[发明专利]一种长距离管道输送现场疏浚输送系统数据处理方法

权利要求书

1.一种长距离管道输送现场疏浚输送系统数据处理方法，所述数据包括流速数据、压力数据、浓度数据；所述流速数据、压力数据通过已有方法获得，其特征在于，首先，选取整个输送管道的起始点作为监测点，获得该监测点的泥沙流体流速值视为其下游包括待测目标管段的整个管道同时刻共同的流速值，获得该监测点处的浓度值，将监测点随时间变化的浓度值推演出任意时刻整个输送管道上的浓度分布，为目标管段压差进行匹配，构建数据组；接着，清洗数据组；接着，将数据组作为二维空间数据，按其大小分别排序、分组、取平均，弱化数据的集中性；

具体包含以下步骤：

S1：长距离管道输送施工数据采集，提供给S2；包括输送起始点浓度数据、流速数据、测试目标段管道压力数据三类动态数据；

S2：对长距离管道输送的动态数据前处理，以及时钟匹配，提供给S3；

S3：浓度分布的推演计算：

将浆体流速控制在高于临界流速的范围内，浆体在输送过程中，以某一时刻管道吸口处的浆体微元，该浆体微元的颗粒体积浓度为C_vd，浆体流速V随时间变化，是时间t的函数，具有浓度值为C_vd的浆体微元在不同时间对应不同的移动距离，因此Δt时间后，该浆体微元位于距起始点x处，表示为：

对于该浆体微元，通过积分计算出其任意时刻距起始点的距离，同理，对于任意浆体微元，通过积分方式计算其移动距离，如此，获得整个管道上任意时刻浆体的浓度分布，用于提供给步骤S4；以浓度、流速测量位置为管道起始零点，以该点测量的浓度、流速测量值为基础，依次推算整个管道在不同时刻的浓度分布；

S4：计算目标管段的平均浓度

在S3中计算得到了不同时刻整个管道上的浓度分布，通过数值积分来计算目标管段的浓度平均值,得到所有时刻该目标管段上对应的平均浓度

目标管段在任意时刻，将该管段上的平均浓度和泥浆流速V、管道首尾压差P三个物理量构成一个数据组数据组内的数据相互关联；

S5：获取流速-平均浓度-压差一一对应的数据组集α，提供S6；

将S4中目标管段上计算出来的所有时刻平均浓度与每一时刻对应的流速V，压差P组成的数据组集合到一起，构成一个数据组集合α，设α有n个数据组，则表示为

S6：数据筛选和剔除，提供给S7：

在S5中所获得的数据组并不是完全理想的数据组，存在很多“问题数据”，会影响后续研究，需要结合实际工况、数据采集特性、数据组内数据相关性、相关理论知识等对获得的数据组进行甄别和筛选，数据组内的任何一个数据存在问题，或数据组内数据间存在矛盾，都需要将整个数据组从数据组集合中剔除，剔除后的数据组集合为β，设m个数据组，则

剔除浓度小、压差大的数据组，剔除浓度很大、压差正常的数据组；剔除预处理阶段压差数据置为NaN的数据；

S7：数据后处理：

对流速、浓度进行排序和分类，并对同类内的数据分别取平均，弱化数据误差，弱化数据集中性；具体处理方法如下：

S7-1：将数据组集合β内的m个数据组，按数据组中的速度大小进行排序，并保持其余两个物理量与速度的对应关系，排序后，以每i个数据为一大类，依次分类，提供给步骤S7-2；

S7-2：在每个大类内，再将数据组按数据组中浓度的大小来排序，以每j个数据组为一小类，依次分类，提供给步骤S7-3；

S7-3：将数据组以速度为横坐标，浓度为纵坐标分割在二维空间内；

集合β内的数据组，按速度排序后，从小到大，将数据组分为大类；同理，对同一大类中的数据组，按浓度排序后，从小到大，再进一步分小类，则同一大类中又总共有多个小类；接着，对同一类中的数据组取平均，也就是对流速、管道平均浓度和管道首尾压差三个物理量分别取平均，得到一个处理后的新数据组

S7-4：将这些数据组合并到一个集合γ里，作为最后的数据组集合，设γ有k个数据组，则表示为