输油管道压力时间序列混沌特性研究!.pdfVIP

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 (3 !! #$$ !! ， ， ， L1 )(3 K1 ) !! K12M:NMO #$$ （ ） !$$$9’#4$D#$$D(3 !! D**9!$ 5EF5 7GHIJE5 IJKJE5 !#$$ E;0 ) 7,P ) I1B ) 输油管道压力时间序列混沌特性研究! ） ） ）） ! ! ! # 刘金海 张化光 冯 健 !）（东北大学信息科学与工程学院，沈阳 !!$$$% ） # ）（东北大学教育部暨辽宁省流程工业综合自动化重点实验室，沈阳 !!$$$% ） （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） #$$ ’ #! #$$ ( !# 为了找出输油管道压力波动的内在动态特征，采用非线性的分析方法探讨了实测输油管道压力波动中存在混 沌动态特性的可能性 以 个典型的输油管道压力实测数据集为研究对象，重构相空间、求得了分形维数和 ) * 指数谱、验证了数据的平稳性和非线性 通过对所得结果的分析，从理论上证明了输油管道压力信号具有 +,-./012 ) 严格混沌动态特性) 为基于输油管道压力时间序列的研究提供了混沌理论基础) 关键词：压力时间序列， 指数，分形维数，混沌 +,-./012 ： ， ， !## $(%( $((( %3(# 在实践中我们发现管道中的流体呈现类似湍流 !A 引 言 的运动，湍流是一种典型的混沌现象) 由于混沌系 ［，］ 统具有检测微弱信号能力( * ，如果能够在输油管道 随着世界范围内石油资源的紧缺，石油运输过 中发现混沌特征，那么可以从混沌理论出发研究如 程中的安全问题日益引起人们的重视 由于管道老 ) 何检测管道压力中的微弱信号，为利用混沌相关理 ［，］ 化、泥石流、打孔盗油等原因，输油管道经常发生泄 3 论 处理管道泄漏特别是小泄漏问题开辟一个新 漏 为了及时发现泄漏，基于负压波、声波、光纤等 ) 的研究途径) 所以，本文从压力时间序列的内在特 ［］ 原理! 的实时泄漏检测系统被设计和应用 其中以 ) 性着手，研究输油管道压力时间序列存在混沌特性 负压力波为主要信