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② 求一篇《原油管道泄漏檢測技術的文獻綜述》

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o科教前沿o
2008年第35搠
輸油管道泄漏檢測及定位技術綜述
朱志千王兮璐 I西安科技大學陝西西安710054）
【摘要】輸油管道的泄露，不僅會造成巨大的經濟損失，還會帶來極大的危險，而且套造成對環境的嚴重污染。對此，本文系統介紹了近年 來國內，F，II油管線泄滿檢測及定位技術，並對比了各種方法的優缺點。 【關鍵詞】輸油管絨；泄露；檢測；定位
0．引『言 管道運輸具有平穩連續，安全性好，運輸量大，質量易保證，物料 損失小以及佔地少，運贊低等特點，已經成為石油運輸的首選方式。然 而．由於管道服役時間不斷增長而逐漸老化，或受到各種介質的腐蝕 以及人為破壞等因素，會引起管道泄漏，嚴重威脅著輸油管線的安全， 及周圍的自然環境，同時帶來不可估量的經濟損失。 目前，國內外出現多種輸油管線泄漏檢測及定位方法，其中包括 基於硬體的檢測方法，如人工巡線、「管道豬」、聲發射技術等；基於軟 件的檢測方法，如負壓波法、壓力梯度法等。
時性較強，對泄漏點的定位較為精確。但是，聲發射信號在輸油管道上 傳播的距離極為有限，不利於長距離檢測。閉 基於硬體檢測的方法還有很多。比如管內智能爬機系統（即「管道 豬」）、光線檢測、電纜檢測及GPS檢測等。
3．軟體檢測方法
基於軟體的檢測方法是指根據計算機數據採集系統（如SCADA 系統）實時採集管道的流量、壓力．溫度及其他數據，利用流量或壓力的 變化、物料或動量平衡、系統動態模型、壓力梯度等原理，通過計算對 泄漏進行檢測和定位。 3．1負壓波檢測法 當管道發生突然泄漏時，由泄漏部位會產生一個向管道上游或管 道下游傳播的減壓波，稱之為負壓波。在管道兩端設置壓力感測器，當 感測器檢測到負壓波。就可以削斷泄漏並對泄漏進行定位。應用負壓 渡檢測法的關鍵問題是如何區分正常操作與泄漏帶來的負壓波。負壓 波檢測法靈敏准確。可以迅速地檢測出大的泄漏，但是對於比較小的 泄漏或已經發生的泄漏效果則／fi明顯。『31 3．2壓力梯度法 當輸油管道內原油流動平穩時．壓力沿管道是線性變化的，也就 是說．壓力呈斜直線分布。在管道的上、下游分別設置兩個壓力感測 器．通過上、下游的壓力信號可分別訃算出管道的壓力梯度。當管道發 生泄漏時，泄漏點前的流量變大，壓力梯度變陡；泄漏點後的流量變 小，壓力梯度變平，其折點就是泄漏點。由此可以計算出泄漏點的位 置。在實際運行中，由於沿管道壓力梯度是非線性分布，因此壓力梯度 法的定位精度較差，並且儀表測量的精度和安裝位置都對定位結果有 較大的影響。 3．3小波分析法 小波分析是20世紀80年代中期發展起來新的數學理論和方法， 是一種良好的時頻分析工具。利用小波分析可以檢測信號的突變、去 嗓、提取系統波形特徵、提取故障特徵進行故障分類和識別等。因此， 可以利用小波變換檢測泄漏引發的壓力突降點並對其進行消噪，以此 檢測泄漏並提高檢測的精度。小波變換法的優點是不需要管線的數學 模型。對輸入信號的要求較低，計算量也不大，可以進行在線實時泄漏 檢測。克服雜訊能力強，但是，此方法對由工況變化及泄漏引起的壓力 突降難以識別．易產生誤報。 3．4瞬變模型法 瞬變模型法是建立管道內流體流動的數學模型，在一定邊界條件 下求解管道內流場。然後將計算值與管道端的實測值相比較。當實測 值與計算值的偏差大於一定范圍時，即認為發生了泄漏。在泄漏定位 中使用穩態模型。根據管道內的壓力梯度變化可以確定泄漏點的位 置。瞬變模型法的報警門限值與測量儀器誤差、流動模型誤差、數值方 法誤差以及要求的報警時間均密切關。如果採用較小門限值來檢測更 小的泄漏。那麼由於以上原因導致的不確定性就會產生更多的誤報； 如果要求低的誤報率，那麼所能檢測到的最小的泄掘必然變大。誤報 率高是瞬變模型法在實際應用中的一個很大缺陷。 基於軟體的檢測方法還包括壓力點分析法、流量平衡法、統計檢 測法等。
