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根据两端拾取压力波的梯度特征和压力变化率的时间差，利用信号相关处理方法可就可以确定泄露程度和泄露位置，这种方法称为“负压波检测法”。它是目前国际上应用较多的管道泄露检测和漏点定位方法。
近年来，还出现了一种新的检测方法，即“瞬态模型法”[13]。基于此方法的瞬态模拟系统主要针对动态检测泄露，由于静态检测泄露在管道压力及温度的变化期间有一定的局限性，因此在由于压缩机或泵失灵、干线截断阀关闭和管道支线进出口阀门的形状等引起状态变化期间，瞬时模拟系统可以提供确定管道的存量的方法，以作为系统流量平衡的参考量。同时，瞬态模拟系统还具有一些其他能力，其中包括天然气管道充填量分析、传递效率分析、压缩机或泵的优化运行。其应用的优越性可说明建立一套瞬时模拟系统是可行的技术，在经济合理性方面也令人满意。
1.2.2管道泄露检测与定位的各种分类方法
由于管道泄露检测与定位技术是多学科知识的综合，其检测手段差别很大，现在的管道泄露检测与定位的方法很多，其分类方法也很多，到目前为止，还没有一个统一的分类方法。根据近十几年来的国内外相关资料，比较公认的分类方法大致有四类：
1）根据检测过程中所使用的测量手段不同，分为基于硬件和软件的方法[14-16]。基于硬件的方法利用由各种不同的物理原理设计的硬件装置，如基于视觉的红外线温度传感器，基于听觉的超声波传感器，基于嗅觉的碳氧检测装置等，将其携带或铺设在管道线上，以此来检测管道的泄露并定位；基于软件的方法则是根据计算机数据采集系统实时采集管道的流量、压力、温度及其他数据，利用流量或
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压力的变化、物料或动量平衡、系统动态模型、压力梯度等原理，通过软件对泄露进行检测和定位。
2）根据测量分析的媒介不同可分为直线检测法与间接检测法[17-19]。直接检测法是指直接用测量装置对管线周围的介质进行测量，判断有无泄露产生；间接检测法是指根据泄露引起的管道流量、压力等参数及声、光、电等方面变化进行泄露检测。
3）根据检测过程中检测装置所处位置不同可分为内部检测法和外部检测法[20]。内部检测法是指将检测装置置于管道内部，或行走或固定，通过测量管道的内部状况进行泄露的检测；外部检测法是指在管道外通过铺设敏感介质或安装传感器等各种方法所进行的泄露检测。
4)根据检测对象的不同可分为检测管壁状况和检测内部流体状态的方法[21]。管壁状况检测法是指直接用各种装置检测管壁是否有破损，以此进行泄露检测与定位；内部流体状况检测是指将实时采集到的管线流体的压力、流量等信号进行分析处理，从而确定是否有泄露发生并定位。 1.2.3基于小波的管道压力检测技术
1）基于小波消噪的管道泄露定位方法[22-24]。基于多尺度相关性分析的小波消噪，它主要是根据信号和噪声的小波系数在不同尺度上具有截然不同的传播特性来进行消噪。对含噪信号进行小波变换后，计算相邻尺度间小波系数的相关性，并根据相关性大小区别小波系数的类型，从而分离出首末站压力信号中的故障信号。并根据上、下游压力传感器捕获的故障信号的时间差来进行泄漏定位。
2j尺度的小波极值将能传播到2j?1尺本方法采用的基本思想是对于突变信号，
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度。而对于白噪声，尺度每增加2极值的数目平均减少为原来的一半，即有半数的噪声极值不能从2j尺度传播到2j?1尺度。我们采用一种简单的计算方法，即将相邻的2j尺度与2j?1尺度小波系数相乘，乘积经适当调整后再与2j尺度小波系数比较，如果乘积小于相应的2j尺度小波系数，则认为是噪声并将该值置零。
本文是依据泄漏突变信号和噪声在小波变换各尺度上的模极大值具有截然不同的传播特性来消除噪声，并判断泄漏突变点的。根据首、末站信号中突变点对应时刻的时间差，利用负压波来进行定位。本文所用的基于多尺度相关性分析的小波消噪算法简单，直观，并且消噪效果明显。通过对现场数据的分析处理，证明本算法有很高的定位精度。
