شناسایی نشت در خطوط لوله تحت فشار با استفاده از ویژگی های جریان گذرا و شبکه های عصبی مصنوعی

تحقیق حاضر به معرفی روشی جهت شناسایی نشت در خط لوله انتقال آب می پردازد. به منظور نشت یابی، ابتدا با بستن شیر انتهای خط لوله، جریان گذرا ایجاد می شود. با تحلیل جریان با استفاده از یک مدل عددی بر پایه روش خطوط مشخصه، نوسانات فشار در انتهای خط لوله تعیین می شوند. این مدل عددی بصورت تابعی از مشخصات نشت در خط لوله عمل می نماید. چندین حالت مختلف بروز نشت با تغییر پارامترهای تعداد، محل و اندازه نشتی ها، به مدل معرفی شده و تاریخچه نوسانات فشار در انتهای خط لوله به عنوان پاسخ سیستم به هر سناریوی نشت برداشت می شود. این پاسخ ها به عنوان ورودی به یک شبکه عصبی معرفی می شوند در حالی که خروجی شبکه پارمترهای نشت متناظر می باشد. با تعریف ساختارهای مختلفی برای شبکه، در نهایت معماری شبکه بهینه می شود به طوری که با کمترین پیچیدگی، بهترین عملکرد را نتیجه دهد. مدل توسعه یافته در خصوص یک خط لوله آزمایشگاهی اعمال گردید و نتایج آن صحت سنجی شد. نتایج حاکی از موفقیت نسبی روش در خصوص تعیین نشت های ریز (کوچکتر از 5/0 درصد سطح مقطع لوله) و خیلی ریز (کوچکتر از 25/0 درصد سطح مقطع لوله) می باشد. با این حال روش در خصوص تعیین تعداد و موقعیت نشتی ها موفق تر عمل می کند تا اندازه نشتی ها و این موضوع در خصوص نشتی های خیلی ریز معنی دار تر است. همچنین روش پیشنهادی می تواند از نظر سهولت پیاده سازی و کاربرد نسبت به سایر روش های نشت یابی بر پایه مدل سازی، ارجح باشد چراکه تنها با یک بار آموزش شبکه قابل استفاده خواهد بود، نیازی به مدل سازی خط لوله در دست بهره برداری ندارد و به لحاظ محاسباتی در زمان استفاده بسیار کم هزینه و سریع می باشد. از محدودیت های روش می توان به این موضوع اشاره نمود که در صورت ایجاد تغییراتی در خط لوله در آینده از جمله نصب انشعابات و تغییر جنس و قطر لوله در بازه هایی، لازم است خط لوله مجدداً مدل سازی شده و شبکه بروزرسانی شود.