1．輸油管道泄露檢測及定位的性能評價
管道泄露檢測及定位技術能夠及時准確報告泄漏事故，可以最大 限度地減少經濟損失和環境污染及更大危險的發生。對一種泄露檢測 方法的優劣和性能的評價，應從以下幾個標准考慮： （1）泄漏檢測的靈敏度：指泄漏檢測系統對小的泄漏信號的檢測 能力。 （2）泄漏檢測的及時性：指檢測系統在盡可能短的時間內檢測到 泄漏發生的髓力。 （3）泄露的誤報率：誤報率是指系統沒有發生泄漏時卻被錯誤地 判定出現泄露的概率。 （4）泄露的漏攝率：漏報率是指系統出現了泄漏卻沒有被檢測出 來的概率。 （5）正常工況和泄強的分離能力：是指對正常的起I停泵、調閥、倒 罐等情況和管道泄漏情況的區分能力。這種區分能力越強，誤報率越 低。 ： （6）泄露辨別的准確性：指泄漏榆測系統對泄漏的大小及其時變 特性的估計准確度。對於泄漏時變性的准確估計。不僅可以識別泄漏 的程度。而且可對老化、腐蝕的管道進行預測並給出一個合理的處理 方法。 （7）魯棒性：指泄漏診斷系統在存有雜訊、干擾、建模誤差等情況 下正確完成泄漏診斷的任務，同時保證滿意的誤報率和漏報率的能 力。診斷系統魯棒性越強，可靠性就越高。 （8）自適應能力：指診斷系統對於變化的診斷對象具有自適應能 力，並且能夠充分利用由於變化產生的新的信息來改善自身。
2．硬體檢測方法
基於硬體的方法是指利用由備種不同的物理原理設計的硬體裝 置，如基於視覺的紅外線溫度感測器，基於聽覺的超聲波感測器，基於 嗅覺的碳氧檢測裝置等，將其攜帶或鋪設在管線上，以此來檢測管道的 泄漏並定位。flJ 2．1人工巡線 人工巡線就是由經驗豐富的管道工人沿輸油管道進行巡查．或由 直升飛機或其它飛行器搭載高精度檢測設備，通過對管道周圍環境變 化的監溯和分析判斷管道是否發生泄露。顯而易見，這種方法檢測的 連續性和實時性都非常差，而且成本較高。 2．2聲發射技術 當管道發生泄漏時，流體通過裂紋或者腐蝕孔向外噴射形成聲源。 然後通過和管道相互作用，聲源向外輻射能量形成聲波，這就是管道泄 漏聲發射現象。泄漏聲發射信號由液體泄漏激勵產生。屬於連續聲發 射信號，在管道內傳播，能反映結構的某些特徵。如鬻孔位置和大小 等，同時又有很大的隨機性和不確定性，屬於一種非平穩璉機信號。利
4．結論
通過上述的論述和比較。結合衡量管道泄瀑檢測方法的優、劣的 幾個主要標准分析，許多檢測方法都存在尚需解決得闖題，如小渣露 檢測與定位同題。多泄漏點管同的檢測與定位問題等等。而單純地采 用任何一種技術對輸油管線進行泄露檢測和定位都無f下轉纂廖6霹J
用檢測儀器對聲發射信號進行捕捉和分析。就可以對管道上是否發生
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萬方數據
oIT技術論壇o
2008年第35明
基於任務分擔模型下高校機房管理系統的研究分析
殷誠張律 （九江職業大學江西九江332000 J
【擒要】學校的計算機房不但要滿足學校教學管理的需要，還要滿足學生課余時鬮上網查詢資料及其它應用的需要。傳統的機房管理系 統採用C／S模型在實際應用中有許多局限性，經過改進後的機房管理系統在結構上將傳統的CIS中的s改為S和S，即將原模型大S中的功能 分配到相應的主伺服器s和分伺服器s，實現任務分擔，這樣既解決了原C／S中伺服器負荷過重的現象。又解決了網路隨終端數量的增加出現過
、 度繁忙的現象。 【關鍵詞】C／S模型；任務分擔；C／s／S模型；遠程換醒
一、高校機房管理系統改進的必要性
