一种管道泄漏定位方法、装置、电子设备以及存储介质与流程

本发明涉及管道泄漏定位，尤其涉及一种管道泄漏定位方法、装置、电子设备以及存储介质。

背景技术：

1、管道泄漏定位是指利用技术手段检测并确定管道泄漏点位置，通常采用传感器位置和传感器采集的声音信号来计算泄漏点的位置，例如，利用两个传感器节点分别设置在管道泄漏点的两侧，基于两个传感器采集到的声音信号进行管道泄漏点的定位。管道泄漏定位对于确保管道系统的安全运行、减少经济损失和防止环境污染具有重要意义。

2、现有的管道泄漏定位在声音信号的处理上较为落后，其通常采用传统最小均方(lms)算法进行信号处理，但传统最小均方(lms)算法中基于自适应信号处理采用的成本函数为均方误差(mse)函数，其梯度与误差信号的幅度呈线性关系，进而导致传统最小均方(lms)算法对强干扰的误差信号不具有鲁棒性，进而导致管道泄漏点定位精准度较低。

技术实现思路

1、本发明提供一种管道泄漏定位方法、装置、电子设备以及存储介质，可以提高管道泄漏定位的精准度。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种管道泄漏定位方法，包括：

3、获取泄漏管道的传感器节点的信号采集数据，并获取所述信号采集数据中的期望信号；

4、构建管道泄漏点时间延迟定位模型，并利用weibull m变换最小均方算法对所述信号采集数据进行信号处理，得到信号输出数据；

5、利用所述信号输出数据和所述期望信号计算误差信号，并根据所述误差信号更新所述管道泄漏点时间延迟定位模型的权重，得到标准管道泄漏点时间延迟定位模型；

6、利用所述标准管道泄漏点时间延迟定位模型对所述信号采集数据进行时间延迟计算得到信号时间延迟，并根据所述信号时间延迟定位管道泄漏点。

7、可选地，所述构建管道泄漏点时间延迟定位模型，包括：

8、获取传感器节点的信号采集数据以及传感器节点之间的传感器距离；

9、根据信号采集数据的传播速度以及传感器距离构建所述管道泄漏点时间延迟定位模型。

10、可选地，所述利用weibull m变换最小均方算法对所述信号采集数据进行信号处理，包括：

11、将所述信号采集数据根据所述weibull m变换最小均方算法中的滤波器阶数进行分段处理，得到分段信号采集数据；

12、获取所述weibull m变换最小均方算法中的滤波器的权向量，并根据所述权向量和所述分段信号采集数计算所述信号输出数据。

13、可选地，所述获取所述信号采集数据中的期望信号，包括：

14、获取信号采集数据中的噪声信号，根据所述信号采集数据和所述噪声信号计算所述期望信号。

15、可选地，所述根据所述误差信号更新所述管道泄漏点时间延迟定位模型的权重，包括：

16、根据所述误差信号更新所述管道泄漏点时间延迟定位模型的成本函数；

17、根据所述成本函数利用梯度下降法更新所述权重。

18、可选地，所述根据所述误差信号更新所述管道泄漏点时间延迟定位模型的成本函数，包括：

19、采用下述公式更新所述管道泄漏点时间延迟定位模型的成本函数ξ(n)：

20、

21、其中，λ为尺度参数，α为形状参数，通常α>0，e(n)为误差信号。

22、可选地，所述利用所述管道泄漏点时间延迟定位模型对所述信号采集数据进行时间延迟计算得到信号时间延迟，采用下述公式：

23、

24、其中，argmax[·]表示对应于函数在最大值时的参数，sinc(·)表示sinc插值，m为滤波器的阶数，w(i)为滤波器的第i个权向量，n为传感器节点采集到的信号采集数据的时间间隔。

25、为了解决上述问题，本发明还提供一种管道泄漏定位装置，所述装置包括：

26、信号处理模块，用于获取泄漏管道的传感器节点的信号采集数据，并获取所述信号采集数据中的期望信号；

27、模型构建模块，用于构建管道泄漏点时间延迟定位模型，并利用weibull m变换最小均方算法对所述信号采集数据进行信号处理，得到信号输出数据；利用所述信号输出数据和所述期望信号计算误差信号，并根据所述误差信号更新所述管道泄漏点时间延迟定位模型的权重，得到标准管道泄漏点时间延迟定位模型；

28、管道泄漏点定位计算模块，用于利用所述标准管道泄漏点时间延迟定位模型对所述信号采集数据进行时间延迟计算得到信号时间延迟，并根据所述信号时间延迟定位管道泄漏点。

29、为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：

30、至少一个处理器；以及，

31、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

32、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述所述的管道泄漏定位方法。

33、为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个计算机程序，所述至少一个计算机程序被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的管道泄漏定位方法。

34、本发明通过获取所述信号采集数据中的期望信号，可以方便对泄漏管道的泄漏点地定位计算，通过构建管道泄漏点时间延迟定位模型，可以将管道泄漏点的计算转化为时延问题，简化管道泄漏点的计算流程，此外，利用weibull m变换最小均方算法对所述信号采集数据进行信号处理以及利用所述信号输出数据和所述期望信号计算误差信号，并根据所述误差信号更新所述管道泄漏点时间延迟定位模型的权重，其weibull m变换最小均方算法中设置的成本函数可以有效保证权重更新时的稳定性以及可以实现对采集到的信号采集数据进行处理的鲁棒性和收敛速度，进而可以提升管道泄漏点定位的精准度。

技术特征：

1.一种管道泄漏定位方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的管道泄漏定位方法，其特征在于，所述构建管道泄漏点时间延迟定位模型，包括：

3.如权利要求1所述的管道泄漏定位方法，其特征在于，所述利用weibull m变换最小均方算法对所述信号采集数据进行信号处理，包括：

4.如权利要求1所述的管道泄漏定位方法，其特征在于，所述获取所述信号采集数据中的期望信号，包括：

5.如权利要求1所述的管道泄漏定位方法，其特征在于，所述根据所述误差信号更新所述管道泄漏点时间延迟定位模型的权重，包括：

6.如权利要求5所述的管道泄漏定位方法，其特征在于，所述根据所述误差信号更新所述管道泄漏点时间延迟定位模型的成本函数，包括：

7.如权利要求1所述的管道泄漏定位方法，其特征在于，所述利用所述管道泄漏点时间延迟定位模型对所述信号采集数据进行时间延迟计算得到信号时间延迟，采用下述公式：

8.一种管道泄漏定位装置，其特征在于，所述装置可以实现如权利要求1至7中任意一项所述的管道泄漏定位方法，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的管道泄漏定位方法。

技术总结
本发明涉及管道泄漏定位技术，揭露了一种管道泄漏定位方法，包括：获取泄漏管道的传感器节点的信号采集数据，并获取信号采集数据中的期望信号；构建管道泄漏点时间延迟定位模型，并利用Weibull M变换最小均方算法对信号采集数据进行信号处理，得到信号输出数据；利用信号输出数据和期望信号计算误差信号，并根据所述误差信号更新管道泄漏点时间延迟定位模型的权重，得到标准管道泄漏点时间延迟定位模型；利用标准管道泄漏点时间延迟定位模型对所述信号采集数据进行时间延迟计算得到信号时间延迟，并根据所述信号时间延迟定位管道泄漏点。本发明还提出一种管道泄漏定位装置、电子设备以及存储介质。本发明可以提高管道泄漏定位的精准度。

技术研发人员：朱冬,方向明,宋雯,唐国梅,张建,胡小东
受保护的技术使用者：七腾机器人有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11