1、ADS3000-PLSDPipeline Leak Detecting System Based on Acoustics北京中计新业科技发展有限公司公司介绍背景形势产品概述原理指标系统结构案例现场Beijing Zhong Ji Xin Ye technology development Co.,Ltd.北京中计新业科技发展有限公司u北京中计新业科技发展有限公司是一家以管道泄漏监测系统为核心业务，从事相关产品研发、设计、生产、销售的高新技术企业。公司一直致力于石油化工长输管道泄漏监测技术的研究与推广，是一家专业的管道泄漏监测系统供应商。u公司目前开发的音波管道泄漏监测系统，为最先进的第四代管
2、道泄漏监测技术，是我公司完全拥有自主知识产权的产品。此系统具有反应迅速、报警准确、可靠性高等特点，深受用户好评。概 述Beijing Zhong Ji Xin Ye technology development Co.,Ltd.北京中计新业科技发展有限公司业 绩序号序号项目名称项目名称用户用户备注备注1大港油田集输公司原油外输管道大港油田集输公司 2大庆油田采油三厂原油外输管道大庆油田采油三厂 3大港石化销售公司成品油外输管道大港石化销售公司 4河南油田采油一厂原油外输管道河南油田采油一厂 5油气储运公司三化原油外输管道新疆油田油气储运公司 6油气储运公司克乌、克独原油外输管道新疆油田油气储运
3、公司 7胜利油田孤东采油厂原油外输管道胜利油田 8中石化西北分公司塔三联原油外输管道中石化西北分公司 9新疆油田管网二期原油外输管道新疆油田油气储运公司 10胜利桩西采油厂74接转站-联合站原油外输管道胜利油田 11新疆油田风城稠油外输管道新疆油田国内第一条稠油管道原油项目序号序号项目名称项目名称用户用户备注备注1华北油田采油四厂天然气外输管道华北油田 2西北分公司气田雅塔2#电厂天然气输送管道中石化西北分公司 3中石化西北分公司气田雅装车站氢烃、液化气外输管道中石化西北分公司 4中石化西北分公司气田雅塔天然气输送管道中石化西北分公司 5胜利海洋采油厂海三站中心2号平台天然气管道胜利海洋采油厂
4、 天然气项目序号序号项目名称项目名称用户用户备注备注1兰成渝绵-彭段成品油管道中石油管道公司 2新疆油田风城稠油外输柴油管道新疆油田 成品油项目组织结构总经理财务部人事部研发中心工程部市场部常务副总技术总监Beijing Zhong Ji Xin Ye technology development Co.,Ltd.北京中计新业科技发展有限公司企业精神 新思维 新技术 新事业经营理念 管道安全卫士 测控科技先锋人才观 学成于创 行成于思 功成于众企业价值观Beijing Zhong Ji Xin Ye technology development Co.,Ltd.北京中计新业科技发展有限公司企业
5、资质Beijing Zhong Ji Xin Ye technology development Co.,Ltd.北京中计新业科技发展有限公司Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 管道泄漏2019年蒙大拿粥输油管爆裂2019年夏，埃克森美孚石油公司一条穿越蒙大拿州的输油管道突然发生爆裂事故，导致估计有4.2万加仑的原油污染了河水涨满的黄石河。（丹佛消息）2019年加拿大原油泄漏2019年5月4日，加拿大和平河东北部，石油泄漏造成污染。从4月29日起，经过当地的管道已泄露了原油约28000
6、桶，造成森林大面积死亡，并殃及森林中的各种动植物（国际在线）2019年墨西哥湾原油泄漏2019年4月20日，英国石油公司租赁的位于墨西哥湾的“深水地平线“钻井平台爆炸起火。在海底1500处，原油从破裂的油管喷涌而出。油井自24日起漏油不止并引发大规模原油污染。国内打孔盗油泄漏事故统计截止2019年10月底，中石化管道储运分公司所辖管道，年累计打孔盗油165次，与去年同期（159次）相比，上升3.77%发生概率高！损失十分严重！影响范围非常大！Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 背景形势
7、Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 背景形势Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 背景形势Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 产品概述ADS型音波管道泄漏监测系统（Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSP
8、LDS）是基于声学原理，在管道两端安装音波传感器，全天候实时接收并监控管道内产生的动态音波信号。系统通过信号处理，消除管道的背景噪声和已知干扰信号，然后利用人工智能技术和相关算法，分析两端传感器接收的有效信号，确定是否发生泄漏；最后根据音波信号到达管道两端的时间差，计算出发生泄漏的位置。我公司一直致力于管道安全监测系统的研发和工程实践。通过多年来的积累和努力，ADS-PLDS系统的硬件配置、软件优化和算法效能等各个方面的性能稳步提升。目前该系统已经更新至第四代，具备适应多种环境、多种要求和综合评估管道运行安全的能力。Pipeline Leak Detecting System Based on
