求一篇《原油管道泄漏检测技术的文献综述》

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o科教前沿o
2008年第35搠
输油管道泄漏检测及定位技术综述
朱志千王兮璐 I西安科技大学陕西西安710054）
【摘要】输油管道的泄露,不仅会造成巨大的经济损失,还会带来极大的危险,而且套造成对环境的严重污染.对此,本文系统介绍了近年 来国内,F,II油管线泄满检测及定位技术,并对比了各种方法的优缺点. 【关键词】输油管绒；泄露；检测；定位
0．引‘言 管道运输具有平稳连续,安全性好,运输量大,质量易保证,物料 损失小以及占地少,运赞低等特点,已经成为石油运输的首选方式.然 而．由于管道服役时间不断增长而逐渐老化,或受到各种介质的腐蚀 以及人为破坏等因素,会引起管道泄漏,严重威胁着输油管线的安全, 及周围的自然环境,同时带来不可估量的经济损失. 目前,国内外出现多种输油管线泄漏检测及定位方法,其中包括 基于硬件的检测方法,如人工巡线、“管道猪”、声发射技术等；基于软 件的检测方法,如负压波法、压力梯度法等.
时性较强,对泄漏点的定位较为精确.但是,声发射信号在输油管道上 传播的距离极为有限,不利于长距离检测.闭 基于硬件检测的方法还有很多.比如管内智能爬机系统（即“管道 猪”）、光线检测、电缆检测及GPS检测等.
3．软件检测方法
基于软件的检测方法是指根据计算机数据采集系统（如SCADA 系统）实时采集管道的流量、压力．温度及其他数据,利用流量或压力的 变化、物料或动量平衡、系统动态模型、压力梯度等原理,通过计算对 泄漏进行检测和定位. 3．1负压波检测法 当管道发生突然泄漏时,由泄漏部位会产生一个向管道上游或管 道下游传播的减压波,称之为负压波.在管道两端设置压力传感器,当 传感器检测到负压波.就可以削断泄漏并对泄漏进行定位.应用负压 渡检测法的关键问题是如何区分正常操作与泄漏带来的负压波.负压 波检测法灵敏准确.可以迅速地检测出大的泄漏,但是对于比较小的 泄漏或已经发生的泄漏效果则／fi明显.‘31 3．2压力梯度法 当输油管道内原油流动平稳时．压力沿管道是线性变化的,也就 是说．压力呈斜直线分布.在管道的上、下游分别设置两个压力传感 器．通过上、下游的压力信号可分别讣算出管道的压力梯度.当管道发 生泄漏时,泄漏点前的流量变大,压力梯度变陡；泄漏点后的流量变 小,压力梯度变平,其折点就是泄漏点.由此可以计算出泄漏点的位 置.在实际运行中,由于沿管道压力梯度是非线性分布,因此压力梯度 法的定位精度较差,并且仪表测量的精度和安装位置都对定位结果有 较大的影响. 3．3小波分析法 小波分析是20世纪80年代中期发展起来新的数学理论和方法, 是一种良好的时频分析工具.利用小波分析可以检测信号的突变、去 嗓、提取系统波形特征、提取故障特征进行故障分类和识别等.因此, 可以利用小波变换检测泄漏引发的压力突降点并对其进行消噪,以此 检测泄漏并提高检测的精度.小波变换法的优点是不需要管线的数学 模型.对输入信号的要求较低,计算量也不大,可以进行在线实时泄漏 检测.克服噪声能力强,但是,此方法对由工况变化及泄漏引起的压力 突降难以识别．易产生误报. 3．4瞬变模型法 瞬变模型法是建立管道内流体流动的数学模型,在一定边界条件 下求解管道内流场.然后将计算值与管道端的实测值相比较.当实测 值与计算值的偏差大于一定范围时,即认为发生了泄漏.在泄漏定位 中使用稳态模型.根据管道内的压力梯度变化可以确定泄漏点的位 置.瞬变模型法的报警门限值与测量仪器误差、流动模型误差、数值方 法误差以及要求的报警时间均密切关.如果采用较小门限值来检测更 小的泄漏.那么由于以上原因导致的不确定性就会产生更多的误报； 如果要求低的误报率,那么所能检测到的最小的泄掘必然变大.误报 率高是瞬变模型法在实际应用中的一个很大缺陷. 基于软件的检测方法还包括压力点分析法、流量平衡法、统计检 测法等.
