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CN102132138B - 用于实时增强流体输运管道的操作的方法和装置 - Google Patents

用于实时增强流体输运管道的操作的方法和装置 Download PDF

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CN102132138B CN200980133107.0A CN200980133107A CN102132138B CN 102132138 B CN102132138 B CN 102132138B CN 200980133107 A CN200980133107 A CN 200980133107A CN 102132138 B CN102132138 B CN 102132138B
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Abstract

公开了一种用于增强管道网络的操作的实时方法和基于动态逻辑的系统。所述系统和方法进行对管道网络的操作的监视，响应于失稳管道操作的不同程度而产生警报，基于已知的操作事件和操作条件而管理警报的产生，诊断检测到的失稳事件的潜在的来源，并管理管道的操作。

Description

用于实时增强流体输运管道的操作的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于增强管道的操作的方法和系统。特别地，本发明旨在用于监视管道网络的操作、响应于失稳的(destabilized)管道操作的不同水平产生警报并响应于该警报而管理管道的操作的实时方法和动态的基于逻辑的系统。特别地，本发明涉及用于基于管道网络内的感测液压反应来监视管道并检测和报告失稳操作事件的方法和基于动态行为的系统，这些失稳操作事件包括但不限于可能的管道裂缝事件。本发明还涉及用于监视响应于感测失稳事件的警报产生的方法和系统。本发明还涉及用于保持管道的稳定操作、监视潜在的失稳事件并精确定位(pinpoint)该潜在的失稳事件的位置以制定充分的补救措施来避免或防止灾难性失稳事件(例如，泄漏、裂缝或设备故障)的系统。本发明还涉及用于诊断失稳事件的方法和系统。
背景技术
管道被用于高效地将流体商品从一个场所输运到另一个场所，并通常跨过很长的距离。管道典型地被监视和控制以确保管道的完整性。这通常是由中央控制中心实现的，在中央控制中心处监视和控制仪器设置和所测量的参数。通过测量各种参数，特别地，流动速率和压力，可以检测泄漏。该监视依赖于计算管的内容物(流体)的质量并在一时长内观察管的内容物是否以指示出在未测量位置处可能通过管道中的裂缝使流体离开管道的方式改变。泄漏对所测量的参数以及由此对计算的管内流体的质量的影响在数学上可与通过裂缝离开管道的流体的质量有关。使用现有的方法，可以在相对短的时长内检测到大的裂缝。然而，小的裂缝，如果可根本检测到，需要较长的时长来积累必需的体积不符值(discrepancy)以表明过量的系统测量失衡，这会导致较大量的流体从系统泄漏到周围环境中。这些系统依赖于均衡算法以确定流体是否在未测量位置处离开管道，从而确定是否存在裂缝。将理解，这些现有技术系统在发生对裂缝的检测之前需要使足够体积的流体通过裂缝离开管道。由于推断性测量系统是平常的且对于液压波速和在封闭的加压液压网络中的裂缝事件之后后继分节段减压相对迟钝，这可导致在裂缝周围区域中的显著的环境影响。
对管道中的内容物的质量的计算易受许多偏差(inaccuracy)(例如，对进入和离开管道的流体的质量的测量的误差、由管道壁的温度波动导致的对管内物理空间的改变的不准确了解、以及在管道内的实际温度和压力、转换器校准和/或配置修正的极少了解)的影响。
可以使用通过在可测量位置处检验裂缝对流速和压力的影响的用于大裂缝的现有方法来确定管道裂缝的近似位置。在现有方法下对裂缝的定位易受多种可能的偏差的影响，这些偏差涉及测量系统和辅助设备系统参数确定、配置和校准。当通过裂缝离开的流体的体积下降到管道流速的一小部分时，丢失的流体的影响将下降到用于计算位置的参数的测量精度之下。另外，常用的推断性的质量测量系统经常工作在仪器操作的非线性区域内，由此降低了泄漏检测能力。
需要用于快速地检测并精确地预报管道网络中的失稳事件的位置的系统和方法。其他人已试图研发在识别裂缝方面比上述系统更高效地系统，但这些系统仅仅识别泄漏和裂缝而不是识别失稳事件。这些失稳事件可能不是泄漏或裂缝，但却影响管道的工作。然而，这些系统使所感测的条件与预先识别的已存储的泄漏分布相比较。这些系统不识别并非泄漏或裂缝的不稳定操作，这些不稳定操作或源头的位置是所关心的。这些系统不是动态的，因此，这些系统不能充分地响应于管道网络的操作中的异常改变，这些异常改变并不指示出泄漏或裂缝的存在。