9、 Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 产品特点系统特性泄漏位置精确定位泄漏报警快速准确泄漏信号动态响应报警定位全自动化无损检测适应性好组件部署方便扩展定制嵌入方便部署Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 产品特点系统指标ADS-PLDS国外统计法负压波法漏报率有效距离内1%有效距离内5%10%以上灵敏度0.5%0.5%压力平稳灵敏度可达 2%误报率1%5%靠降低灵敏度减少误报，靠人工识别泄漏定位误差100 米，自动定位1000米无自动定位指标，靠人工定位响应
10、时间03 分钟内报警2040 分钟内报警3 分钟以上报警系统模式全自动监测系统全自动监测系统人工监测系统适用环境适应多种复杂管道环境适应多种管道环境适应少数简单管道环境抗干扰物理抗干扰+信号滤波依赖人工经验和工况信号滤波优势对比Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 广泛的适应性各种输送介质各种地理环境各种通信方式3000多公里/59套u原油管线泄漏检测u成品油管线泄漏检测u天然气管线泄漏检测u氢烃管线泄漏检测u稠油管线泄漏检测u浅海海底管道泄漏检测u沙漠戈壁管道泄漏检测u内地平原管道泄漏
11、检测u内地水网管道泄漏检测u丘陵地带管道泄漏检测uether net通信uInter net通信u类型 卫星通信 无线网桥 无线电台 其他通信Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 发展历程2019年音波泄漏监测诞生 验证泄漏引发次声信号机理 低频传感器研制成功 次生音波信号采集分析成功 研发完成，正式推广2019年工业应用获得认可 在线监测功能齐备 在线分析功能实现工业应用 大规模工业应用 2019年获得国家专利 系统功能全面优化 分析算法更加完善 获得国家发明专利，专利号：201910
12、097721.92019年向智能化发展 优化系统架构 智能分析算法 人机交互体验优化2019年2月获得版权认证 相关软件取得国家版权局的软件著作权登记证书，受国家版权保护。2019年9月获得软件产品认证 中心调度软件通过已通过中国软件评测中心的测试。获得北京市软件产品认证Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 产品认证图1 新疆某管道泄漏报警图Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 评
13、估体系1、音波信号ADSPLDS接收到音波信号后，消除掉管道的背景噪声并抑制管道操作过程中产生的干扰；然后利用模式识别和人工智能技术，实时甄别和分析音波信号（图1），确定是否发生泄漏；最后根据音波信号到达管道两端音波管道泄漏监测仪的时间差，计算出发生泄漏的具体位置。2、管道参数系统具备收集管道的压力、流量值等，作为泄漏监测的辅助评估参数。采用这种方式对于腐蚀穿孔等缓慢泄漏的发现和判断，具有很好的效果。同时，防止管道上的偶然低频声源造成的误报。Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 技术原理
14、1、物理原理在泄漏的瞬间，管道压力平衡被打破，造成管道内流体弹性力量的释放，此时引起瞬时音波振荡。在管道中，音波从破裂的泄漏点，沿着管道流体以音速向两侧扩张，音波管道泄漏监测仪安装在管道的两端，24小时实时接收并监控管道内音波信号，音波管道泄漏监测系统通过音波信号处理，消除管道的背景噪声并抑制管道操作过程中产生的干扰；然后利用模式识别和人工智能技术，实时识别甄别和分析音波信号，确定是否发生泄漏；最后根据音波信号到达管道两端音波管道泄漏监测仪的时间差，进一步计算出发生泄漏的具体位置。音波振荡次声波：频率低于20Hz的声波，叫做次声波。它可传播至极远处而能量衰减很小，10Hz以下的次声波可以跨山越
15、洋，传播数千千米以远。次声波：频率低 波长长 介质表面传播衰减非常小 传播距离很长Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 技术原理2、泄漏定位.2tVLX式中:X 为泄漏点距首端音波管道泄漏监测仪的距离，m；L 为管道全长,m；V为管输介质中音波的传播速度，m/s；t 为上、下游传感器接收压力波的时间差，s.式中：K 液体的体积弹性系数;液体的密度,kg/m3;E 管材的弹性;D 管道直径,m;e 管壁厚度,m;C1 与管道约束条件有关的修正系数Pipeline Leak Detectin
