400km/h高铁隧道出入口缓冲结构开口率对微压波影响研究

随着高速列车运行时速的提升,车-隧气动效应加剧、微压波超限问题愈发严重。以往研究表明,隧道洞口设置缓冲结构是解决微压波问题的有效手段之一,但是随着隧道长度增加、列车时速提升,仅以入口缓冲结构作为标准的设计方法存在一定局限性。并且国内外的研究重点更多集中在入口缓冲结构,对出口缓冲结构及隧道出入口均设置缓冲结构的设计方法研究相对较少。针对这一问题,利用控制容积法分析出口开口式缓冲结构的关键影响参数。基于LES湍流模型和动网格技术建立三维数值仿真模型,对关键参数的正确性做出验证。分析隧道出入口对称、非对称设置缓冲结构对微压波特性的影响,提出适用于单线和双线隧道的洞口开口式缓冲结构的设计方法。研究结果表明:1)隧道出口缓冲结构开口率是影响出口缓冲结构对微压波压力缓解效率的关键参数,开口率越大,微压波压力最大值越低;2)隧道入口以压力梯度为控制标准设置最优缓冲结构、隧道出口提高缓冲结构开口率的形式,在单线隧道缓冲结构设计中对微压波有更高的缓解率,出口缓冲结构开口率越大,对微压波压力缓解效率越高;3)双线隧道洞口开口式缓冲结构设计时,应当增加其总开口率,同时选择小面积、多个数的开口形式并在隧道出入口对称设置。

基于卷积神经网络-长短期记忆神经网络模型利用光学体积描记术重建动脉血压波信号

目的直接动脉血压(arterial blood pressure,ABP)连续监测是侵入式的,传统袖带式的间接血压测量法无法实现连续监测。既往利用光学体积描记术(photoplethysmography,PPG)实现了连续无创血压监测,但其为收缩压和舒张压的离散值,而非ABP波的连续值,本研究期望基于卷积神经网络-长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)利用PPG信号波重建ABP波信号,实现连续无创血压监测。方法构建CNN-LSTM混合神经网络模型,利用重症监护医学信息集(medical information mart for intensive care,MIMIC)中的PPG与ABP波同步记录信号数据,将PPG信号波经预处理降噪、归一化、滑窗分割后输入该模型,重建与之同步对应的ABP波信号。结果使用窗口长度312的CNN-LSTM神经网络时,重建ABP值与实际ABP值间误差最小,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)和均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为2.79 mmHg和4.24 mmHg,余弦相似度最大,重建ABP值与实际ABP值一致性和相关性情况良好,符合美国医疗器械促进协会(Association for the Advancement of Medical Instrumentation,AAMI)标准。结论CNN-LSTM混合神经网络可利用PPG信号波重建ABP波信号,实现连续无创血压监测。

负压波与输量平衡法技术在气田水管道泄漏监测中的应用

气田水管道泄漏会造成严重的环境问题。为了掌握负压波与输量平衡法监测技术在气田水管道泄漏监测中的有效性及应用效果,采用7种不同直径的限流孔模拟管道泄漏,并开展现场试验,对比分析在消除空管段塞流、末站阀门全开测试及首站停泵末站关阀3种工况下的现场应用效果。测试实验结果表明:负压波与输量平衡法能对ϕ2 mm及以上孔径泄漏进行监测,平均定位误差在50 m以内,平均报警响应时间为60 s;ϕ2 mm孔径以下的微小泄漏,使用两端流量计并结合相关软件算法可以对泄漏进行报警,但监控效果差且无法定位;采用调节末站阀门开启程度、进站泵排量等手段使管道内空管段塞流消失,可提高系统对泄漏点的有效定位。

基于CUSUM算法的负压波管道无损检测方法

本文指出盐业化工企业主要采用盐卤作为生产原料,在生产中常需要长距离运输,然而长距离盐卤管道作为输送的主要方式却容易遭受损坏,盐卤管路损坏既影响正常生产又污染周围环境,因此对其运输管路进行无损检测非常必要;目前国内管道泄漏检测技术起步较晚,常用到的负压波管道无损检测作为主流检测技术却难以精确检测到较小的泄漏。针对这一问题,本文提出了一种基于CUSUM算法的负压波检测方法,改善了传统负压波检测的缺点,对细小的泄漏也有很好的反馈作用,便于负压波检测的定位,具有一定的工程实际意义。

