北京昊科航科技有限责任公司
2、水力摩阻定位的困难 管道泄漏另一种定位方法是根据水力摩阻计算的方法，由于管道泄漏以后 有流体流出管道，这样以泄漏点为界，上下游管道的两侧的流量不一样，图中 曲线1是泄漏前的水力坡降，2是泄漏后的水力坡降，根据流体流过管道时产生 的摩阻与流量大小的关系，求出两条曲线交点X对应的位置就是泄漏点； 但是，同样的方法在天然气管道上就不行了，因为天然气管道中气流流动 速度越来越快，没有液体管道中的那种直线的水力坡降，在这里，水力坡降是 不确定的曲线，根本不能用求交点的办法定位。
北京昊科航科技有限责任公司
�
1、水击波定位遇到的问题
�管道泄漏定位的一种方法是根据声波（水击波）在管道中传播的速度 a ，采
用已知路程L（监测段管道长度）、速度a （声波在管道中的传播速度）、时 间Δt（两端传感器接收到泄漏信号的时间差）求（声波） a出发点（泄漏位 置） X的公式。声波a的传播速度与物质的性质是密切相关的，就天然气而 言，密度的改变波速也随之改变，由于天然气组分含量、管内各点压力温度随 着工况改变随时都不同，压力温度又是密度的函数，结果是管道内部各点声波 速度都不同，而且会不停的变化，没有一个固定的波速可以用于计算位置；
北京昊科航科技有限责任公司
HKH公司的管道泄漏识别技术
这是一张管道发生泄漏的真实过程图片，从压力流量曲线上是不容易看出泄漏的，我们 用神经网络开发出了一套模糊识别算法，就是这条蓝色线条，用以识别泄漏，该数据说 明，大于0.58的部分，都是泄漏过程。
北京昊科航科技有限责任公司
HKH公司的泄漏复核与定位技术
北京昊科航科技有限责任公司
3、识别不出泄漏
液体管道泄漏定位依据的寻找下降波波形拐点，由于气体可压缩性的特点，在 这里小波动看不出来，下降的拐点会变的模糊不清，导致找不到实际拐点。图中曲 线如果是液体输送管道，他不会这么光滑，人工一眼就能看出曲线拐点。 正因为如此，常规那种泄漏识别方法不灵了，你看不到何时是变化的起点，也 不敢轻易断定管道到底是否发生了泄漏。发生小的泄漏，尤其是短时间的泄漏，很 快就会被庞大的管容所吸收，信号很难传远，所以一般技术识别不了。
�如果神经网络的输出值说明可能发生了泄漏，两端的监测点也收到了同样频率的
次生波，且初相角时差符合客观规律，那就说明管道发生了泄漏。
�尽管泄漏产生的信号总是不同，但是同一个泄漏点向两边传播的信息却是相同
的，这就是HKH系统识别管道泄漏的原理。这和其他方法有着本质的区别。对于气 管道来说，泄漏同样会引起流量压力的改变，和液体相比较，传播速度要慢的 多，没有较为陡峭的前沿，尤其距离远了以后，和液体输送管道相比几乎是平坦 的，一般方法识别泄漏是很困难的。
北京昊科航科技有限责任公司
二、天然气管道泄漏监测的难点
�
天然气是混合物，不同时间地点 所产天然气组分亦有不同，组分不同 同压力温度下的密度就不同；天然气 还具有可压缩性和膨胀性，管道输送 时，在一定条件下还会出现相变；天 然气中含有水分，一旦出现泄漏，有 可能造成小孔周围局部结冰，冰晶的 形成和破碎会产生复杂的声波，除此 之外，复杂的管网各进出点互相影 响，使本来已经很难实现的管道泄漏 监测雪上加霜，这些特点决定了现有 的管道泄漏监测系统很难适应。
北京昊科航科技有限责任公司
三、HKH解决问题的方法
