管道传声特性及典型破坏声的识别

为了保证管道输送的正常运行,防止人为打孔盗油事件发生,对管道进行主动防护与快速准确地判定事发地点具有重要意义.研究了管道的导波特性,分析了管道人为破坏的典型声谱特征,建立了能对管道破坏方式进行分类的混合模型.研究结果表明,声波通过管道中介质以平面波传播且衰减较小;典型破坏声可在管道内远距离传播,隐马尔可夫模型(HMM)与人工神经网络(ANN)算法相结合能有效地提取和识别其声谱特征,从而为管道运输防盗监测提供一种新的途径.     

浅谈聚乙烯燃气管道工程施工管理

聚乙烯燃气管道具有性能优异，施工简单，运行可靠，维修方便，使用寿命长，经济效益显著等优点，但聚乙烯燃气管道的强度远小于钢管，容易遭到人为的破坏，且只能埋地使用，受温度影响非常大。文章介绍了聚乙烯燃气管道的主要特征，并对其工程施工的前期准备、管道连接、管道敷设、试验与验收等方面进行了分析。     

综合分析脐血流声谱包络特征的方法

采用统计分类法和人工神经网络分类进行分类决策以及采用Ｚ域极点模型进行了极点分布研究，完成了从声谱包络的形态特征和动力学特征两方面综合提取脐血流的信息。研究结果表明，这些方法具有较好的效果。     

多普勒声谱图包络主波提取与特征识别

超声多普勒血流信号声谱图包络是声谱参数提取的基础，能为临床心血管疾病的诊断提供重要信息，基于格雷厄姆扫描算法提出声谱图包络主波提取的新方法，并用改进的角度探测方法进行包络特征的识别．临床试用结果表明，该方法能够自动、准确地获取超声多普勒血流声谱参数，从而为血流状态的临床检测提供了一种实用方法。     

分布式光纤传感器在管道泄漏监测中的应用

提出了一种利用分布式光纤传感器对输送管道泄漏进行实时监测的技术．输送管道发生泄漏、管道附近的机械施工和人为破坏等事件产生的振动、压力或温度变化信号作用于光纤时，光波在光纤中传输时产生的损耗具有不同的信号特征．分布式光纤传感器可以同时获取损耗的空间分布及其随时间的变化．在入射端利用光时域反射技术和在输出端利用光功率检测，可实现光纤上各点静态与动态损耗的测量和定位．计算机通过对数据进行分析和融合，根据信号特征判断并淮确定位管道泄漏等事件的发生，提高压力管道的监测水平．     

超声导波在层状管道结构传播性质的有限元模拟及验证

目的使用有限元分析软件ABAQUS建立层状管道结构模型,克服试验中不能在任意位置设置传感器的弊端,不破坏外包层的前提下实现对结构层的损伤识别和健康监测.方法利用有限元模型能对管道结构任意位置和任意节点的信号进行提取和分析的优势,分析压电超声导波的轴向传播机理.然后制定同等条件的试验室模型,建立试验系统,验证有限元分析的准确性.随后采用试验方法定量分析外包层对结构层的影响.结果试验结果与有限元模型的端部反射波波形图相符合,在非频散区间,试验信号和有限元模拟信号的群速度误差较小.结论有限元模型能够准确地模拟压电超声导波在层状管道结构的传播性质,量化外包层影响后,为后续损伤识别研究奠定了基础.     

煤矿软岩巷道顶底板剪切变形破坏机理

通过石嘴山一矿38区＋600m轨道巷表面收敛监测及变形破坏的研究，总结出了变形破坏特征。以矿山压力假说为前提，对巷道围岩典型破坏特征作出理论推断，建立巷道顶底板的力学模型，并应用关键层理论、块体理论、弹性力学对巷道变形破坏进行理论分析与求解，得出了巷道顶底板发生剪切破坏判定条件，并用FIAC加数值模拟验证其正确性，为深部巷道支护提供了新的理论依据。     

基于事例的推理循环中人工神经网络和遗传算法的4种应用模型

从理论上研究了人工神经网络（ANN）模型和遗传算法（GA）在基于事例的推理（CBR）循环中的应用。针对CBR循环中遇到的共性技术问题，即事例的检索与修改，提出了4种应用模型：基于神经网络自适应共振（ART1）、自组织特征映射（SOFM）模型的事例聚类，基于反向传播神经网络（BPN）模型的事例相似度计算，基于GA的最近邻检索法（K－NN）特征权值优化以及其于GA和BPN的事例自动修改。讨论并建立了各种模型的算法。对提高CBR实际应用时事例的检索效率与质量具有指导作用。     

奶粉液浓度的声谱分析

奶粉液浓度的声谱分析吴俊林，杨瑞科，张民仓，高武军，魏忠仁（陕西师范大学物理学系，西安７１００６２；第一作者，男，４０岁，副教授）利用超声可对食用油类、脂类及乳状液食物等样品进行成分分析、变质检查和掺假鉴别．这比许多传统方法快速、准确，且对样品无破坏...     

