漏磁内检测方法是保障长输管道安全运行的主要技术,其中缺陷故障诊断是该技术的核心。但已有的故障诊断方法难以解决大量检测数据及未知缺陷（统称大数据）且故障样本有限条件下的管道缺陷故障诊断问题。本课题以解决大数据和故障样本有限条件下的管壁缺陷故障诊断问题为目标展开研究。研究内容包括：漏磁检测理论的研究，形成了从漏磁理论到磁路模型设计到最优磁路结构到缺陷参数对漏磁信号影响的理论体系；针对数据预处理的研究，提出了自适应滤波方法和组合滤波方法；漏磁检测装置的研究，设计了漏磁检测样机；漏磁内检测的缺陷识别方法的研究，研究成果包括基于窗体特征的漏磁管道缺陷位置提取方法、海底管道内检测器的实时跟踪与定位系统及方法、一种新的缺陷检测方法、模糊最大最小神经网络数据聚类方法及其管道内检测应用、基于内外检测信号特征提取的管道缺陷内外辨识方法、管道缺陷漏磁信号的特征提取方法、基于卷积神经网络的管道检测中漏磁图像的损伤或无损缺陷识别；针对缺陷轮廓反演问题的研究，主要包括传感器振动条件下的一种漏磁信号的缺陷轮廓估计、基于RBFNN的误差校正方法快速重建漏磁量缺陷轮廓、基于卷积神经网络的管道缺陷深度的反演方法、考虑速度效应的漏磁测试中任意缺陷轮廓重构的精确反演；针对有限样本的研究，提出了基于生成式对抗网络的故障诊断方法。在课题执行期间，项目组成员共发表学术论文28篇，其中期刊论文23篇(SCI检索论文16篇，EI检索论文7篇)，会议论文5篇；申请发明专利10项；撰写专著1项；获得中国专利优秀奖1项。直接培养和协助培养33名硕士研究生和博士研究生。相关的研究成果已成果应用于中海油海底管道大庆油田管道的内检测。 2100433B

漏磁内检测方法是保障长输管道安全运行的主要技术,其中缺陷故障诊断是该技术的核心。但已有的故障诊断方法难以解决大量检测数据及未知缺陷（统称大数据）且故障样本有限条件下的管道缺陷故障诊断问题。本申请拟以解决大数据和故障样本有限条件下的管壁缺陷故障诊断问题为目标开展研究。内容包括：研究建立多通道数据动态校正及滤波方法，为后续研究提供高质量数据；建立基于变尺度数据窗的缺陷快速检测方法，完成大数据下快速的缺陷检测；首次提出模型可再生缺陷故障诊断方法，巧妙地通过模型再生机制实现现有缺陷故障诊断方法的平滑切换，克服现有方法的缺点同时保留其优点；以模型可再生故障诊断方法为核心设计焊缝缺陷检测与故障诊断方法，解决焊缝中缺陷的故障诊断这一国际难题。最后建立大数据和故障样本有限条件下模型可再生故障诊断理论框架。本研究成果能有效处理大数据和故障样本有限时的管壁缺陷故障诊断问题，具有重要的理论意义与实际应用价值。

《油气管道缺陷漏磁内检测理论与应用》编著者黄松岭。

本书系统论述了油气管道缺陷漏磁内检测理论及其实现技术、油气管道内检测的意义及相关法规和标准。全书共分7章，包括绪论、漏磁内检测原理及其影响因素分析、油气管道内检测用传感器设计、检测信号处理方法、地面标记方法、漏磁检测缺陷量化和检测数据分析专家系统。

本书内容是作者10多年来理论和应用研究成果的总结，可供电磁无损检测相关技术和工程人员参考，也可作为无损检测人员的资格培训和高等院校相关专业的参考教材。书中信号处理和数据分析专家系统方面的内容对其他无损检测开发人员也具有借鉴意义。

