即使使用同樣的材料，由于采用的技術(shù)不同，就會生產(chǎn)出性能迥異的產(chǎn)品；
   即使同樣監(jiān)測的是流量、壓力、溫度等常規(guī)信號，由于采用的算法不同，做出的管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)也會有質(zhì)的不同；
絕大多數(shù)管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的差別不在于信號，而在于算法，由此便有了國外占主流地位的統(tǒng)計(jì)法和國內(nèi)占主流地位的負(fù)壓力波法；
   擁有*發(fā)明的北京昊科航公司，推出了一種嶄新的算法—基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法，從而使管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)有了如下業(yè)內(nèi)的綜合性能：
1、無須設(shè)定任何參數(shù)，無須人工定位，真正的無人管理系統(tǒng)；
2、無論是否有流量計(jì)，都能既無漏報(bào)又無誤報(bào)；
3、發(fā)生瞬時(shí)量的0.5%泄漏量時(shí)也能在0～3分鐘內(nèi)報(bào)警，大泄漏幾米到幾十米、小泄漏500米以內(nèi)的定位誤差；
4、消除了各種儀表誤差的影響，對現(xiàn)場信號要求不苛刻；
5、自動識別各種生產(chǎn)工藝操作，消除了人工操作引起的誤報(bào)警；
6、多種可選擇的冗余通信技術(shù)，保證了系統(tǒng)的全天候工作；
7、凡是流體輸送管道，無論是單段還是管網(wǎng)、無論是海底、陸地還是地下、無論是雙層管還是單層管、無論是多品種順序輸送的成品油還是原油，只要是流體輸送管道都能監(jiān)測；
8、完整的運(yùn)行日志記錄了各種操作和故障自檢記錄；
9、*的泄漏記錄和歷史曲線、智能報(bào)表；
10、帶有電子地圖上的報(bào)警位置可同時(shí)顯示里程和大地坐標(biāo)。
目 錄
一、系統(tǒng)簡介
1. HKH系列管道泄漏監(jiān)測軟件系統(tǒng)應(yīng)用原理
2. 系統(tǒng)工作原理
3. 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)和特點(diǎn)
4. 系統(tǒng)應(yīng)用
二、應(yīng)用案例解析
1. 長距離多泵站串聯(lián)密閉輸送成品油輸送管網(wǎng)的泄漏監(jiān)測報(bào)警定位技術(shù)
2. 油田集輸管網(wǎng)的管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位技術(shù)。
3. 撫順—營口成品油輸送管線監(jiān)測報(bào)警定位技術(shù)。
4. 管線微泄漏的監(jiān)測報(bào)警定位技術(shù)。
5. 中間有加熱站的管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位技術(shù)
6. 高含水高凝油管線的監(jiān)測報(bào)警定位技術(shù)。
7. 長期穩(wěn)定運(yùn)行、既無誤報(bào)又無漏報(bào)的技術(shù)
四、用戶意見
1. 商曲線測試報(bào)告
2. 濟(jì)北公司用戶意見
3. 撫營線測試報(bào)告
4. 撫順石化用戶意見
5. 采油九廠用戶意見
五、公司證件
1. 證書
2. *企業(yè)證書
一、系統(tǒng)簡介
1. HKH系列管道泄漏監(jiān)測軟件系統(tǒng)應(yīng)用原理
1.1. 概述
