[发明专利]一种基于贝叶斯框架确定管道泄漏数量与位置的方法

权利要求书

1.一种基于贝叶斯框架确定管道泄漏数量与位置的方法，其特征在于，包括：

在多个振动频率下，通过压力传感器采集管道多个位置的压力，得到压力矢量差数据集Δh；

Δh＝(Δh₁₁,...,Δh_J1,...,Δh_1M,...,Δh_JM)^T；

式中，Δh_jm＝h(ω_j,x_m)-h^NL(ω_j,x_m)，j＝1,2……J，m＝1,2……M；Δh_jm表示在第j个振动频率ω_j下第m个传感器x_m处测量的管道泄漏前后的压头差，上角标NL表示没有泄漏；J为设置的用于检测管道泄漏位置的振动频率的数量；M为压力传感器的数量；

基于管道瞬态水力模型，确定不同泄漏数量对应的管道泄漏模型H；对于每个所述管道泄漏模型H假设出多个泄漏点位置，每个所述泄漏点位置对应一个管道泄漏模型H的样本；

基于贝叶斯定理，根据管道泄漏模型H的边缘似然值P(D|H)确定偏好泄漏模型，得到管道泄漏数量；以及根据所述样本的似然值确定管道泄漏位置；

其中，D＝Δh。

2.根据权利要求1所述的基于贝叶斯框架确定管道泄漏数量与位置的方法，其特征在于，所述管道泄漏模型H为：

H＝G(x_L)s_L；

其中，当管道泄漏数量为n时，G(x_L)＝[G(x_L1),G(x_L2)，……，G(x_Ln)]，s_L＝[s_L1,s_L2，……，s_Ln]；G(x_Ln)＝(G(ω₁,x_Ln,x₁),...,G(ω_J,x_Ln,x₁),...,G(ω₁,x_Ln,x_M),...,G(ω_J,x_Ln,x_M))^T；

式中，G(x_L)表示估计管道实际泄漏位置的矩阵，x_L1,…,x_Ln表示泄漏位置；G(ω_j,x_Ln,x_m)表示泄漏位置的函数，j＝1,2，……J，m＝1,2，……M，s_L表示集总泄漏参数。

3.根据权利要求2所述的基于贝叶斯框架确定管道泄漏数量与位置的方法，其特征在于，所述泄漏位置的函数为：

式中，a表示波速，ω表示管道振动频率，i表示虚数单位；g表示重力加速度，A表示管道横截面积，R表示摩擦阻力，z_Ln表示第n个泄漏点的管道高度，Z表示特性阻抗，h(x_U)表示管道的上游端由于流通设置快速变化引起的压头变化，表示第n个泄漏点的稳态压头，q(x^U)表示管道的上游端流量。

4.根据权利要求3所述的基于贝叶斯框架确定管道泄漏数量与位置的方法，其特征在于，所述管道的上游端流量为：

式中，表示安装在上游端的压力传感器处的压头，表示安装在上游端的压力传感器的位置坐标，x_U表示管道上游端的位置坐标。

5.根据权利要求3或4所述的基于贝叶斯框架确定管道泄漏数量与位置的方法，其特征在于，所述集总泄漏参数为：

s_L＝C_dA_L；

其中，C_d是泄漏的流量系数，A_L代表泄漏点的流通面积。