城镇燃气管网泄漏诊断方法的相关探讨

陈俊名（重庆凯源石油天然气有限责任公司，重庆 400021）

城镇燃气管网泄漏诊断方法的相关探讨

陈俊名
（重庆凯源石油天然气有限责任公司，重庆 400021）

近年来，城镇燃气发展迅速，不仅促进了国民经济水平的提高，而且改善了人们的生活条件。随着燃气输配管网在城市内部的大面积敷设，受自然因素和人为因素影响，管网人工挖掘、老化和腐化现象比较严重，导致管网泄漏事故屡见不鲜，引发较多的安全问题，给城市燃气管网的安全性造成较大的侵袭和挑战。因此，加大对城镇燃气管网泄漏进行诊断具有必要性。

燃气管网；泄漏诊断；定位；系统软件

燃气作为一种清洁、高效的能源，在城镇中的使用份额呈现出逐渐升高的发展趋势，要提升天然气的使用效果，确保其能够在城市中广泛推广和普及使用，需要严格按照燃气输配管网的建设要求，做好燃气设备建设工作。燃气在城市内部的大面积敷设，地下管网线的数量增多，呈现复杂和密集情况，安全隐患频出，天然气管道断裂、泄漏和大面积用户停气现象严重，预示着城镇燃气安全已经进入到了高危时期。

1 城镇燃气管网泄漏识别

在对城镇燃气管网泄漏情况进行识别时，主要是运用神经网络进行识别，需要充分利用网络的信息处理功能，来提取样本数据，通过隐含层神经元进行运算，在特征空间提取模式特征，并进行类别划分，将分析结果通过输出层输出，实现对数据类型的识别。首先，需要建立泄漏识别系统，创建神经网络结构，输入泄漏的样本数据并做好相关处理，对采集到的新的泄漏数据进行仿真处理，计算出泄漏识别结果。其次，确定2BP网络结构。需要建立三层BP神经网络，明确输入神经元的总体量，在进行监测过程中，需要将R作为管网监测压力点，将L设置为输出层神经元的个数。在对隐含层神经元的个数进行计算时，需要运用经验公式进行计算，隐含层神经元个数的选择，需要以选取最小误差为主。但是，通常神经网络在训练时，常会出现较大的误差，给日常的正常训练造成较大的影响，严重者甚至会出现陷入局部解的情况，要想确保选取阈值初始值和网络权值的合理性，需要将数值维持在（-1，1）之间，并不断的进行调整。再次，需要采用数学方法模拟管网泄漏状态下的数据，将实际得到的数据与模拟数据进行对比分析和校对，将软件的在线仿真结果精度控制在5%以内。具体的操作步骤为：第一步，确保城镇燃气管网的正常运行，明确各监测点在正常运行下的压力值。第二步，对每根管段发生的泄漏量的压力值进行监测。第三步，每根管段在不同泄漏工况下的样本数据需要通过监测点的压力值减去泄漏监测点的压力值来求得。第四步，需要截取一部分数据，作为训练样本来使用，该部分数据的神经网络训练工作完成后，才可以开展另一部分数据的选取，运用网络方式，对数据的性能进行测试[1]。

2 城镇燃气管网泄漏定位

首先，泄漏点定位模型。城镇燃气管网泄漏定位，需要结合具体的泄漏点，做好定位模型，管网中的压力、流量和温度等会随着时间和空间因素的影响而发生变化，但是管段上的管径不会发生较大的变化，要确保泄漏点定位的合理性，需要明确参数之间的复杂关系，明确数值内部的关联。需要作出以下假设：第一，由于管段的长度比管段的直径大，需要确保流体参数分布的均匀性。第二，燃气在管段中处于稳定流动。大部分燃气管中的燃气流动不需要考虑流动的不稳定性，但是超高压天然气必须考虑燃气流动的稳定性。第三，等温流动被称为燃气在管段内的流动。其次，泄漏管段识别。需要构建BP神经网络泄漏管段识别系统，输入训练样本，将各个管段中的监测点数据带入到区域中进行识别，在得到泄漏管段后，需要结合泄漏时监测点的数据，采用模拟法对泄漏点进行计算，将泄漏点的误差控制在5%以内[2]。

3 城镇燃气管网泄漏诊断系统软件设计

城镇燃气管网泄漏软件，能够对管网运行数据进行有效的识别，一旦出现泄漏时，会自动发出报警信号，诊断出泄漏的具体位置，有利于及时维修，提高了系统诊断效率。要想确保诊断系统软件设计的合理性，需要充分利用VC++的平台下编制软件主界面，采用MATLAB进行计算。软件工程模块主要包括以下几方面内容：第一，管网计算。对管网泄漏参数进行模拟，运用水利计算原理，将模拟后的数据存入到数据库中，来明确管网的运行参数。第二，泄漏诊断。管段泄漏识别和区域泄漏识别主要是依据BP神经网络识别功能和MATLAB语言编写来实现的。第三，数据库。数据库中存放了大量的管网泄漏模拟参数，需要明确管网结构参数存放是否正确，对BP神经网络参数和历史数据进行收集和整理，给用户查看数据信息提供了较大的便利[3]。

4 结论

本文主要是基于BP神经网络模式识别法和管网模型法，为了防止城市燃气管网的安全性，需要做好泄漏诊断工作，探讨了城镇燃气管网泄漏识别、定位、泄漏诊断系统软件设计等三方面内容。通过建立泄漏识别系统和确定2BP网络结构，明确了城镇管网的泄漏情况。通过泄漏点定位模型的建立和泄漏管段识别，明确了泄漏的具体位置。充分利用VC++的平台下编制软件主界面，采用MATLAB进行计算，确保了城镇燃气管网泄漏诊断系统合理性，提升了泄漏诊断效率。

[1] 杨凯，吕淑然，张远.城市燃气输配管网耦合风险研究现状及展望[J].灾害学，2016，1：162-169.

[2] 承灿赟.无锡地下燃气管网泄漏成因及措施—从管网运行数据分析角度探讨[J].上海煤气，2015，2：6-11.

[3] 刘振伟，程五一，阮星岛，等.燃气管道泄漏立体式隐患排查及危险性评估[J].安全与环境工程，2014，（6）：144-148.

Discussion on Diagnostic Methods of Gas Pipeline Leakage in Towns

Chen Jun-ming

In recent years，the rapid development of urban gas has not only promoted the improvement of the national economy level，but also improved the people’s living conditions.With the natural gas transmission and distribution network in the city within a large area of laying，subject to natural factors and human factors，pipe network mining，aging and corruption is more serious，leading to pipe network leakage accidents are common，causing more security issues，The safety of urban gas pipeline network caused a greater invasion and challenge.Therefore，to increase the leakage of urban gas pipeline network diagnosis is necessary.

gas pipeline network；leak diagnosis；location；system software

TU996

B

1003-6490（2016）12-0112-01

2016-12-25

陈俊名（1988—），男，重庆潼南人，助理工程师，主要从事城镇燃气工作。