1．输油管道泄露检测及定位的性能评价
管道泄露检测及定位技术能够及时准确报告泄漏事故,可以最大 限度地减少经济损失和环境污染及更大危险的发生.对一种泄露检测 方法的优劣和性能的评价,应从以下几个标准考虑： （1）泄漏检测的灵敏度：指泄漏检测系统对小的泄漏信号的检测 能力. （2）泄漏检测的及时性：指检测系统在尽可能短的时间内检测到 泄漏发生的髓力. （3）泄露的误报率：误报率是指系统没有发生泄漏时却被错误地 判定出现泄露的概率. （4）泄露的漏摄率：漏报率是指系统出现了泄漏却没有被检测出 来的概率. （5）正常工况和泄强的分离能力：是指对正常的起I停泵、调阀、倒 罐等情况和管道泄漏情况的区分能力.这种区分能力越强,误报率越 低. ： （6）泄露辨别的准确性：指泄漏榆测系统对泄漏的大小及其时变 特性的估计准确度.对于泄漏时变性的准确估计.不仅可以识别泄漏 的程度.而且可对老化、腐蚀的管道进行预测并给出一个合理的处理 方法. （7）鲁棒性：指泄漏诊断系统在存有噪声、干扰、建模误差等情况 下正确完成泄漏诊断的任务,同时保证满意的误报率和漏报率的能 力.诊断系统鲁棒性越强,可靠性就越高. （8）自适应能力：指诊断系统对于变化的诊断对象具有自适应能 力,并且能够充分利用由于变化产生的新的信息来改善自身.
2．硬件检测方法
基于硬件的方法是指利用由备种不同的物理原理设计的硬件装 置,如基于视觉的红外线温度传感器,基于听觉的超声波传感器,基于 嗅觉的碳氧检测装置等,将其携带或铺设在管线上,以此来检测管道的 泄漏并定位.flJ 2．1人工巡线 人工巡线就是由经验丰富的管道工人沿输油管道进行巡查．或由 直升飞机或其它飞行器搭载高精度检测设备,通过对管道周围环境变 化的监溯和分析判断管道是否发生泄露.显而易见,这种方法检测的 连续性和实时性都非常差,而且成本较高. 2．2声发射技术 当管道发生泄漏时,流体通过裂纹或者腐蚀孔向外喷射形成声源. 然后通过和管道相互作用,声源向外辐射能量形成声波,这就是管道泄 漏声发射现象.泄漏声发射信号由液体泄漏激励产生.属于连续声发 射信号,在管道内传播,能反映结构的某些特征.如鬻孔位置和大小 等,同时又有很大的随机性和不确定性,属于一种非平稳琏机信号.利
4．结论
通过上述的论述和比较.结合衡量管道泄瀑检测方法的优、劣的 几个主要标准分析,许多检测方法都存在尚需解决得闯题,如小渣露 检测与定位同题.多泄漏点管同的检测与定位问题等等.而单纯地采 用任何一种技术对输油管线进行泄露检测和定位都无f下转纂廖6霹J
用检测仪器对声发射信号进行捕捉和分析.就可以对管道上是否发生
泄酝澄露的为止进行刿断.声发射技术的优赢在于：其动态性和实
万方数据
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2008年第35明
基于任务分担模型下高校机房管理系统的研究分析
殷诚张律 （九江职业大学江西九江332000 J
【擒要】学校的计算机房不但要满足学校教学管理的需要,还要满足学生课余时阄上网查询资料及其它应用的需要.传统的机房管理系 统采用C／S模型在实际应用中有许多局限性,经过改进后的机房管理系统在结构上将传统的CIS中的s改为S和S,即将原模型大S中的功能 分配到相应的主服务器s和分服务器s,实现任务分担,这样既解决了原C／S中服务器负荷过重的现象.又解决了网络随终端数量的增加出现过
、 度繁忙的现象. 【关键词】C／S模型；任务分担；C／s／S模型；远程换醒
一、高校机房管理系统改进的必要性
