理论依据,对预防海底管道泄漏事故发生、保障管道持续安全运行具有现实意义。     

长输油气管道泄漏监测预警技术分析及展望

长输油气管道一旦发生泄漏,可能引起灾难性事故,必须进行有效的监测与防护。研究了管道泄漏监测技术的分类方法,结合美国相关标准与国内泄漏监测技术应用现状,提出了管道泄漏监测系统的评价指标。综合分析了应用和研究较为广泛的负压波法和次声波法管道泄漏监测技术及分布式光纤预警技术的各种性能。     

光纤周界安防系统技术现状及市场前景分析

随着光纤传感技术的快速发展出现了以光纤作为传感单元的光纤周界安防系统,由于其具有长足巨离布防、抗电磁干扰、低功耗、高安全性等特性被广泛应用在周界防护和管道安全预警等领域。本文介绍了光纤周界安防系统的技术特点及市场应用情况,并对当前光纤周界安防市场的竞争格局及行业动态进行了总结。     

基于GIS的天然气长输管道应急救援指挥辅助决策系统研发

针对天然气长输管道安全关键技术难题,开展管道偏移机理及安全评定、光纤预警系统及函箱检漏装置、管道泄漏扩散预测技术等方面的研究.基于地理信息系统(GIS)平台,集成上述研究成果和SCADA管道监控系统、抢修车辆GPS定位、IP电话、视频、区域广播、短信等通讯方式,最终形成基于GIS的天然气长输管道应急救援指挥辅助决策系统.     

油气管道伴行光缆失效统计及对策措施研究

油气管道伴行光缆在油气运输中起着十分重要的作用。由于外部环境的突发性、复杂性、不可控性,导致伴行光缆管理困难、混乱,断缆事件经常发生,给油气管道运输带来较大损失。本文以某公司为例,以2012~2018年光缆断裂事故数据为依托,运用鱼刺图方法梳理出光缆失效的4大原因类别,并应用故障树分析法对光缆失效进行分析,从最小割(径)集、结构重要度方面对光缆失效因素分析,并针对不同的危害因素提出合理的风险管控措施,构建光缆失效保护层,为今后油气管道伴行光缆风险管控提供指导。     

综合管廊内火灾自动报警探测器实验研究

为了能够有效提升综合管廊内火灾自动报警系统的准确性和可靠性,本文采用火灾实体试验的方法,通过对各类型火灾自动报警探测器响应时间的情况进行分析和比较,研究综合管廊电力舱内常用探测器的性能。研究结果表明:接触式缆式线型感温火灾探测器可以较早的探测到电缆温度异常变化的现象,可用于早期预警。点型感烟探测器对烟粒子浓度较为敏感,可用于综合管廊电力舱室的空间探测。分布式光纤型感温火灾探测器对明火温度的变化较为敏感,作为空间型的火灾探测器比较可靠。     

光纤Bragg光栅传感器实现斜拉桥索力实时监测的研究

民用工程结构的健康监测 ,日益引起人们的重视 ,光纤传感技术 ,尤其是光纤光栅传感技术 ,因其易构成高性能、低成本的传感器阵列 ,并在结构监测应用工程中 ,具有巨大的潜力。笔者介绍一种斜拉桥索力实时监测的新方法即光纤光栅法。将光纤光栅刚性粘贴于传感头外表面上 ,使传感头承受拉索的索力 ,通过对光纤光栅波长移动量 (Δλb)的解调 ,以测出索力的大小。通过实验结果与理论分析证明 ,该测试系统具有结构简单、测量范围大、稳定性和线性度好等特点 ,该监测系统既可用于斜拉桥施工阶段的索力测定 ,也可以用于在役斜拉桥结构的长期安全监测。     