管道泄漏報(bào)警從宏觀角度看并不困難。很早以前，人們已經(jīng)用電接點(diǎn)壓力表、壓力開關(guān)、記錄儀等工具，有效的發(fā)現(xiàn)了管道的泄漏，但是這種辦法zui大的不足是不能定位，而且對于小規(guī)模泄漏這樣報(bào)警也是不合理的。這是因?yàn)楣艿肋\(yùn)行中由于各種原因會產(chǎn)生大量的噪聲（壓力、流量波動），不同的管道輸送環(huán)境中，這些噪聲幅值也不同，一般從0.01Mpa到0.2Mpa不等，而且它在時(shí)域分布上沒有準(zhǔn)確的規(guī)律。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度看，在一定時(shí)間內(nèi)每條管線的這種分布還是有一定的規(guī)律，人們還是能夠認(rèn)識、區(qū)分這種變化規(guī)律的，把這種認(rèn)識運(yùn)用到管道泄漏監(jiān)測技術(shù)中，就使該項(xiàng)技術(shù)不斷進(jìn)步，實(shí)用價(jià)值越來越大。
目前國內(nèi)外應(yīng)用的管道泄漏監(jiān)測方法有許多種，但是國內(nèi)占主導(dǎo)地位的還是負(fù)壓力波法，國外占主導(dǎo)地位的是統(tǒng)計(jì)法。從國內(nèi)具體管道上的使用效果來看，由于這些方法各有它的適用范圍，都不能夠*適應(yīng)中國油氣管道泄漏持續(xù)時(shí)間短、突發(fā)性強(qiáng)、泄漏情況復(fù)雜的特點(diǎn)。針對這一情況，我公司在*管道泄漏監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)上研制開發(fā)了適合我國管道實(shí)際狀況的《HKH系列管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)》這一智能型監(jiān)測裝置，它是在總結(jié)了國內(nèi)外各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)后而重新提出來的、基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能型管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。該技術(shù)克服了負(fù)壓力波法只能對突然發(fā)生的大規(guī)模泄漏準(zhǔn)確檢測的局限性和統(tǒng)計(jì)法較靈敏但相對滯后和定位誤差大的缺陷，能夠在多種復(fù)雜情況下對各種大小泄漏進(jìn)行及時(shí)報(bào)警和準(zhǔn)確定位，這種技術(shù)廣泛的適應(yīng)性和它的優(yōu)良性能在實(shí)際應(yīng)用中得到了很好的驗(yàn)證。*局已經(jīng)宣布我公司的“流體輸送管道泄漏監(jiān)測定位方法”為國家發(fā)明。
1.2.負(fù)壓力波法的局限性
現(xiàn)階段國內(nèi)用的較多的負(fù)壓力波法和傳統(tǒng)方法相比是一個巨大的進(jìn)步，它不但解決了定位問題而且也比傳統(tǒng)方法誤報(bào)少得多，從本質(zhì)上說它是一種聲學(xué)方法，即利用在管輸介質(zhì)中傳播的聲波進(jìn)行檢測的方法。我們知道，當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，由于管道內(nèi)外的壓差，泄漏點(diǎn)的流體迅速流失，使該點(diǎn)管道內(nèi)壓力下降，流體分子間隙變疏，泄漏點(diǎn)兩邊密度高的液體就向密度小的泄漏點(diǎn)補(bǔ)充，從而產(chǎn)生了一個新的波源，該波以一定速度依次向管道的兩端傳播，這就是所謂的負(fù)壓力波。根據(jù)負(fù)壓力波到達(dá)上下游監(jiān)測點(diǎn)的時(shí)間差和管道內(nèi)壓力波的傳播速度就可以計(jì)算出泄漏點(diǎn)的位置。該法常用的定位公式如下：
X = ( L + aΔt ) / 2 ———————— ①

式中：X —— 泄漏點(diǎn)的位置
L ——被監(jiān)測的管道的長度
α ——波在管道中傳播的速度
Δt——首末兩站點(diǎn)收到波的時(shí)間差

α= ———————— ②
式中：ρ——流體密度；
K ——液體的體積彈性系數(shù)；
E ——管材彈性系數(shù)；
D ——管道的平均直徑
δ——管壁厚度；
Ψ——系數(shù)，對于埋地管道，Ψ＝1－μ²；
μ——泊松系數(shù)，鋼管的μ=0.3；
