非平稳干扰下光纤振源检测的虚警概率控制算法研究

基本信息
批准号:61571014
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:曲洪权
学科分类:
依托单位:北方工业大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:宋鹏,殷利平,邢志强,毕福昆,董英华,阚希,杭仁龙,任学丛,郑彤
关键词:
虚警概率光纤预警PDF控制参数估计非平稳
结项摘要

Safety monitoring technology of oil and gas pipeline is of great significance because it has been related to life and property security. Compared with other pipeline warning systems used in present, Optical Fiber Pre-warning System (OFPS) has remarkable technical superiority. But the commonly used vibration signals processing method has a single-layered mode in the current OFPS. Therefore, OFPS might face a thorny issue of detection reliability unstability due to the two dimensional space-time non-stationary interferences. In order to solve this issue, the non-stationary random control theory is firstly intruded in vibration source detection. Based on this theory, the control method of detection performance is further studied in-depth. A new false-alarm probability control method based on composite two-layered mode is built in this research. It improves the stability of false-alarm probability and the stability of vibration source detection reliability. Adaptive Constant False Alarm Rate (CFAR) detection based on the space-time characteristic of fiber vibrate signal is studied to solve the unstability problem due to parameter non-stationary in space-time two dimensions. PDF control of false-alarm probability is studied to solve the unstability problem due to distribution shape distortion in space-time two dimensions. The vibrate source detection based on the sequential probability of multidimensional signal characteristic is studied to solve false-alarm and true-alarm mixing in vibrate source detection. The interdisciplinary study is the forward position of related territory. Moreover the outcome of theoretical research represents hope for break through the bottleneck period.

石油天然气管道安全预警技术关系到生命财产安全,意义重大。光纤预警技术与其它管道预警技术相比具有显著的优势,但目前光纤预警中的振动信号处理环节,采用单级振源检测,存在时空二维非平稳干扰导致振源检测可信度不稳定难题。本项研究首次在振源检测中引入非平稳随机控制理论,开展检测性能控制方法研究。本研究构建了新的光纤振源检测虚警概率复合分层控制结构,实现虚警概率和振源检测可信度的稳定控制;研究光纤振动信号的时空域统计特性自适应恒虚警检测方法,解决检测面临的时空二维干扰分布参数非平稳问题;研究光纤振动信号虚警概率的PDF控制方法,解决时空二维干扰分布形状畸变问题;研究基于多维信号特征的序贯概率比振源检测方法,解决振源检测面临的虚警和实警混叠问题。本项交叉学科研究是相关领域前沿,理论研究成果有望突破光纤振动信号检测技术瓶颈。

项目摘要

油气运输管道安全预警技术关系到生命财产安全,意义重大。光纤预警技术与其它管道预警技术相比具有显著的优势,但目前光纤预警中的振动信号处理环节,采用单级振源检测,存在时空二维非平稳干扰导致振源检测可信度不稳定难题。本项研究首次在振源检测中引入非平稳随机控制理论,开展检测性能控制方法研究。本研究构建了新的光纤振源检测虚警概率复合分层控制结构,实现虚警概率和振源检测可信度的稳定控制;研究光纤振动信号的时空域统计特性自适应恒虚警检测方法,解决检测面临的时空二维干扰分布参数非平稳问题;研究光纤振动信号虚警概率的PDF控制方法,解决时空二维干扰分布形状畸变问题;研究基于多维信号特征的序贯概率比振源检测方法,解决振源检测面临的虚警和实警混叠问题。本项交叉学科研究是相关领域前沿,理论研究成果有望突破光纤振动信号检测技术瓶颈。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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