本發(fā)明涉及巡檢方法，尤其是一種埋地輸水壓力鋼管病害巡檢方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、埋地輸水壓力鋼管是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)著城市供水、水利工程等核心功能，其安全運(yùn)行直接關(guān)系到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民生保障。由于長期埋地運(yùn)行，這類管道面臨著土壤腐蝕、應(yīng)力集中、材料老化等多重威脅，一旦發(fā)生破裂或泄漏事故，后果較為嚴(yán)重。因此，開展埋地輸水壓力鋼管的病害巡檢研究，對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在隱患、預(yù)防事故發(fā)生、延長管道使用壽命具有重要意義。

2、目前，埋地輸水壓力鋼管的檢測(cè)主要依賴超聲波、電磁、視頻等單一檢測(cè)手段，檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理和分析方法相對(duì)簡單。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法多采用固定閾值判斷和經(jīng)驗(yàn)規(guī)則分析，缺乏對(duì)多源數(shù)據(jù)的協(xié)同分析能力。在狀態(tài)評(píng)估方面，主要依靠統(tǒng)計(jì)模型和確定性分析方法，對(duì)管道劣化過程的動(dòng)態(tài)特性和環(huán)境因素影響考慮不足。預(yù)警決策多采用靜態(tài)閾值和固定維護(hù)周期，難以適應(yīng)管道服役條件的動(dòng)態(tài)變化。同時(shí)，現(xiàn)有的檢測(cè)系統(tǒng)普遍存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率低、計(jì)算資源占用大等問題。

3、在具體技術(shù)層面，當(dāng)前的檢測(cè)技術(shù)存在以下問題：多源傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)序?qū)R精度不足，難以準(zhǔn)確反映管道狀態(tài)的瞬時(shí)變化；數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估缺乏自適應(yīng)機(jī)制，無法有效識(shí)別和過濾不可靠數(shù)據(jù)；特征提取過程中未充分考慮頻率調(diào)制特征，導(dǎo)致某些微弱病害特征被忽略；狀態(tài)軌跡分析未能有效利用多尺度信息，影響對(duì)漸變性病害的識(shí)別能力；健康狀態(tài)評(píng)估未考慮歷史數(shù)據(jù)的記憶效應(yīng)，降低了評(píng)估結(jié)果的可靠性；劣化趨勢(shì)分析未能準(zhǔn)確量化環(huán)境因素的耦合作用，影響預(yù)測(cè)精度；預(yù)警閾值更新缺乏動(dòng)態(tài)優(yōu)化機(jī)制，容易產(chǎn)生誤報(bào)和漏報(bào)；維護(hù)決策未能充分考慮資源約束和技能匹配問題，影響維護(hù)效率。此外，現(xiàn)有系統(tǒng)在特征數(shù)據(jù)的分級(jí)存儲(chǔ)和快速檢索方面也存在不足，影響了檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的，提供一種埋地輸水壓力鋼管病害巡檢方法與系統(tǒng)，以期望能夠解決現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一個(gè)技術(shù)問題。

2、技術(shù)方案，埋地輸水壓力鋼管病害巡檢方法，其特征在于，包括如下步驟：

3、步驟s1、根據(jù)各個(gè)傳感器采集的原始數(shù)據(jù)流，并依序進(jìn)行包括時(shí)序?qū)R、質(zhì)量評(píng)分、特征提取和特征優(yōu)化在內(nèi)的預(yù)處理，得到降維后特征數(shù)據(jù)；將降維后特征數(shù)據(jù)按照質(zhì)量等級(jí)和數(shù)據(jù)類型進(jìn)行分塊壓縮存儲(chǔ)，獲得壓縮數(shù)據(jù)塊；

4、步驟s2、讀取并基于壓縮數(shù)據(jù)塊進(jìn)行數(shù)據(jù)解壓和特征重構(gòu)，得到初始特征向量；對(duì)初始特征向量進(jìn)行增強(qiáng)處理、相關(guān)性分析和狀態(tài)軌跡分析，得到狀態(tài)演化序列并進(jìn)行異常檢測(cè)和分類，得到異常評(píng)分和模式分類結(jié)果；然后進(jìn)行時(shí)空特征融合和優(yōu)化存儲(chǔ)，形成管道狀態(tài)特征數(shù)據(jù)包；

5、步驟s3、獲取并基于管道狀態(tài)特征數(shù)據(jù)包，構(gòu)建初始健康特征向量，對(duì)初始健康特征向量進(jìn)行非線性特征融合和概率密度分析，得到健康狀態(tài)分布數(shù)據(jù)；基于健康狀態(tài)分布數(shù)據(jù)，進(jìn)行劣化趨勢(shì)分析和加速因子計(jì)算，獲取劣化發(fā)展預(yù)測(cè)結(jié)果；根據(jù)劣化發(fā)展預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估和預(yù)警策略生成，輸出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)數(shù)據(jù)和預(yù)警指令；基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)數(shù)據(jù)，生成維護(hù)優(yōu)先級(jí)序列和具體維護(hù)方案。

6、有益效果，從數(shù)據(jù)采集、處理、分析到?jīng)Q策形成了閉環(huán)的技術(shù)體系，顯著提高了管道檢測(cè)和維護(hù)的效率和可靠性。該方案特別適合應(yīng)用于具有高安全性要求、復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境的大型輸水管道系統(tǒng)，能夠有效預(yù)防管道事故，延長管道使用壽命，實(shí)現(xiàn)管道資產(chǎn)的最優(yōu)管理。

技術(shù)特征：

1.埋地輸水壓力鋼管病害巡檢方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地輸水壓力鋼管病害巡檢方法，其特征在于，所述步驟s1具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的埋地輸水壓力鋼管病害巡檢方法，其特征在于，所述步驟s2具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地輸水壓力鋼管病害巡檢方法，其特征在于，所述步驟s3具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地輸水壓力鋼管病害巡檢方法，其特征在于，所述步驟s11具體為：

6.埋地輸水壓力鋼管病害巡檢系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種埋地輸水壓力鋼管病害巡檢方法與系統(tǒng)，包括以下步驟：對(duì)超聲波、視頻和位置等多源傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)序?qū)R和質(zhì)量評(píng)估，通過自適應(yīng)濾波和頻率平滑技術(shù)進(jìn)行特征提取和優(yōu)化，采用基于熵值和變異度的分塊壓縮存儲(chǔ)；對(duì)壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓和特征重構(gòu)，基于多尺度狀態(tài)軌跡分析進(jìn)行狀態(tài)演化預(yù)測(cè)，結(jié)合動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)模型進(jìn)行異常檢測(cè)和分類；構(gòu)建健康特征向量，通過非線性特征融合和概率密度分析得到健康狀態(tài)分布，基于環(huán)境耦合分析進(jìn)行劣化趨勢(shì)預(yù)測(cè)，采用多層級(jí)動(dòng)態(tài)閾值進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)和預(yù)警，最后生成維護(hù)優(yōu)先級(jí)排序和維護(hù)方案。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確識(shí)別管道病害，提高檢測(cè)效率和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧昌,孫佳易,王海軍,溫嘉琦,牛志國,宋迎俊,顧培英,彭鋒,鄧欣楊,王建,任偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19