從上述公式可以看出，ρ和K除了與流體的特性有關(guān)外還和流體的溫度和壓力相關(guān)，一般這兩項(xiàng)誤差可以用數(shù)學(xué)模型來近似解決，當(dāng)然這種情況下的定位公式就不是上式了，所以說①式只不過是一個近似的公式。但是真正的問題并不在這里，它在于負(fù)壓力波法本身并沒有脫離原始的報(bào)警方法。
下面我們結(jié)合圖一和圖二來看一下這種識別方法的局限性是怎樣產(chǎn)生的：
a b c d

圖一 　　 圖二
一般認(rèn)為圖一中上面的曲線是負(fù)壓力波，下面的直線是人工設(shè)置的報(bào)警閾值線，當(dāng)壓力下降曲線與閾值線相交時(shí)，就會發(fā)出報(bào)警，雖然事件發(fā)生在時(shí)刻a而不是報(bào)警的時(shí)刻b，但是由于壓力下降比較快，a與b之間的時(shí)間差不大，所以對定位的影響不大，這就是為什么負(fù)壓力波法在信號強(qiáng)時(shí)自動報(bào)警定位誤差也不大的原因。圖二中上面的曲線一般不認(rèn)為是負(fù)壓力波，其實(shí)在本質(zhì)上它們都是由泄漏引起的管道壓力下降波，圖二與圖一zui大的差別是信號相對比較小，事件發(fā)生在時(shí)刻c而報(bào)警發(fā)生在時(shí)刻d，這種情況下得出的自動報(bào)警定位信息顯然是不正確的。在生產(chǎn)過程中，管道壓力一般都是經(jīng)常調(diào)整的，而人為設(shè)定的閾值必然也要跟著調(diào)整，這不僅難以操作還增加了人為因素的不利影響。當(dāng)管道壓力緩慢向一個方向變動時(shí)，人們也無法跟隨著調(diào)整閾值，結(jié)果往往是使報(bào)警系統(tǒng)失去使用價(jià)值。為了解決這個問題，人們在管道泄漏監(jiān)測報(bào)警技術(shù)中采用了閾值自動跟蹤法，如下圖所示：
壓力曲線 壓力曲線

閾值線 閾值跟蹤線
a 圖三：報(bào)警閾值不同曲線形狀 b
為了便于理解我們結(jié)合圖三進(jìn)行討論。圖三a中固定閾值線是電接點(diǎn)壓力表和報(bào)警記錄儀之類儀表所設(shè)置的一個數(shù)值在時(shí)間上的延伸，它在圖上是一條無限延長的直線，當(dāng)管道壓力波觸及該線時(shí)，就會發(fā)出報(bào)警。但管道操作是經(jīng)常發(fā)生的，該值也必須隨操作而重新設(shè)定。
圖三b中閾值自動跟蹤曲線是由當(dāng)前壓力平均值加上所設(shè)定的閾值合成的，因此它有相對的平穩(wěn)性和滯后性。從長時(shí)間來看它是跟蹤的，從短時(shí)間來看它是滯后的。從圖上可以看出，當(dāng)壓力突降時(shí)會突破閾值，而正常的壓力變化卻達(dá)不到閾值，因此能夠響應(yīng)較快和相對較小的壓力變動信號，從整體性能上看自動閾值跟蹤技術(shù)并沒有使負(fù)壓力波法的基本性能有所提高。這兩種閾值設(shè)定法所設(shè)定的閾值都應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離壓力波動噪聲區(qū)才能有效工作。而前一種無法設(shè)定的太小，后一種則可稍小些，但都無法避免壓力波動引發(fā)的誤報(bào)。
即使采用了壓力、流量相關(guān)識別技術(shù)來盡量減少誤報(bào)，使得負(fù)壓波法在相對泄漏量較大的管線上應(yīng)用有較好的效果，但對緩慢開閥門的盜油、相對較慢的盜油、大輸油量管線上的盜油、管道腐蝕穿孔造成的泄漏、或長距離信號的衰減等引起的泄漏報(bào)警就無能為力了。
1.3.統(tǒng)計(jì)法的特點(diǎn)
1993年，Xue Jun Zhang首先提出了統(tǒng)計(jì)法檢漏的基本思想和算法，1995
年，殼牌公司開發(fā)出了這種檢漏方法，到目前為止，該法仍被*為是的管道泄漏檢測方法。該法的zui大突破是不用復(fù)雜的模型就能發(fā)現(xiàn)較小的泄漏，當(dāng)泄漏確定之后，就用測量的流量和壓力統(tǒng)計(jì)平均值估算泄漏情況，用zui小二乘法來定位。
———————— ③