2）基于小波分析的自来水管道泄露定位装置[25-26]。该系统主要由上位机和下位机组成。下位机对管道内流动的自来水的压力和输入泵的转速进行实时检测，通过学校内部的电话网和上位机通讯并传输数据，便于上位机根据自来水管道两端上报的数据判断管道运行状况，如果发生泄漏，则判断泄漏点位置，在此系统中，下位机的时间信息由上位机根据GPS的时间信息进行定时校对。
当管道发生泄漏时，泄漏点的压力迅速下降，泄漏点两边的自来水在压力差作用下，迅速向泄漏点处补充自来水，这一过程依次向管道两端传递，相当于在泄漏点处产生了以一定速度向管道两端传输的负压力波，从而导致管道两端压力信号发生突变。当下位机检测到自来水压力信号发生变化时，就申请和上位机通讯，并把采集到的压力信号、流量信号及相关时间信息上报给上位机，而上位机则要求自来水管道另一端的下位机上报相应的水压信号、流量信号及时间信息，这样上位机就可根据管道两端的下位机上报的自来水压力信号变化的时间差及流
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量信号的变化，判断自来水管道是否泄漏，如果泄漏，则计算出泄漏量并定位泄漏点的位置，泄漏定位表示式为
L?a?t2?t1?X? (1.1)
2式中:X为泄漏点至自来水管道首端距离，m；L为自来水管道长度，m；a为负压波在自来水管道中的传播速度,m/s；t1为负压波到达自来水管道首端的时刻；t2为负压波到达自来水管道末端的时刻。
当自来水管道系统发生故障时，通常会导致系统的采集信号发生奇变，产生奇异点。由于采集信号的奇异点和异常结构中往往含有丰富的信息，它们对于系统的故障诊断是十分有用的。在这些奇异信号中，信号的奇异程度是不同的，根据研究的需要，常将其分为剧变奇异信号和缓变奇异信号。剧变奇异信号是指信号本身具有突变，缓变奇异信号则指信号本身是连续的，但其某阶导数具有间断或突变。系统故障诊断的关键就是如何从系统的奇变信号中将泄漏故障检测并定位出来。由于小波变换可以描述信号的任意细节，对于检测管道泄漏的压力信号以及泄漏点的定位具有很重要的意义。
综上所述，所设计的天然气长输管道仿真系统能够很好地模拟天然气长输管道运行过程中的各种工况。通过该系统，用户可以真实地体会到输气管道动态运行时，全线水力的变化过程。系统用户界面操作方便，易于学习，既适用于学员的培训，又可为工艺技术人员对生产过程的操作控制提供指导和参考。
3）基于小波变换的输油管道泄露定位算法[27-29]。目前，管道泄漏的检测与定位的方法很多，如管内探测球法、相关法、瞬态模型分析法、流量平衡法、压力
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梯度法等，但都具有一定的局限性。而负压波法由于检测速度快，定位精度高等优点而被广泛应用。由于小波变换具有多分辨分析的特点，而且在时频两域都可以表征信号局部信息的特点，因此本文采用负压波法和小波变换法相结合来进行管道泄漏检测与定位。
当流体输送管道因为机械、人为破坏，材料失效等原因发生泄漏时，由于管道内流体压力很高(对原油长输管道干线压力可达几个Mpa)，而管道外一般为大气压力。管内输送的流体因为存在内外压差而迅速流失，泄漏部位产生物质损失，这就导致发生泄漏点的流体密度减小，进而引起管道内此处流体的压力降低，由于流体的连续性，管道中的流体速度不会立即发生改变，流体在泄漏点和与其相邻的两边区域之间的压力产生差异，这种差异导致泄漏点上下游区域内的高压流体流向泄漏点处的低压区域，从而又引起与泄漏点相邻区域流体的密度减小和压力降低，这一过程从泄漏点处沿管道依次向上、下游方向传递，在水力学上称为负压波。原油管道中负压力波的传播速度约在1000~1200m/s之间。沿管道传播的瞬态负压波中包含有泄漏的信息。由于管道的波导作用，它能够传播数十公以上的远端，在管道两端安装压力传感器能够捕捉到包含泄漏信息的瞬态负压波，就可以检测泄漏的发生，并根据泄漏产生的负压波传播到管道两端的时间差进行漏点定位。
负压波法泄漏检测与定位的关键问题之一就是确定泄漏负压波信号传到管道上、下游压力传感器的时间差，即两负压波下降沿拐点的位置差。实际的泄漏负压波信号中往往夹杂大量噪声，噪声和有用信号边沿都具有奇异性，这给奇异点的检测又增加了困难。噪声在多尺度小波变换下的模极大值将随尺度特征j的增加
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