学校的计算机房不但要满足学校教学管理的需要,还要满足学生 课余时间上网查询资料及其它应用的需要.作为一套机房管理软件, 它必须具备以下功能：课前,教师可以上课预约,在正常的上课时间, 教师可以利用管理软件检查设备状况、对学生进行考勤,学生使用计 算机不能计费；在课余时间,学校可对学生收取一定的服务费.但在实 际的应用过程中,许多学校目前采用刷卡的方式,这种刷卡方式,在学 生上机的时候,需要人员进行监督,下机的时候,仍需要人员进行监 督.如果使用硬件解决方案,会增加设备成本与维护成本.同时随着学 校规模的口益扩大,在校学生人数的日益增多,机房的计算机数量也 越来越多,上机的人数也越来越多,且许多学校存在多校区现象,这样 就出现设备分散分布的现状.如果用这种刷卡的方式.必然会使得工 作人员的工作量加大.为了保证设备管理的高效性、集中管理的统一 性、课余时间上机的灵活性,同时又能减轻工作人员的工作负担,所以 从应用上来讲必然需要有一套有效的软件来进行管理控制. 从技术上来讲,现在很多的机房管理软件都是采用C,s即客户,服 务器模式,在这种模式下,当客户数量过多、数据量大量增多时,就会 出现服务器负荷过重,严重的会出现服务器崩溃现象,同时网络数据 流量也会明显加大,加重了网络的负担,为了避免这种情况的出现,从 技术上有改进的必要,从而为任务分担模型的提出提供了技术需求. 勤.
（2）主服务器S功能 主服务器S主要实现数据的分发及各分服务数据的接收、对各分 服务器的管理、教师上课预约等,其基本功能如右图．： （3）分服务器s功能 分服务器主要实现对主服务器数据的收发、对客户端的控制管 理、收费的实现等.主要功能如右图： 任务分担模型下高校机房管理系统的功能如下：
基于任务分担模型下高校机房管理系统功能有： （1）能实现跨网络的数据传输与控制,实现机房管理的统一性. （2）教师能利用本软件预约上机、检查机房设备状况、对学生考 （3）计费管理自动进行,实现计费无人值守. （4）采用服务器唤醒技术,服务器程序不启动.客户程序界面不出 现,开放机房上机计费和正常教学、工作使用互不影响.机多用,符 合学校对外开放机房收费的需要. （5）服务器程序和收费充值程序分离,便于控制和管理,上机时无 现金交易,增加收费和费用管理的透明度. （6）客户端自动上机计时显示,便于用户了解和掌握上机时间. （7）帐户余额自动检测.防透支,余额不足,提前提醒并倒计时. （8）支持多管理员,功能分工,相互制约.
二、任务分担模型的实现
传统的C／S模型在实际应用中有许多局限性,经过改进后的机房 管理系统在结构上将传统的C,s中的S改为s和S,即将原模型S中 的功能分配到相应的主服务器S和分服务器s,实现任务分担,这样解 决了原c,S中服务器负荷过重的现象,也解决了网络随终端数量的增 加出现过度繁忙的现象,其结构及功能分工如下. （1）拓扑结构设计： 拓扑结构如右图所示,这种结构改变了C／S模式,将S改为分服 务器8和主服务器S即c＾s,s,各客户端的数据大部分可以在本地服务 器s处理,这样对主服务器S进行任务分担．同时网络中数据流量也 会因此大大减少,减轻了网络的负担,实现任务分担.其中主服务器为 S.分服务器为s.
机房管骥统一性,提高机房的管理效率,对学校的管理有极为积极
的意义.嘭
【参考文献】
［1】王敬斌．公共机房收费管理系统软件的开发明．电脑开发与应用．2002,（3）．
基于任务分担模型下高校机房管理系统的实现必将有利于高校
（2】睢丹．基于Agent分布式机房管理系统的设计与实现【D1．华东师范大学．．2007,
5．
［3］殷诚：九江职业大学．
I蕾曩量务
口客户赡
【责任缩辑：田瑞叠】
（上接摹睨页J法达到令人满意的效果.只有综合地运用多种技术.才
［3J康小亲等．基于负压披法的糖袖管道澄攮检谢定位系统．计算饥工程与设计
20昕,．5：2199－2202．
能成功地实现对输油管道泄漏的检测及定位.●叁