式中：k是由摩擦因數(shù)、流體密度和管徑而決定的常數(shù)，m是流態(tài)系數(shù)。這兩個系數(shù)的選擇直接影響到定位精度，更為嚴(yán)重的是一旦發(fā)生泄漏以后壓力的下降是一個很長的過程，而只有穩(wěn)定以后的數(shù)據(jù)對上式才有意義，報(bào)警系統(tǒng)如果等待那么長的時(shí)間就失去了價(jià)值，這就使得統(tǒng)計(jì)法雖然能夠發(fā)現(xiàn)較小的泄漏但卻不能及時(shí)的報(bào)警和準(zhǔn)確的定位。
1.4.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能型管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。
模糊識別是大腦認(rèn)識事物的方式，而這種認(rèn)識是由大腦的神經(jīng)細(xì)胞來完成的。人們早就希望把大腦的這種認(rèn)識事物的能力運(yùn)用到計(jì)算機(jī)技術(shù)中，盡管到今天為止還沒有人能夠制造出真正的人類智能型計(jì)算機(jī)，但在向這一目標(biāo)前進(jìn)的過程中畢竟已經(jīng)取得了大量令人矚目的成果。
北京昊科航公司在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入的探索，為了使管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)在小信號時(shí)也能準(zhǔn)確識別和定位，采用了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能系統(tǒng)，從而使管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的整體性能發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。
1.4.1.消除了儀表的系統(tǒng)誤差
迄今為止,任何一家管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的整體精度均依賴于儀表系統(tǒng)的誤差指標(biāo),也就是說監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)的精度指標(biāo)總要低于儀表的綜合精度指標(biāo),而任何一塊儀表的名義精度和使用精度都是不同的，如果一塊0.2級的儀表在實(shí)際應(yīng)用中只使用了其量程的一半,就是在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下,其誤差也只能作為0.4級使用,且不用說使用儀表的環(huán)境根本不可能是標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境了,因此折算到報(bào)警系統(tǒng)上去誤差就更大了,而一個報(bào)警系統(tǒng)依賴的儀表不止一兩塊，這樣結(jié)果誤差會遠(yuǎn)大于名義誤差。因此,有許多管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的供應(yīng)商都明確忠告用戶,系統(tǒng)的性能取決于儀表的精度。北京昊科航科技有限責(zé)任公司的“流體輸送管道泄漏監(jiān)測定位方法”*的解決了這個問題,它使得過去*不能檢測的小信號的提取成為可能,從而給用戶節(jié)約了一大筆的儀表開支,過去依靠0.2級流量計(jì)才能獲得的泄漏信號,在今天甚至用2.5級的流量計(jì)也能檢測到。這種革命性的變革在管道泄漏檢測過程中的定位、及時(shí)報(bào)警和小泄漏的監(jiān)測上起到了決定性的作用。這是一項(xiàng)國家發(fā)明,任何一個廠家或個人未經(jīng)本公司允許均不得使用,我們也歡迎各界朋友和我們精誠合作,舉報(bào)侵權(quán)者,我公司將給予重謝,也歡迎想使用的朋友與我們就許可證的問題進(jìn)行合作。
1.4.2.一個不需要設(shè)置報(bào)警閾值的人工智能系統(tǒng).