电网故障诊断中需要构建表述电气设备、保护和断路器关系的解析模型。有文献对于故障时警报信息的时序特性进行研究，结合动态关联路径概念构建了电网故障诊断解析模型，能够更清晰地描述电网保护配置下保护与断路器的动作逻辑和动作时序关系，可以更好地反映多重复杂故障。也有文献研究了保护和断路器发生误动与拒动行为的故障假说，建立了更为完备的诊断模型，不仅可以分析保护与断路器误动、拒动行为，还可以识别漏报或误报的信息。有研究提出了电网故障诊断的完全解析模型，通过建立逻辑约束表达了保护配置与断路器动作规则之间的解析关系，完整地保留了保护动作状态、断路器跳闸状态以及它们误动、拒动之间通过规则解析而形成的藕合关系，提高了模型的鲁棒性和故障诊断的容错能力。上述模型面向继电器层面构建，在应用时不能充分体现保护装置层面的逻辑关系，电网运行中继电保护按成套装置配置，装置内及装置之间由于操作要求和电路联系具有动作一致性 。

在诊断系统建模中，数据格式的定义一般结合具体应用目的由人工设计实现，随意性较大，不够规范。随着电网自动化建设的发展，IEC61970和IEC61850标准的提出为电网故障诊断模型构建提供了新的思路，有文献采用公共信息模型(CIM)，也有文献提出一种统一信息模型，这就为故障诊断模型的构建提供了一个较规范化的模式，可以基于统一的规范进行系统的数据格式设计。然而IEC61970和IEC61850标准设计的初衷是为通讯应用，不体现数据之间的关系，电网故障诊断所需的知识与规则依然需要人工搭建。

电网故障诊断的应用目的是为调度中心的调度员提供智能化的决策，所以诊断的基本架构是基于调度中心构建的。由于当前电网规模的逐步扩大，分层分布式的诊断系统架构和多智能体系统的构建方式相继展开研究，其主要目的在于通过分层分区的方式实现任务分解，降低调度端的解题压力，以完成大电网复杂故障的诊断求解 。

前言

第1章 绪论

1.1 油气管道缺陷检测的意义

1.2 油气管道缺陷内检测技术概述

1.3 油气管道完整性管理相关法规及标准

1.4 油气管道内检测流程

第2章 漏磁检测原理及其影响因素分析

2.1 漏磁检测原理

2.1.1 漏磁检测理论的发展沿革

2.1.2 缺陷外形与漏磁场的关系

2.2 漏磁检测影响因素

2.2.1 影响因素的分类

2.2.2 磁化环节的影响

2.2.3 漏磁和数据采集环节的影响

2.3 外磁场测量系统的应用

第3章 油气管道漏磁内检测用传感器设计

3.1 漏磁测量用传感元件

3.2 管道内外壁缺陷区分用传感元件

3.3 非磁状态量传感器

第4章 检测信号处理方法

4.1 数据采集与存储

4.1.1 数据采集的基本理论

4.1.2 管道漏磁检测的数据采集

4.1.3 数据的组织与存储

4.2 数据压缩及降噪方法

4.2.1 检测数据压缩

4.2.2 检测信号降噪方法

第5章 地面标记方法

5.1 引言

5.2 低频辐射和接收传感器

5.2.1 超低频电磁场的磁偶极子模型

5.2.2 基于超低频电磁场的定位模型

5.2.3 低频辐射器

5.2.4 接收磁传感器

5.3 低频辐射信号发生电路

5.4 低频辐射接收器

5.5 地面标记系统的实验测试

5.5.1 定位实验理论分析

5.5.2 超低频电磁辐射定位系统测试

第6章 漏磁检测缺陷量化方法

6.1 引言

6.2 基于统计识别的缺陷量化方法研究

6.2.1 漏磁信号的预处理

6.2.2 波形特征的定义和提取

6.2.3 缺陷长度的统计识别

6.2.4 多变量统计分析方法

6.2.5 缺陷宽度的统计识别

6.2.6 缺陷深度的统计识别

6.3 径向基函数神经网络量化方法

6.4 三维有限元神经网络量化方法

6.4.1 有限元法的离散化原理

6.4.2 有限元神经网络

6.4.3 用FENN求解正问题和逆问题

6.4.4 FENN的优点分析

第7章 检测数据分析专家系统

7.1 专家系统简介

7.2 数据分析软件功能

7.3 实验结果

7.3.1 实测数据的预处理

7.3.2 基于波动的缺陷信号识别

7.3.3 缺陷信号分类与量化

7.3.4 管道安全性评估

7.3.5 牵拉实验数据缺陷分类与量化

附录 牵拉实验缺陷量化结果

参考文献2100433B