前面说明的天然气管道泄漏监测难题只有两个，一个是管道发生的泄 漏识别不出来，另一个是没有定位的方法。下面来说明一下 HKH是怎样解决 问题的。
1、昊科航的HKH系统是一种什么技术？
北京昊科航公司在独家拥有的中国发明专利“流体输送管道泄漏监测定 位方法”的基础上，研制开发出了比较适合我国管道实际状况的《HKH系列 管道泄漏监测报警定位系统》。这是一项基于模糊神经网络的人工智能型管 道泄漏监测系统，这一智能型监测装置是在国内外先进管道泄漏监测技术的 基础上开发出来的，并且在国内多条管道上得到了应用，实践证明该系统对 管道的泄漏和定位具有完全的识别能力，可以应用于各种管道的泄漏监测。
北京昊科航科技有限责任公司
HKH天然气管道泄漏监测技术
2008年4月
北京昊科航科技有限责任公司
一、天然气管道泄漏监测技术现状
�
管道泄漏监测是世界性质的难题，直到目前为止，世界上还没有出 现令人满意的泄漏监测系统技术。由于天然气的性质和液体有着许多不 同的特点，被业内公认领先的统计法，在自己的宣传材料中称气体管道 泄漏监测的灵敏度为1.8％，国内广泛应用的负压波技术目前还没有一个 气体管道泄漏监测的成功案例，有一种宣传音波测漏的技术在国内外的 管道上虽有应用案例，但从目前实验的情况看还存在难以克服的监测距 离短、灵敏度低造价昂贵的问题。从理论依据上，该技术还有许多问题 需要解决。因此，天然气管道泄漏的监测是目前比液体管道泄漏监测更 为难于解决的工程技术难题。下面，我们就泄漏识别和定位两个问题来 展开讨论，看看到底天然气管道泄漏监测的困难在何方及我们的措施。
北京昊科航科技有限责任公司
3、天然气管道的泄漏是怎样识别出来的？
HKH管道泄漏监测系统是一种基于图形识别的人工智能软件，和一般 人工智能软件采用固定专家库的方式不同，它是以正常运行的经验为参考点 来分析当前的状态的。所谓正常的经验分两部分，一部分是专家经验，另一 部分是新学习的现场经验。不管是新学习的还是专家经验，在程序里都变成 了提取规律的改进算法，这种总结经验提取规律改进后的算法被不断的更新 并保存下来，通过程序的不断更新，系统的性能越来越好。 前面分析了天然气管道泄漏识别的特殊难度，但是我们知道一个简单的 事实，那就是：不管怎样，只要管道发生了泄漏，流量和压力必然要变化， 这是不可改变的客观规律，详细的情况如何，可以逐步认识，至于信号小， 我们可以从硬件选型安装和软件处理上想办法，只要流量压力会发生改变， 就说明还是有规律可循，而HKH系统就是基于寻找规律的软件，所以能够发 现泄漏。下面，我们通过四个计算例题，看看泄漏后信号变化多少。
�站压力。可以看到这两条
曲线含有很多的频率成分，其中只有频率低的次生波部分传到了另一站，经过HKH系统的 图形识别，我们得到了他们的共同特征，这就是下面的曲线，这说明他们是源于同一事件。
北京昊科航科技有限责任公司 2、为什么HKH泄漏监测系统能用于气管道监测
�HKH系统是人工智能性软件，监测管道泄漏时是分析数据中的次声波，气管道波
形变化快正是频率较高部分声波传不远较快消失的现象，根据次声波图形的形状、 时域、频域特征，可以分析出信号的来源、起点。管道发生泄漏时产生的同一个 信号总是同时沿着管内流体向两端传播，传播的过程中，高频部分逐渐被吸收 了，只有非常低的波能够到达监测点。只能传到一端不能传到另一端的波不可能 是连续泄漏信号，剔除这部分信号，才能为识别网络的快速分析识别提供充足的 时间。