城市天然气管网预警系统的研究与实现

随着城市天然气管网密度加大,由于天然气管理手段滞后导致的天然气泄漏事故急剧增加。基于GIS技术并结合燃气管网定量风险分析(QRA)模型,提出利用定量风险分析模型实现管网风险预警的方法。结合C#+ArcEngine编程技术,开发城市天然气管网预警系统,实现管网失效率分析、燃气事故扩散模拟、火灾及爆炸模拟、个人风险等值线绘制、社会风险分析等功能,能够进行区域性事故后果预测、个人风险和社会风险计算、安全性评价及应急预案编制等项工作。     

重大危险源事故风险预警技术研究

重大危险源事故风险预警技术是事故控制技术中的一大研究重点。本文通过对比分析安全生产领域常用事故预警模型的优缺点,总结了事故预警模型的发展趋势,提出了基于模糊综合评判技术和动态模糊神经网络技术的重大危险源事故风险预警模型,详细陈述其构建过程,最后对液化石油气蒸气云爆炸事故应用该模型,得到了较好的预测效果,实现了风险程度的定量化预警。该预警模型具有快速的自学习能力和容错能力,能够同时处理多种风险因素、自动生成模糊规则并满足预警系统的实时性要求,可应用于重大危险源在线监控预警系统,为企业端和政府端监管者提供有效的重大危险源事故风险定量化预警信息,为遏制重大灾难事故的发生、减少死亡人、数受伤人数和直接经济损失提供先进的理论和技术支撑。     

A dual-sensor-based method to recognize pipeline leakage and interference signals

During the detection of pipeline leakages, false alarms of leak detection could be markedly reduced if the interference signals resulting from pressure regulating, pump regulating or valve movements could be accurately distinguished. A digital recognition method for interference signals and leakage signals based on a dual-sensor system is proposed in this paper. It is demonstrated that the direction of the signal can be recognized by a cross-correlation calculation between two signals from the dual-sensor, one of which undergoes forward linear interpolation and backward linear interpolation. Based on this theory, the interference signal and the leak signal can be discriminated exactly, and the distance between the two sensors in the dual-sensor system can be considerably reduced without needing to increase the sampling frequency. The monotonicity of the cross-correlation function is demonstrated, and a fast discrimination algorithm based on a binary extreme search method, which decreases the computational load and maintains global optimization, is also proposed. A pre-processing method of the actual signal is proposed to decrease the identity requirement for the two sensors in a dual-sensor system. In the experiment based on artificial signals, the proposed discrimination algorithm could achieve accurate recognition of the abnormal signal, and as such, the theory and application of pipeline leak detection based on dual-sensor systems are extended.     

埋地弯管不同位置泄漏的三维数值模拟

采用有限容积法,建立了埋地管道周围土壤多孔介质三维流固耦合数学模型。借助CFD软件,分别模拟了埋地弯管不同位置泄漏前后大地温度场的变化情况及泄漏油品在土壤中的运移分布规律。模拟计算结果得出:泄漏前,各种情况下大地的温度场基本相同;泄漏后,大地温度场变化明显不同,油品在土壤中的扩散分布迥异。建议采用分布式光纤温度传感技术对管道泄漏进行检测。     

Fault diagnosis of pipeline and pump unit systems using status coupling analysis

Earlier studies on fault diagnosis of the pipeline and pump unit systems (PPU) relied mainly on independent equipment analyses, which usually lead to false alarms because of the loss of information fusion. The aim of this study is to utilize the status coupling relationship to improve fault detection sensitivity and reduce false alarm rate. A real-time status identification of related equipment step is added between capturing abnormal signals and listing out diagnosis results. For example, when the pipeline pressure fluctuation is found abnormal, a status analysis of pump units is performed immediately, if the pump units are proven to be operational normally, then the pipeline leak alarm is acknowledged valid. The logical reasoning algorithm is used to capture abnormal conditions of pipeline pressures. The pump unit faults are captured by combining information from multiple sources. Field applications show that the proposed method significantly improves the PPU fault detection capability on fault detection sensitive and accuracy.