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基于多传感信息融合的气瓶在线监测平台研究
| 论文题名： | 基于多传感信息融合的气瓶在线监测平台研究 |
| 关键词： | 长管拖车;气瓶结构;在线监测;多传感信息融合;置信规则库;证据推理 |
| 摘要： | 长管拖车属于典型的危险品运输车辆，具有较高的安全隐患，特别对于运输路线包括城区等人员密集的地区，若发生泄漏或爆炸，则会发生不可挽回的安全事故。其发生原因大多由于气瓶因腐蚀或老化导致瓶体产生机械疲劳等，为防止事故发生，传统方法是对气瓶定期检验。而定期检验过程繁杂，且检验过程也会对气瓶自身造成损害。为避免此问题，各学者提出了超声检测、射线检测、磁记忆检测等方法，以保持气瓶完整性，但其仍属于离线检测。这些方法不能动态监测气瓶的运行状态，无法保证气瓶安全性需求。本文提出一种基于多传感融合技术的CNG（Compressed natural gas）气瓶在线监测平台，采用有限元数值仿真得出合适的预警参数、损伤监测参数以及监测位置，并提出以置信规则库（Belief rule base,BRB）结合证据推理（Evidence reasoning,ER）作为气瓶在线故障诊断方法，利用监测参数对气瓶损伤深度进行监测，此方法避免了传统定期检验结果主观性较强的问题，并能时刻监视气瓶状态，提高其安全性，防止事故发生。 主要研究工作及结论如下： （1）介绍了长管拖车气瓶的研究背景和意义，对国内长管拖车气瓶的定期检验内容以及国内外在线监测研究现状进行了综述，并对本文研究的主要内容和技术路线进行了介绍。 （2）通过有限元数值仿真的方法，对长管拖车气瓶进行静力学数值仿真分析以及惯性载荷数值仿真分析，得出不同的惯性载荷对长管拖车气瓶影响最大的参数，将其作为预警系统的预警参数阈值。 （3）通过有限元数值仿真（包括模态分析与随机振动仿真实验）方法，以随机振动实验模拟气瓶运输过程中的状况，并定量制造气瓶损伤，监测气瓶运输中由于损伤导致的各参数变化，得出合适的气瓶损伤监测参数。之后结合随机振动仿真、损伤案例统计以及气瓶水压实验爆破位置三方面综合考虑，得出合适的气瓶损伤监测位置。 （4）针对目前气瓶的定期检验结果主观性较强的问题，提出了基于BRB的故障诊断方法作为在线监测平台的监测方法，并采用模拟仿真数据验证其可行性。之后利用BP（Back propagation）神经网络与支持向量回归算法（support vector regression,SVR）对相同的数据进行诊断，结果表明BRB具有较高的诊断精度。 |
| 作者： | 杨再明 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 高海波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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