任何報(bào)警設(shè)備,幾乎毫無例外的都要設(shè)置一個報(bào)警的門限值。即閾值,這早已成了人們的常識,這是因?yàn)閳?bào)警往往依賴于一個被測的物理參數(shù),如果這個參數(shù)超過了某種指標(biāo),那就報(bào)警。但人對事情的識別并不是這樣的,假如讓我們識別到來的客人是不是熟人,那報(bào)警的閾值是什么數(shù)字?什么數(shù)字也沒有,有的是我們頭腦中過去積累的經(jīng)驗(yàn)和印象,這就是模糊識別。而識別條件依賴的物質(zhì)條件是人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),所以我們可以說人腦是一個復(fù)雜的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。我們的管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)就是一種初級的、模糊工作的系統(tǒng)，所以該系統(tǒng)報(bào)警并不需要設(shè)置一個閾值，因?yàn)橐粋€閾值并不能*表達(dá)泄漏的特征。以一兩個數(shù)值為門限就判定是否泄漏這在大信號情況下尚可，而在小信號下是*不行的，它需要憑以往的經(jīng)驗(yàn)，憑記憶去分析新到來的客人是誰，要學(xué)習(xí)新知識、結(jié)識新朋友，這就是我們開發(fā)的基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道泄漏監(jiān)測報(bào)警定位系統(tǒng)。小信號的檢測使我們能及時(shí)得到管道運(yùn)行中各種信息的變化，而模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則能從這種細(xì)微的變化中識別出泄漏信息，而網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)功能則使系統(tǒng)能zui大限度地適應(yīng)各種管道環(huán)境條件，從而縮短了調(diào)試周期，增加了系統(tǒng)的可靠性和廣泛的適應(yīng)性。
1.4.3.HKH系統(tǒng)的泄漏定位技術(shù)
HKH管道泄漏報(bào)警系統(tǒng)的定位綜合考慮了各種情況，從根本原理上講，和負(fù)壓力波法相似，也是一個已知時(shí)間和速度求路程的問題，只不過這種速度往往因各種環(huán)境和流體狀況而變，所以速度既不是平均速度也不是勻加速度運(yùn)動，而是根據(jù)具體管道特性確定的數(shù)字模型。對于事件發(fā)生時(shí)刻的認(rèn)識與以往的任何一種方法都不同，因?yàn)闆]有閾值，這是憑經(jīng)驗(yàn)和知識估計(jì)、尋找出來的。比如，圖一中的a點(diǎn)，圖二中的c點(diǎn)，是我們用肉眼觀察出來的，這也是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理后的輸出結(jié)果，其特點(diǎn)是比人的速度快，比人工觀察選點(diǎn)更、更及時(shí)，它不是簡單的幾種模式識別能做到的，這就是人工智能的特點(diǎn)，所以，它的定位效果是的。
2. 系統(tǒng)工作原理
2.2.HKH人工智能系統(tǒng)的工作程序
為使讀者方便理解，我們這里說明一下這種人工智能系統(tǒng)的主要解題流程：
*步、對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，剔除錯誤數(shù)據(jù)和其它干擾波；
第二步、積累經(jīng)驗(yàn)，分析管道運(yùn)行的規(guī)律，提取各種特征；
第三步、把提取的特征輸送到定性分析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，由該網(wǎng)絡(luò)分析識別是否發(fā)生了泄漏；
第四步、根據(jù)上述過程所得出的結(jié)果，再次進(jìn)行檢查、驗(yàn)證，如無誤則可確定事件發(fā)生的時(shí)刻；
第五步、根據(jù)管道輸油工況來分析確定管道上壓力波的傳播速度；
第六步、求出泄漏位置，進(jìn)行報(bào)警。
仿古磚
鉗表 驗(yàn)電筆 兆歐表 接地電阻測試儀 日本萬用