基于改进负压波法的海底管道泄漏研究

管道作为油气运输的主要方式之一,自然和人为的因素的破坏会导致油气资源发生泄漏,造成经济损失及环境污染。本文以海上油田的海底管道为研究对象,阐述了负压法检漏技术的基本原理,改进了负压波定位算法,提出并推导了其泄露位置粗区间的计算公式,利用OLGA软件搭建管道泄漏模拟系统,计算了管道的泄漏点,可实现对泄漏点的准确定位,可及时发现海底管道的泄漏风险并进行故障维护。

负压波法在液体管道上的可检测泄漏率分析

由于管道泄漏引发的负压波大小及其沿管道的衰减程度都与管道工况、长度、口径和介质物性等管道特性有关,因此管道特性决定了负压波法在管道上的可检测性。依据特征线理论,对管道的泄漏发生机理和压力波传播机理进行了研究,建立了管道内产生负压波及其传播中衰减程度的计算模型,并利用实际输油管道的操作数据验证了所建立的计算模型的准确性。以该计算模型为基础,进一步分析了管道特性与负压波法的可检测泄漏率等指标的关系,为管道的设计和布局提供参考,并可对基于负压波法的管道泄漏检测系统进行正确的评价。

PLC/RTU在负压波管道泄漏监测技术中的应用

负压波管道泄漏监测技术在长输原油、成品油管道中应用最为广泛,但是各厂商数据采集设备规格多样,增大了使用成本和维护难度。采用管道SCADA系统现有的PLC/RTU采集数据,只需对PLC/RTU参数进行简单配置,既减少了硬件成本和维护工作量,又能够从PLC/RTU获取输油泵/调节阀等设备参数,判断管道工况操作,降低管道启停输、输量调节等引起的误报警频次。经在实际管道测试验证,利用PLC/RTU开发的泄漏监测系统可检测到管输量1.5%以上的泄漏,能够满足实际生产需求。

某金属压波垫片密封失效机理仿真研究

在面对金属压波垫片密封失效故障时,往往以面压不足作为分析问题的切入点,然而从该角度出发分析本文所述故障时,却无法解释故障现象进而解决故障。通过仿真研究发现,金属压波垫片与连接件之间的反复滑移错动导致金属垫片压波结构磨损,是本文所述金属压波垫片的密封失效机理。基于上述密封失效机理,可以良好的解释故障现象,并提出了相应的改进方向,最终成功解决了故障。

基于负压波法输油管道泄漏监控软件的开发

管道运输具有平稳连续、运输量大、运费低等特点,是油气运输的首选方式。管道泄漏检测是维护其安全运行的重要保障,为提高泄漏检测和定位的准确性,基于负压波原理设计了输油管道泄露检测软硬件解决方案,开发了泄漏监控软件。该系统安装于输油管道两端,能够完成管道状态信息的采集、管道两端数据的传输及泄漏的及时报警与定位等功能。采用全球定位系统来统一首末端数据采集系统的系统时间,以消除首末端压力传感器动态响应时间差。实际应用结果表明,该系统能够准确地进行输油管道泄漏判断,并确定泄漏点。

基于改进负压波的燃气管道泄漏定位技术应用

针对负压波技术在缓慢泄漏和微小泄漏检测上的局限性,先采用压力状态识别的方式判断是否发生泄漏,再利用长短时窗比法对压力数据进行处理,找到负压波的初至时刻,判断管道上下游接受负压波的时间差,实现漏点的定位。结果表明,改进后的算法无需增加硬件设施,可在不设置压力监测阈值的情况下,检测到泄漏状态,平均定位误差250 m,有利于缩小泄漏点的位置查找范围;长短时窗定位法对于含有一定噪声的压力信号也可应用,避免了数据降噪的过程,缩短了定位时间。研究结果可为提高负压波技术的应用范围提供理论依据。

基于无限大障板圆形活塞辐射原理的隧道微压波计算方法

高速列车驶入隧道端口瞬间在车头前形成压缩波。该压缩波沿隧道以声速向出口端处传播,并在洞外形成微压波。本文根据声学中无限大障板圆形活塞的辐射模型,开发了已知隧道出口端内压缩波压力梯度和大小时的微压波计算程序,并采用国外试验结果验证了程序的正确性。结合拟议的我国高速铁路隧道特征,初步分析了洞口微压波的主要影响因素,显示列车速度、隧道断面面积影响较大。微压波的大小与观测点有很大关系,这对于判断微压波的强弱、危害及其标准研究有很大关系。结果分析也说明所建程序的合理性与简便性,是一种适合工程设计方案比选的方法。