16、g System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 技术原理3、关键技术 从上面可以看出音波法定位原理简单，但在实际应用时需要解决若干技术问题，否则容易误报，不能对泄漏点准确定位。需要解决的关键问题是：泄漏信号捕获低频动态传感器10毫秒高速数据采集前端定制功放泄漏信号判断相关算法人工神经网络模式识别管道中音波波速介质物理参数管道几何参数管道材质参数接收信号时间差高精度GPS时间同步高速数据采样Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 技术原理
17、4、背景噪声抑制 音波管道泄漏监测造成误报和漏报的主要原因是背景噪声。背景噪声的主要来源为泵站的机械振动噪声和环境噪声。ADS-PLDS背景噪声抑制方案：背景噪声抑制方案：硬件 低频传感器，抓重点，排除高频干扰 双传感器数据采集，隔离泵站噪声 动态变化量采集，抓特征，获得高灵敏度 硬件信号滤波，收获高信噪比软件 信号相关算法，同源信号识别的基础 基于声纹特征的模式识别，保障零漏报 人工智能技术，通过学习降低干扰误报 基于Duffing振子的检测算法，解决强背景噪声下微弱泄漏信号检测Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS
18、 ADS型音波管道泄漏监测系统 技术原理5、灵敏度与误报率的平衡 音波管道泄漏监测系统需要解决的核心难点是既需要灵敏的检测到由于微小泄漏引起的微弱音波信号，同时也需要区分泄漏引起的音波和管道日常运行中的背景噪声以及操作干扰，避免干扰信号引起的误报警。辅助参数 通过读入管道输送工况（温度、压力、介质密度、流量数据）来调整泄漏判定灵敏度阀值信号样本库 以样本库作为人工智能算法学习依据，预测泄漏状态、自动调整参数 泄漏信号样本的发生时间的分布，进行泄漏风险等级划分数据融合 融合管网状态监测的数据，评估泄漏发现的风险等级。音波泄漏信号的时域和频域上进行信号融合。Pipeline Leak Detect
19、ing System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 技术指标类 别可检测泄漏孔（量）开阀方式重复定位误差(m)可检测距离误报率(%)漏报率(%)原 油泄漏孔5mm直开100站间距11成品油泄漏孔5mm直开100站间距11天然气泄漏量1%直开200站间距11 监测仪技术指标检测精度指标工作范围输出类型采样频率防爆标志环境温度相对湿度030MPa RS485100HzExibCT4Gb40854095RHADSPLDS的拓扑结构由三个子系统组成：SLM音波泄漏监测仪；RTU远程处理终端；LMC泄漏监测中心服务站。Pipeline Leak De
20、tecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 系统结构Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 系统结构1、采集泄漏信号；2、信号调理放大；3、信号数模转换；4、数字信号上传。SLM的功能的功能安装要求过程连接：1/2”NPT安装在靠近围墙管道 应尽量远离噪声源室外安装有保温措施（建议采用电拌热）丁字型管道交汇点安 装检测仪至少距离30 米技术指标耐压范围：0-10MPa供电电源：15V采样频率：100Hz输出类型：RS48
21、5防爆标志：ExibCT4Gb环境温度：4085相对湿度：0100%外壳防护等级：IP65接线方法RS485Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 系统结构1、接收并校验音波信号；2、接收GPS时间，同步信号时间标签；3、对信号进行解析，并打包上传；4、监视监测仪工作状态，进行故障诊断。RTU的功能的功能Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 系统结构1、ARK：工业主机2、开关电源：
22、朝阳3、GPS接收机；4、防爆安全栅。RTU的的内部结构图内部结构图Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 系统结构1、接收并存储RTU数据2、分析处理监测数据3、检测判断泄漏信号4、向用户报警提示泄漏事件5、监控整个系统运行状态LMC的功能的功能u：Xeon以上u 内存：以上u 硬盘：以上u 操作系统：或者LMC的的服务最低要求服务最低要求LMC的的系统架构系统架构Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 应用现场GPS天线安装位置Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 应用现场监测仪装备现场（室内）Pipeline Leak Detecting System Based on Acoustics，ADSPLDS ADS型音波管道泄漏监测系统 应用现场监测仪装备现场（室外）
