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油气管道光纤安全监测的数据采集和处理方法

论文作者夏宇1，田晓龙2，卢存海3，蔡毅4，游东东3杂志期数2025年3月刊
关键词油气管道安全；分布式光纤传感器；改进小波阈值去噪；CEEMDAN-WTS方法
作者单位1.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，　湖北　武汉430010；2.昆仑能源有限公司工程物资管理部，　北京　100101；3.华南理工大学　国家金属材料近净成形工程技术研究中心，广东　广州　510641；4.广东力创信息技术有限公司，　广东　珠海　519000
利用完全自适应噪声集合经验模态分解和改进小波阈值的联合去噪方法（CEEMDAN-WTS方法）对分布式光纤传感器油气管道安全监测数据进行去噪。对比CEEMDAN-WTS方法、小波半软阈值方法、完全自适应噪声集合经验模态分解和小波阈值的联合去噪方法（CEEMDAN-WT方法）的去噪效果。从时域信号图可以看出，CEEMDAN -WTS方法能有效保留原始信号峰值部分，同时更好地去除噪声，更能凸显曲线的主要趋势。CEEMDAN-WTS方法敲击工况信噪比增益相较于小波半软阈值方法和CEEMDAN-WT方法分别提升42.6%和17.4%，泄漏工况信噪比增益相较于小波半软阈值方法和CEEMDAN-WT方法分别提升94.6%和47.3%，表明去噪后的数据信号和噪声比大幅度提高，有效消除油气管道光纤信号中的环境噪声。CEEMDAN-WTS方法敲击工况均方根误差相较于小波半软阈值方法和CEEMDAN-WT方法分别降低30.9%和14.6%，泄漏工况均方根误差相较于小波半软阈值方法和CEEMDAN-WT方法分别降低20.4%和5.9%，这表明CEEMDAN-WTS方法去噪后的信号与原始信号之间的误差更小。结合信噪比增益的特点可以得出，CEEMDAN-WTS方法在有效降低信号噪声的同时最大程度保留原始信号特征，更好地避免因去噪造成的信号失真。
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