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国际刊号:1004-6801
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基于递归理论的泵站压力管道运行状态监测
Monitoring the Operating Condition of Pipeline of Pumping Stations Based on Recurrence Theory
  
DOI:10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2020.03.008
中文关键词:  泵站管道  振动  递归图  递归量化指标  信号分析  在线监测
英文关键词:pumping station pipeline  vibration  recurrence plot  recursive quantification indexes  signal analysis  on-line monitoring
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51679091);河南省高校科技创新人才计划资助项目(18HASTIT012);广东省水利科技创新资助项目(2017-16)
作者单位
张建伟1,2,3,程梦1,2,3,马晓君1,2,王立彬1,2,3,张翌娜4 (1.华北水利水电大学水利学院郑州450046)(2.水资源高效利用与保障工程河南省协同创新中心郑州450046)(3.河南省水工结构安全工程技术研究中心郑州450046)(4.黄河水利职业技术学院土木与交通学院开封475004) 
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中文摘要:
      针对不利因素导致的管道运行异常问题,提出一种基于递归理论的泵站管道运行状态监测方法。首先,通过振动传感器提取压力管道关键部位的实测信息,并将同一位置不同方向的数据信息进行融合,得到一组反映结构整体动力特性的综合数据;其次,利用伪近临法与互信息法分别选取相空间重构参数m和τ;最后,绘制并计算代表管道动力特性的递归图及递归量化指标。将该方法应用于景泰川工程二期七泵站管道运行监测,通过设置不同的运行工况进行验证,结果表明:机组开关瞬间与稳定运行工况下,管道结构振动信号的递归图呈现不同模式,递归量化指标-确定性、对角线平均长度L、递归率及递归熵也呈现明显差异,能有效区分管道振动状态。该方法为压力管道的无损动态监测提供了新思路。
英文摘要:
      Aiming at the abnormal operation of pipeline caused by unfavorable factors, anoperational monitoring method of pipeline based on Recurrence theory is proposed. First of all, the vibration sensor is used to extract the measured information of key parts of the pressure pipeline and fuse the data of different directionsat the same position to obtain a set of comprehensive data that reflect the overall dynamic characteristics of the structure. And then, embedding dimension(m) and time delay(τ), these two parameters of the phase space reconstruction, are selectedby using false nearest neighbor methodand mutual information method, respectively. Finally, the recurrence plot and recursive quantification indexes which represent the dynamic characteristics of pipeline are drawn and calculated. The method is applied to the operational monitoring of the second stageseventh pipeline of Jingtaichuan project, andit is verified by setting different operating conditions. The results show that the recurrence plots of the pipeline vibration signalspresentdifferent modes under the conditions of switching unit transient and stablely operating. The recursive quantification indexes and the determinism, the diagonal average length, the recurrence rate and the recurrence entropy also shows significant differences, whichcan effectively distinguish the pipeline vibration state. Therefore, the method provides a new idea for the non-destructive dynamic monitoring of pressure pipeline.
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