基于HHT的供水管道泄漏检测研究

【摘要】水是生命之源,是大自然赋予人类的宝贵资源,但它不是取之不尽用之不竭的,随着工业的发展和人口的增长,大量水资源被严重污染和破坏。然而,随着社会经济的发展,人类对水资源的需求量不断增大。与此同时,在供水行业的发展中,地下供水管网存在严重的漏损问题,这不仅徒然增加了供水量,还使经济蒙受巨大的损失,资源遭到极度浪费。因此为了降低资源和经济上不必要的损失,必须努力地提高管道的管理监测水平,这就需要我们不断地加强供水管道泄漏检测相关课题的研究,挖掘先进的检测技术和手段。本文首先对供水管道泄漏检测的理论展开研究,分析漏水处主要声源及其产生机理,然后主要针对泄漏处管壁振动声展开后续的分析处理工作。用功率谱和Hilbert-Huang变换分析振动声信号的频率特点,提取出声信号的典型频率特征,并用其进行泄漏检测；同时提取声信号的IMF分量的归一化能量和Hilbert谱的奇异谱特征,结合BP神经网络来进行泄漏类型的分类识别。本文中基于MATLABGUI及传感器、采集卡等外围设备提出了一套软硬件结合的供水管道泄漏检测和报警方案,将泄漏源信号的采集、显示、分析处理集成在GUI监控平台上,简单方便地实现管道泄漏的监控和检测；并在此基础上,将基于BP神经网络和声信号IMF分量的能量特征的分类方法融入到方案中,实现泄漏的分类。通过实验采集大量不同泄漏类型下的声信号,对提出的方案进行验证和分析。证实本文提出的基于声信号频率特征的泄漏检测方案具有较高的检漏正确率,具备一定的实际应用价值；同时基于信号IMF分量的能量特征的BP神经网络分类算法具有较高的分类正确率,可用于泄漏类型的分类识别中。
【作者】段乐峥；
【导师】程恩；袁飞；
【作者基本信息】厦门大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】管道泄漏；特征提取；泄漏检测；分类识别；

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