基于量表大数据的深度神经网络抑郁分类模型

针对抑郁相关量表大数据所面临的特征冗余、特征维度单一、特征子集难以确定等问题,提出了一种基于深度神经网络（deep nural network,DNN）的抑郁分类模型．通过结合主成分投影k-means（principal component, PC k-means）,在不破坏原有特征空间的条件下对量表大数据进行特征选择,并对原始算法的随机性与聚类个数不确定的问题进行了优化;在此基础上,为了增强抑郁识别维度的多样性,构建了引入因子分解机（factorization machines,FM）的DNN抑郁分类模型．分析和对比结果表明:PC k-means不仅可以有效地选择特征,而且与传统分类器和FM-DNN结合,更能提高抑郁分类的准确率,为深度学习引入量表大数据分析提供了新的研究思路与方向．      

输气管道泄漏音波信号传播特性及预测模型

输气管道泄漏音波在管内传播过程中发生衰减,在安装音波传感器前必须明确管内音波信号的传播距离。综合考虑介质黏滞吸收和热传导作用及特殊管件(弯管、分支及变径管)的吸收作用,建立泄漏音波在管内传播模型。利用改进的小波分析法对泄漏音波信号时频域特征进行分析,模拟分析不同特殊管件对音波传播的影响,并利用高压泄漏试验装置对建立的传播模型进行验证。结果表明:泄漏音波在管内以平面波形式传播,泄漏信号幅值能量占优的频带主要集中在0～0.366 Hz及2.93～46.88 Hz内,直管和弯管对音波衰减影响较小,只有分支和变径(变径流量计、阀门)对音波传播影响较大;得到的拟合音波吸收系数与理论吸收系数吻合较好,模型计算结果较为准确,可提高音波泄漏检测的准确性。     

天然气管道瞬态运行优化技术研究进展

由于长距离天然气管道输送需要依靠压缩机提供能量,而天然气管道的实际运行状态是不断变化的,稳态优化技术已无法满足管道的实际运行情况,瞬态优化技术应运而生。在满足用户需求的前提下,如何选择压缩机组合,制定最优运行方案,使压缩机能耗最低,是天然气管道运行管理的关键;因此研究天然气管道系统瞬态运行优化技术成为了管道输送至关重要的课题。为此,在调研大量文献的基础上,分别从目标函数、约束条件和优化变量三个方面总结了瞬态运行优化问题采用的数学模型及其特点和局限,分析了模型的主要算法、典型算例及其应用效果。最后根据天然气管道瞬态运行优化技术的发展趋势,提出以下建议:(1)进一步考虑管道元件和特殊工况对运行状态的影响,建立更贴近实际运行状态的数学模型;(2)后续的研究应注重结合不同的优化算法,提高求解效率,研究更具通用性的求解方法。     

超声悬浮传输及驻波-行波混合驱动

 超声悬浮传输广泛应用于材料制备、生化分析和先进电子制造等领域，声悬浮传输装置具有结构简单、传输形式灵活、传输速度快、传输距离远、应用范围广等优点。概括了声悬浮传输的理论基础，即声辐射力的计算方法；结合国内外研究，总结了不同传输方式对被传输物体的体积、传输的范围及速度的限制；分析了驻波-行波混合驱动进行超声悬浮传输可能存在的问题，展望了声悬浮传输的应用前景。     

超声界面波在充液双金属复合管道中的传播特性分析

随着管道运输行业的发展,复合管道越来越多地应用于机械、能源、化工等领域.利用超声界面波对复合管道的界面位置进行损伤探测成为机械装备超声无损检测研究的新方向.以充液金属复合管道为研究对象,采用多物理场有限元分析软件建立了充液复合管道的有限元模型,利用电信号激励超声界面波,分析了超声界面波在管道中的传播特性,并分析了不同液体对超声界面波的影响.结果表明:与空的复合管道相比,超声界面波在充液复合管道中的传播特性差别明显.在充液双金属复合管道中,超声界面波一部分来自初始激励,另一部分来自液体中激励的超声导波;随着传播的进行,初始激励的超声界面波迁移至固液界面处,形成固-液界面波,并逐渐泄漏至液体中;液体中的超声导波每经过一次管道壁面反射,在固液界面处形成一股新的固-液界面波,从而形成等间隔传播的固-液界面波群组.液体密度影响界面波的能量分布:液体密度越大,界面波能量越分散;液体的纵波波速影响固-液界面波的形成速度:纵波波速越快,固-液界面波形成越快.研究工作和分析结果可为管道损伤检测提供理论依据.     

