供水管道漏损声波信号特征及多探头阵列漏点定位试验研究

目录

第1章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.1.1课题背景

1.1.2研究目的与意义

1.2国内外研究现状

1.2.1 管网漏失检测方法研究现状

1.2.2 基于声信号处理的漏失检测与漏点定位研究现状

1.3主要研究内容

1.3.1 侵蚀坑影响下的管道漏损声波信号特征变化

1.3.2 基于BP神经网络法的漏损概率预测模型

1.3.3 基于漏损概率扩散模型的多探头阵列最佳形式模拟研究

第2章 试验装置与研究方法

2.1 试验装置

2.1.1 模拟漏损管道系统

2.1.2 数据采集装置

2.2 研究方法及试验设计

2.2.1 探究侵蚀坑形成规律及对声信号特征影响试验方法

2.2.2 建立漏损概率扩散模型的试验方法

2.2.3 数据拟合方法

2.2.4 漏损声波信号辨识及定位方法试验研究方法

第3章 侵蚀坑影响下的供水管道漏损声波信号特征

3.1 漏损声波信号来源

3.1.1 漏损形式及原因

3.1.2 漏损产生声信号的原理

3.2 管道漏损形成的侵蚀坑内流场数值模拟

3.2.1 基准工况下数值模拟分析

3.2.2 漏口大小对侵蚀坑形成的影响分析

3.2.3 漏口方向对侵蚀坑形成的影响分析

3.3 漏损声信号特征提取分析

3.3.1 功率谱分布

3.3.2 近似熵和Lempel-Ziv 复杂度

3.3.3 经验模态分解（EMD）

3.3.4 梅尔倒谱系数（MFCC）

3.3.5 短时过零率

3.4 漏损形成的侵蚀坑对声信号特征的影响

3.4.1 漏损实验设计

3.4.2 声信号特征影响分析

3.4.3 测点相对于漏点方向对声信号特征的影响

3.5 本章小结

第4章 基于BP神经网络法的漏损概率预测模型

4.1 漏损声波信号特征辨识方法

4.1.1 分形法

4.1.2 盲系统辨识法

4.1.3 BP神经网络法

4.2 基于BP神经网络的漏损概率预测模型构建

4.2.1 漏损声波信号采集与处理

4.2.2 基于处理后的漏损信号特征建立BP神经网络辨识模型

4.3 模型效果检验

4.3.1 不同压强下的效果检验

4.3.2 不同埋深下的效果检验

4.3.3 不同管材的效果检验

4.4 本章小结

第5章 基于漏损概率扩散模型的多探头阵列最佳形式模拟研究

5.1 漏损概率扩散模型建立

5.1.1 建模理论基础

5.1.2 漏损概率扩散模型建立

5.1.3 模型效果验证

5.2 多探头阵列最佳排布形式模拟研究

5.2.1 基于模型曲面顶点距离差的探头最佳排布算法

5.2.2 基于模型曲面轴心距离差的探头最佳排布算法

5.3 模拟效果验证

5.3.1 三角形阵列到漏点的距离

5.3.2 三角形阵列自身旋转角

5.3.3 三角形阵列相对于漏点方位

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