學校的計算機房不但要滿足學校教學管理的需要，還要滿足學生 課余時間上網查詢資料及其它應用的需要。作為一套機房管理軟體， 它必須具備以下功能：課前，教師可以上課預約，在正常的上課時間， 教師可以利用管理軟體檢查設備狀況、對學生進行考勤，學生使用計 算機不能計費；在課余時間，學校可對學生收取一定的服務費。但在實 際的應用過程中，許多學校目前採用刷卡的方式，這種刷卡方式，在學 生上機的時候，需要人員進行監督，下機的時候，仍需要人員進行監 督。如果使用硬體解決方案，會增加設備成本與維護成本。同時隨著學 校規模的口益擴大，在校學生人數的日益增多，機房的計算機數量也 越來越多，上機的人數也越來越多，且許多學校存在多校區現象，這樣 就出現設備分散分布的現狀。如果用這種刷卡的方式。必然會使得工 作人員的工作量加大。為了保證設備管理的高效性、集中管理的統一 性、課余時間上機的靈活性，同時又能減輕工作人員的工作負擔，所以 從應用上來講必然需要有一套有效的軟體來進行管理控制。 從技術上來講，現在很多的機房管理軟體都是採用C，s即客戶，服 務器模式，在這種模式下，當客戶數量過多、數據量大量增多時，就會 出現伺服器負荷過重，嚴重的會出現伺服器崩潰現象，同時網路數據 流量也會明顯加大，加重了網路的負擔，為了避免這種情況的出現，從 技術上有改進的必要，從而為任務分擔模型的提出提供了技術需求。 勤。
（2）主伺服器S功能 主伺服器S主要實現數據的分發及各分服務數據的接收、對各分 伺服器的管理、教師上課預約等，其基本功能如右圖．： （3）分伺服器s功能 分伺服器主要實現對主伺服器數據的收發、對客戶端的控制管 理、收費的實現等。主要功能如右圖： 任務分擔模型下高校機房管理系統的功能如下：
基於任務分擔模型下高校機房管理系統功能有： （1）能實現跨網路的數據傳輸與控制，實現機房管理的統一性。 （2）教師能利用本軟體預約上機、檢查機房設備狀況、對學生考 （3）計費管理自動進行，實現計費無人值守。 （4）採用伺服器喚醒技術，伺服器程序不啟動。客戶程序界面不出 現，開放機房上機計費和正常教學、工作使用互不影響。。機多用，符 合學校對外開放機房收費的需要。 （5）伺服器程序和收費充值程序分離，便於控制和管理，上機時無 現金交易，增加收費和費用管理的透明度。 （6）客戶端自動上機計時顯示，便於用戶了解和掌握上機時間。 （7）帳戶余額自動檢測。防透支，余額不足，提前提醒並倒計時。 （8）支持多管理員，功能分工，相互制約。
二、任務分擔模型的實現
傳統的C／S模型在實際應用中有許多局限性，經過改進後的機房 管理系統在結構上將傳統的C，s中的S改為s和S，即將原模型S中 的功能分配到相應的主伺服器S和分伺服器s，實現任務分擔，這樣解 決了原c，S中伺服器負荷過重的現象，也解決了網路隨終端數量的增 加出現過度繁忙的現象，其結構及功能分工如下。 （1）拓撲結構設計： 拓撲結構如右圖所示，這種結構改變了C／S模式，將S改為分服 務器8和主伺服器S即c＾s，s，各客戶端的數據大部分可以在本地服務 器s處理，這樣對主伺服器S進行任務分擔．同時網路中數據流量也 會因此大大減少，減輕了網路的負擔，實現任務分擔。其中主伺服器為 S。分伺服器為s。
機房管驥統一性，提高機房的管理效率，對學校的管理有極為積極
的意義。嘭
【參考文獻】
［1】王敬斌．公共機房收費管理系統軟體的開發明．電腦開發與應用．2002，（3）．
基於任務分擔模型下高校機房管理系統的實現必將有利於高校
（2】睢丹．基於Agent分布式機房管理系統的設計與實現【D1．華東師范大學．．2007，
5．
［3］殷誠：九江職業大學．
I蕾曩量務
口客戶贍
【責任縮輯：田瑞疊】
（上接摹睨頁J法達到令人滿意的效果。只有綜合地運用多種技術。才
［3J康小親等．基於負壓披法的糖袖管道澄攮檢謝定位系統．計算飢工程與設計
20昕，．5：2199－2202．
能成功地實現對輸油管道泄漏的檢測及定位。●叄

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鐩褰曪細
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