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选取一般还没有现成的方法，只能通过调试来选取，一旦确定就不再改变。显然这不能够显示尺度的自适应调节，即对被检测信号的有用成分进行最优的小波变换，既不能将尺度选得过大使有用信号过于衰减，又不能将尺度选得过小，使得干扰信号不能得到有效抑制，容易出现误报警。这就需要考虑运用其他的方法方式进行补偿和辅助，以达到最优的检测定位效果。
2.4 基于小波变换的管道信号消噪处理
2.4.1 管道压力信号预处理
在信号采集的过程中，由于受管道周围介质及外输泵运转特性等各种因素的影响，直接采集得到的压力信号中经常会出现随机尖峰脉冲干扰，负压波信号预处理的目的就是要消除采集信号中存在的这些尖峰干扰，实现负压波信号的预滤波。
在某段时间内对实际压力信号进行n次采样，其采样值分别为x1,x2,...,xn,其算术平均值为：
x?1?x1?x2?...?xn? (2.11) n用x作为该段时间内相应样本真值的估计值，其相应的残差为v1,v2,...vn，式中：
vi?xi?x?i?1,2,...n?。
假设xm为可疑值，其残差为vm。单次样本标准差为：
??1vi2 (2.12) ?n?1根据统计理论可知，随机误差出现在???,???之间的概率为：
1p?2??z??2?
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???z2?exp????2??dz (2.13) ????辽宁石油化工大学 信息与控制工程学院 毕业设计（论文）用纸
式中：z??/?。当z??3时，计算可得p?99.73%，即当vm?3?时，xm出现的概率仅为0.27%，可以判断其为随机尖峰脉冲干扰数据。因此，在测量数据的处理中，把?3?作为随机误差评定中的极限误差，若测量值的残差大于该值，则判定此项测量数据为粗大误差，在处理数据时把它剔除。然后继续计算剩余数据的均值与方差，判定他们是否为粗大误差，直到所有数据判定之后才能得到有效的测量信号序列。
2.4.2 管道压力信号消噪处理及分析
2006年7月27日胜利油田临济管线发生泄漏事故，现选取Sym6小波基，采用基于小波系数尺度相关性阈值消噪法及软硬阈值折中处理方法对管道首末端泄漏压力信号进行消噪处理，消噪效果如图2.1、2.2所示：
图2.1 首站压力信号消噪效果
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图2.2 末站压力信号消噪效果
对比图中原始信号和消噪后信号可以发现，利用基于小波系数尺度相关性阈
值法消噪效果比较理想，处理后的数据波形相对原始信号来说，明显光滑了很多，同时消噪处理后的数据波形又保持了原始数据波形中比较丰富的特征，这为下一步的处理奠定了良好的基础。
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第3章 基于小波变换的泄露定位算法研究
负压波法以其定位准确、算法灵活、对硬件要求不高等优点而成为目前国内外研究、应用较多的管道实时泄漏检测和定位方法。本章将针对负压波法的几个关键问题进行研究，给出负压波法以及改进负压波定位算法。
3.1 负压波法泄露检测及定位原理
负压波法是近年来在实际管线中应用较为广泛的一种检测方法，其基本原理 是发生泄漏时在泄漏处会引起压力突降，形成一个负压波，该波以一定的波速向管道两端传播，安装在两端的压力传感器根据检测到的压力变化即可判断是否发生了泄漏，并根据两端传感器接收到该波的时间差及波在介质中的波速就可以进行定位。
设站间管道长度为L?m?，泄露点距上端站点的距离为x?m?，管道传输介质在负压波的传播速度为v?m/s?,上下游传感器接收到负压波的时间分别为t1、t2?s?，则有
L?t?t?12?v??t1?t2??t (3.1) ?x?t?v1??整理得：
x?1?L?v??t? (3.2) 2
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图3.1 负压波定位原理示意图
3.2 负压波法泄露检测的关键及存在的问题
由式(3.2)知负压波传播到上、下游传感器的时间差和管道内负压波速度是瞬态负压波定位方法的两项关键所在。围绕这两项关键技术，该方法存在以下几个问题：
1）由于现场存在电磁干扰、泵的震动、工况变化等因素，使得采集到的压力信号含有大量噪声，如何从含噪信号中提取有用的负压波信号对精确确定压力突变时刻，进而提高定位精度具有重要影响；
2）由于现场负压波信号突变量较小且含有大量噪声，这使得精确确定压力突变点位置非常困难，而压力突降点的准确识别决定了泄漏检测的灵敏度和可靠性；
3）在定位时通常把负压波在管道中的传播速度作为定值计算，而实际中波速与介质的温度、管道材料等因素有关，并非常数，因此用式(3.2)定位必然会带来较大的定位误差。
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