中国石油工程建设有限公司 北京设计分公司, 北京 100085
在管道油气泄漏检测中最主要的难题是管道距离过长的问题, 利用传统检测模式效果不好。提出一种基于光纤技术的管道油气泄漏共轭梯度回声状态网络(ESN)检测方法。首先, 利用光纤探测技术对长距离油气管道的实时数据进行监测和采集, 并利用数据串联方式, 结合粗糙集算法对采集的泄露数据采样无标记数据的维度压缩方式, 实现数据的降维和简化;其次, 选取ESN对降维后的油气管道泄露数据进行分析和处理, 并基于正则化方式对ESN的权重进行初步的优化, 在此基础上利用Hessian矩阵的半正定性, 对初步的权重结果进行深入的学习优化, 实现ESN对油气管道泄露数据的识别能力;最后, 通过实测的数据仿真验证, 提出的油气管道的泄露监测模型具有更高的识别精度和计算效率。
光纤监测 油气管道 回声状态网络 共轭梯度 正则化 optical fiber monitoring oil and gas pipeline echo state network conjugate gradient regularization
1 国网西藏电力有限公司, 拉萨 850000
2 武汉光迅科技股份有限公司, 武汉 430205
3 华中科技大学 武汉光电国家实验室, 武汉 430074
针对现有的光时域反射仪(OTDR)在监测带有掺铒光纤放大器(EDFA)的长途多跨段光纤链路时, 为克服EDFA增益的波动需增加一个额外的补光来保持功率稳定的问题, 文章基于线性调频OTDR提出了一种无需补光穿越EDFA的长途多跨段光纤监测技术。该技术利用线性调频准连续光作为探测光, 可以避免EDFA增益的波动。同时通过分数域傅里叶滤波来去除级联EDFA累积的自发辐射白噪声, 从而提高接收信号的信噪比。实验结果表明, 该技术能够准确地测出中长途多跨段光纤链路中EDFA和连接点处的反射事件。
长途多跨段光纤监测 掺铒光纤放大器 光时域反射仪 线性调频 long-distance multi-span fiber monitoring EDFA OTDR linear frequency modulation