基于粒子滤波的管道泄漏检测与定位方法

贺利乐¹，陈奕昕¹，贺宁¹，吴文²

1. 西安建筑科技大学机电工程学院2. 长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室

摘 要：针对长距离管道中可能发生的较小泄漏,提出一种基于粒子滤波的泄漏检测与定位方法。首先,基于特征线法建立了管道流体的数学模型,并将其转化为状态空间模型,基于状态空间模型使用粒子滤波对管道瞬态流动条件下的压头值和流量值进行状态估计。在泄漏定位方面,提出一种估计—隔离—再估计的定位策略和一种基于重采样的泄漏量估计方法,该方法能够通过判断粒子滤波估计值和输油管道沿线测量值的匹配程度,获得泄漏点位置、泄漏量和泄漏系数。仿真结果显示,所述方法对长距离管道中发生的较小泄漏的定位误差低于1%,能够有效对管道泄漏进行定位。

关键词：管道;泄漏检测与定位;粒子滤波;状态估计;