VMD-Wavelet 联合去噪算法研究与应用

为解决天然气管道运行过程中采集到的泄漏声波信号含有大量噪声的问题, 通过研究小波、 经验模态分解、 变模态分解等常见去噪算法, 分析了泄漏声波信号的特点, 将改进小波阈值去噪和变模态分解去噪相结合, 提出了变模态分解-小波变换(VMD-Wavelet: Variable Mode Decomposition-Wavelet) 联合去噪算法。 利用该算法对典型信号进行去噪运算仿真, 结果表明, 该联合去噪算法性能优于常见算法。 最后, 将 VMD-Wavelet 联合去噪算法应用于实际采集的油气管道泄漏声波信号去噪处理, 研究发现, 该去噪算法对强背景噪声下的泄漏声波信号能取得很高的信噪比改善和很小的均方误差。     

声发射技术在管道泄漏检测中的应用

传统的管道泄漏检测法如负压波诊断法要求有很强的实时性,常因不能及时捕捉到泄漏信号而造成诊断失败,而声发射检测技术作为一种成熟的无损检测方法,可根据泄漏时流体与泄漏孔隙产生的声发射信号判断泄漏,实现对泄漏信号的连续捕捉,在检测原理上有很大的优势。利用声发射技术对管道泄漏检测进行了试验研究,通过对声发射信号进行时频域分析,实现了对泄漏信号的有效识别。试验结果表明,泄漏发生时的声发射能量主要集中在140-160 kHz,随着泄漏距离的增加,在200 kHz处的声发射能量将产生较大的衰减,从而验证了应用声发射技术进行管道泄漏检测的可行性。     

波流联合作用下海底管跨疲劳失效的分析

针对由涡激振动引发的海底管跨疲劳失效，提出管跨非线性涡激振动失效可靠性分析方法，引入波浪和海流对管跨的联合作用以及管跨所受轴力，并考虑管跨海底土壤支撑端的实际工况，建立了管跨段的垂向非线性振动方程及其边界条件．通过模态分析，求得振动方程的固有振型，并以此为基础，推导和建立方程解的关于时间域的微分方程组，运用时频分析方法，由波浪谱推得的波、流力谱作为振动方程的输入谱，计算得到相应的输出谱，进而确定位移和应变等各种响应随机过程的概率分布，结合可靠性理论确定管跨的疲劳失效概率．最后，通过实例的计算与分析，确定几个重要参数对管跨疲劳失效的影响程度．     

基于多传感器融合的埋地输水管道泄漏声发射定位方法

针对无裸露埋地输水管道泄漏源定位难度大、精度差的问题,利用声发射技术,基于贪心策略思想与声发射波衰减理论,构建了多传感器融合策略的埋地输水管道泄漏源定位算法。通过搭建埋地输水管道泄漏模拟试验平台,开展埋地输水管道泄漏试验,对泄漏源定位算法进行验证。试验结果表明：该算法应用贪心策略思想优化了泄漏源检测区域,结合声发射多传感器融合分析,实现了埋地输水管道泄漏源精准定位,定位点平均误差为6.52%,定位区域面积占检测面积3.79%。所提出的埋地管道泄漏源定位方法,能够实现输水管道位置未知情况下泄漏源的精确定位,有效提高泄漏源定位的工作效率,可为埋地供水管网泄漏源定位提供理论和方法基础。     

等温输油管路的经济管径与界限输量计算模型

考虑了油品黏度和输送量对泵效、流态和经济管径的影响,以管道建设投资的年分摊费用、管道年维修费用和管道运行年能耗费用之和为目标函数,给出了等温输油管路经济管径和界限输量的完整计算模型.采用斐波那契搜索算法对所建模型进行了计算,计算表明,本模型适用于各种流态,能较好地反映黏度和输量对经济管径的影响,计算收敛性很好.模型对等温输油管路的技术经济设计提供了可靠的理论依据.     

CO_2管道运输系统鲁棒优化设计

CO_2管道运输系统是碳捕集、利用与封存(CCUS)技术的重要环节.将线性鲁棒优化方法应用于CO_2管道运输费用设计,建立其鲁棒优化模型,解决了管道运输系统不确定性优化问题,使优化结果更为合理.提出的方法合理配置了管道入口压力、管道内径、壁厚、中间泵站数量,降低了CO_2运输费用.仿真结果表明,与现有优化设计方法相比,运输系统鲁棒优化方法具有较强的适应能力,为管道安全运输提供了保障.