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1、前言
       管道運輸是運輸量大、安全性高、節能經濟的油氣輸送方式。近期我國將建成多條油氣輸送管道，形成“兩縱、兩橫、四樞紐、五氣庫”，超過10萬公里的油氣管輸格局。
       由于管道運輸固有的高壓、易燃、易爆特性，長輸管道的安全管理極為重要。泄漏是長輸管道運行中最主要的安全隱患之一，氣體管道的泄漏往往會造成中毒、火災和爆炸等嚴重事故。近年來，犯罪分子在原油、成品油管道打孔盜油，給國家造成了巨大的經濟損失。
       管道泄漏監測系統實時監測管道的運行情況。當管道發生泄漏時，能夠及時發現并確定泄漏發生的位置，從而可以及時有效地進行應急處理，控制和減少因管道泄漏造成的經濟損失，具有明顯的經濟效益和社會效益。
       智能音波管道泄漏監測系統引入了先進的信號處理、模式識別和人工智能技術，提高了管道泄漏監測系統的靈敏度、可靠性和穩定性，降低了誤報率，是目前最為先進的第四代管道泄漏監測技術。

2、Dolphin音波智能管道泄漏監測系統簡介
       北京寰宇聲望智能科技有限公司與自動化行業中創新與科技的領先者--貝加萊工業自動化（上海）有限公司合作，引進貝加萊先進的自動化平臺技術，吸收貝加萊公司在管道泄漏監測系統的成功經驗，在國內推廣貝加萊管道泄漏監測方案—Dolphin智能音波管道泄漏監測系統，是貝加萊公司在音波智能管道泄漏監測領域唯一的系統集成商。
       Dolphin系統在管道兩端安裝音波傳感器，24小時實時接收并監控管道內音波信號。Dolphin系統通過音波信號處理，消除管道的背景噪聲并抑制管道操作過程中產生的干擾；然后利用模式識別和人工智能技術，實時識別甄別和分析音波信號，確定是否發生泄漏；最后根據音波信號到達管道兩端的時間差，進一步計算出發生泄漏的位置。
       Dolphin智能音波管道泄漏監測定位系統主要包括數據采集處理終端、泄漏監測定位服務器以及人機接口界面。同時，系統正常運行需要通訊網絡支持，比如GPRS路由器和VPN服務器等。如圖1所示：

圖1 DOLPHIN音波智能管道泄漏監測定位系統

       數據采集處理終端的主要功能是把傳感器采集到的音波信號進行預處理與放大，轉換為數字域的多通道音波信號。通過維納濾波、自適應濾波等多種方法對信號進行預處理，利用GPS信號進行精確時間同步，并通過通訊網絡，實時傳輸到泄漏監測定位服務器。
       泄漏檢測定位服務器負責實時接收各個數據采集終端節點傳送來的數據，并對管道進行實時監控。其主要功能是：
? 通訊：建立并維護各數據采集終端的通訊信道；
? 數據采集同步：采集并同步各數據處理終端的原始數據；
? 實時泄漏監測：對音波數據進行實時泄漏監測，并判斷是否發生泄漏；
? 泄漏位置計算：估計音波信號到達各數據處理終端的時間差，并計算泄漏位置；
? 系統狀態服務：維護系統工作狀態，并傳送給狀態監控主機；
? 數據備份：保存原始數據；
? 泄漏狀態日志：把泄漏發生的時間、地點等關鍵信息保存到數據庫；
       運行在各監控終端的人機界面負責提供操作界面以控制系統運行的各種參數，并實時顯示管道運行狀態，當發生管道泄漏，及時發出報警和啟動應急處理。

3、DOLPHIN音波智能管道泄漏監測系統核心技術
     音波管道泄漏監測系統需要解決的核心難點是既需要靈敏的檢測到由于微小泄漏引起的微弱音波信號，同時也需要區分泄漏引起的音波和管道日常運行中的背景噪聲以及操作干擾，避免干擾信號引起的誤報警。
       泄漏監測的目的是從管道中實時發生的各種音波信號中準確地識別出由于泄漏產生的音波信號，同時拒絕各種可能的干擾。因此管道泄漏監測問題可以歸結為一個模式識別問題：如何有效的建立泄漏音波信號及各種干擾信號的模型？如何從實時的多個音波模型中識別出泄漏音波？