基于声波技术的供热管网泄漏检测算法研究.docxVIP

基于声波技术的供热管网泄漏检测算法研究

目录

一、内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

二、声波技术在供热管网泄漏检测中的应用原理．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.1声波传播特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.2声波检测原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.3声波检测技术分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

三、供热管网泄漏声波信号采集与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.1信号采集系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.1.1传感器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.1.2数据采集与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.2声波信号预处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.2.1信号去噪．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.2.2信号增强．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.3声波信号特征提取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.3.1频域特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.3.2时域特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

四、泄漏检测算法设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

4.1模式识别方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

4.1.1基于距离的识别方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

4.1.2基于相似度的识别方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.2支持向量机算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

4.2.1SVM模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

4.2.2参数优化与模型训练．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

4.3机器学习算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.3.1随机森林算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.3.2神经网络算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

五、泄漏检测算法性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

5.1评估指标与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

5.1.1检测准确率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

5.1.2检测灵敏度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

5.1.3检测特异性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

5.2实验数据与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

5.2.1实验数据集构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

5.2.2算法性能对比分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

六、实际应用案例与效果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

6