高速列车进入隧道产生的微气压波实验研究

高速列车在进出隧道时,会形成压缩波和微压波,引起车厢内压力变化并在隧道出口形成噪声,对乘客及环境造成影响。笔者利用高速列车模型实验系统,对列车进入隧道所形成的压缩波、微压波进行了测试分析,对不同长度喇叭型缓冲结构削减微压波效果进行了比较,得到了有关微压波产生、传播以及缓冲结构缓解微压波效果的规律。

基于多压力传感器负压波的管道检测法

提出了一种基于多压力传感器负压波的管道泄漏检测方法。该方法运用泵站前端与后端的各个压力传感器接收到负压波的先后顺序,根据此顺序进行合力判断负压波是由管道泄漏引起还是由泵站工况调整引起。该方法能降低系统漏报率、提高系统泄漏定位的精度,并确保系统能够有效运行。

瞬态负压波结构模式识别法原油管道泄漏检测技术

本文研究了管道泄漏引发的瞬态负压波在管道中的传播过程，设计了一种能够有效地提取泄漏压力波形特征信息的分段积分非法，提出了基于此算法的瞬态负压波结构模式识别判定管道状态的方法。

应用负压波法检测输油管道的泄漏事故

针对输油管道的具体情况,基于负压波原理,研制了一套输油管道泄漏检测系统.提出了负压波法泄漏检测需要解决的关键技术,即如何确定负压波的传播速度;如何确定负压波到达管道两端的时间;如何统一数据采集系统的时间,并给出了相应的解决方案,将小波变换、GPS校时等先进技术应用到系统中,实际应用表明,系统性能稳定可靠,能对输油管道的突发性泄漏做出迅速反应,泄漏定位精度高(管长的1%以内),所需硬件设备较少,投资额度底,满足工程应用要求,有广阔的应用前景.

负压波管道泄漏检测与定位技术

对基于负压波的管道泄漏检测与定位方法进行了研究,介绍了负压波泄漏检测、定位原理及方法,说明了其优缺点。在分析负压波管道泄漏检测与定位系统的工作原理基础上,提出了一套系统设计方案,介绍了负压波管道泄漏检测与定位结构模式识别系统的硬件结构和软件设计。

基于负压波法的输油管道泄漏检测定位系统

为实现对石油管道的泄漏进行检测并定位,简要分析了国内外输油管道泄漏检测定位方法及其应用现状,重点研究了负压波泄漏检测与定位算法在实际中的应用。尤其对负压波定位公式中需要的首、末站压力拐点的时间差,即各站压力下降的拐点寻找进行了比较深入的研究与分析。在此基础上设计了一套基于ADAM5510的泄漏检测系统,给出了系统的总体组成结构、各部分功能及软件设计思想。现场试验表明设计的泄漏检测与定位方法具有实用价值。

基于负压波的管道泄漏检测与定位技术研究

管道输送因其具有独特的优点已经在各行各业中得到了广泛应用 ,但日益严重的泄漏问题不仅影响了管输的正常运行 ,也给人类的生命财产造成了极大的损失。探索一种有效的检测方法已经迫在眉睫。文章对基于负压波的管道泄漏检测与定位技术的方法进行了研究 ,说明了其优缺点 。

光纤负压波管道泄漏监测系统

管道泄漏引发的负压波信号及其沿管道衰减程度与管道工况、长度及泄漏孔直径等因素有关。针对传统负压波监测方法定位精度低、可靠性差等问题,提出了一种光纤负压波管道泄漏监测方法。由泄漏负压波在管道中传播规律,通过提高传感器布设密度,降低信号衰减强度,得到了更清晰的负压波下降沿拐点信息。根据泄漏点所在传感器区间不同,提出了自适应负压波波速数值计算方法。在实验室分别对光纤与传统负压波泄漏监测方法进行对比分析,实验结果显示,在泄漏量为管道总运输量5%的工况下,光纤监测法泄漏定位误差小于1.6%,较传统的监测方法能获得更高的管道泄漏监测灵敏度及定位精度,具有更加广阔的应用前景。

负压波衰减系数及普通弯管泄漏检测研究

负压波在管道中的传播是能量传播的一种形式,因而在管道传播过程中会有能量的损失,这种损失在经过弯管时损耗会更大.发生泄漏后,管道中间若有弯头,负压波在这一段会有反射、折射现象发生,使负压波的能量减小.文中从实验出发,研究弯头处的负压波传播规律,对负压波衰减系数的影响因素进行研究,得出管道泄漏计算时的弯头当量长度计算公式,并将此分析结果与以前的工作进行对比,验证了此结果的合理性.