Wall的美国专利5,361,622公开了用于检测管道中的泄漏的装置和方法。Wall利用转换器来测量即时管道压力。Wall利用计算机来比较在孤立的节点处的以连续预选的且固定的时间间隔测量的压力的变化速率。计算机使所测量的改变的速率与在该节点处指定的特性中的预选总改变相比较。当所测量的变化速率超过预选的最大总变化时，触发警报，该警报指示出泄漏或裂缝的可能性。然而，这些最大值不能改变或调整以用于管道操作的变化。Wall没有在确定泄漏或裂缝的位置方面提供帮助，这是因为其分析具有位置特异性。Wall提供了在管道内的选择点处的局域或孤立的分析。Wall没有证实这些变化与在其他节点处发生的任何变化。这种证实的缺失导致假警报的较大可能。
Walters等人的美国专利5,388,445公开了一种用于检测由管道中的泄漏或其他暂时事件的开始引起的波前的方法和装置。Walters试图检测在管道的高噪声环境特性中行进的显著波前，并精确地测量其振幅和到达时间。Walters公开了通过利用设置在管道上的给定点处的测量装置测量与管道中的流体的压力有关的特性来检测指示出在管道中发生的暂时事件的波前并输出与压力成比例的模拟信号。波前到达时间的检测可被直接用于产生警报。振幅可被用于找到泄漏的位置和/或尺寸。然而，Walters没有提供用于减低以下影响的装置，即，(i)管道上的外部影响，其可产生波前但并不是泄漏，或者(ii)诸如管道内的粘性或剥离操作中的变化的内部影响，其也会产生波前但并不是泄漏。在Walters中采用的模型是固定模型。其不能基于变化的管道操作和外部影响而进行调整或学习；相反地，其依赖于固定的参考事件来确定泄漏。因此，由Walters公开的系统倾向于假泄漏指示。此外，Walters考虑在所附的时间窗口期间获得的测量结果而不考虑会在一个窗口期间开始且在另一窗口期间结束的事件。因此，该系统不能检测泄漏，其也不试图识别或诊断失稳事件，所述失稳事件并不是泄漏但却不利地影响管道网络的操作效率或安全性。
Jerde等人的美国专利5,428,989公开了用于使用压力暂态来检测和表征泄漏的方法和装置。Jerde提供了以已知的距离沿管道彼此分隔开的多个压力监视站点。这些站点在检测到压力波前时产生到达时间信号。该系统可以确定来自多个检测站点的到达时间信号是否对应于同一事件。
Yang等人的美国专利6,389,881和美国专利6,668,619公开了用于检测和定位管道中的泄漏的基于声学的方法和装置。Yang利用使用由管道中的泄漏事件产生的声学信号来检测泄漏的系统。该系统需要在选定的位置处使用安装到管道上的非工业标准的专用部件。使用图形匹配滤波器来通过使由泄漏产生的声波与所存储的先前记录的标记泄漏分布相比较而减低假警报率并改善泄漏定位精度。Yang利用声学信号的时戳(time stamp)来精确定位泄漏的位置。该系统监听声波以确定是否存在泄漏。正常操作事件(例如泵启动等等)和孤立事件(例如一件仪器击打管道)会产生行进通过管道的声学信号但不是泄漏的压力波特性。因此，Yang的系统更容易发出假警报。
Abhulimen等人的美国专利6,970,808公开了用于利用流动模型来实时检测和定位管道网络中的泄漏的方法，该流动模型表征了与管道网络中的模型泄漏的不存在和存在对应的稳定和不稳定状态中的至少一者的流动特性。提供确定性模型以使用确定性标准来评估与管道网络有关的泄漏状态和无泄漏状态中的至少一者。
这些现有技术的系统不是前瞻性系统；相反地，这些系统在本质上是依赖于与历史数据或预定模拟结果的比较以确定是否存在泄漏的反应性系统。这些现有技术系统在每次检测到潜在的泄漏之后实质上复位到初始阈值。现有技术的阈值不实时地对其自身进行重新调节以考虑管道操作中的正常变化。这些阈值通常是高的，忽视了由小泄漏引起的变化。这些现有技术系统不依赖于当前的管道活动来确定泄漏或裂缝的存在，这需要进一步的动作，这些现有技术系统也不进行证实步骤来确认失稳事件，它们也不诊断失稳事件的源头(例如，处理错误，仪器故障)。这些系统不会连续地调整检测阈值以考虑管道网络的各种正常操作模式。虽然希望在整个管道网络中保持稳定的压力和稳定的流动，但由于流过网络的各种流体的粘度改变、仪器故障等等，压力和流动的变化是常见的。这些现有技术系统没能考虑这些管道活动的变化。因此，这些现有技术系统会产生大量的指示出潜在泄漏的警报。这些警报中的每一个都需要由管道操作者进行某种形式的动作。需要这样的动态的基于逻辑的系统，其精确地响应于在管道网络中存在的变化的操作条件，同时精确地识别包括泄漏和裂缝的失稳事件且使假警报事件最少。此外，需要有效地管理警报的产生的系统。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种监视管道网络以识别该管道网络中的可能的失稳事件的方法和动态系统。本发明旨在用于各种管道网络中而不旨在受限于用于输运石油、液化天然气、以及由其衍生的气体或产品的那些网络。该方法和相关系统预期用于管道网络，所述管道网络包括但不限于使以下的一种或多种互连的网络：精炼厂、石化生产设备、泵站、贮存设备、分配终端、钻井台、海上终端和海上钻井平台。预期本发明可应用于通过管道输运液体或其他流体的任何环境中(例如，配水系统、食品加工设备等等)。
根据本发明的一方面的方法可包括在所述管道网络内的预定位置处感测所述管道网络内的一个或多个压力波，并响应于所感测的压力波而确定在所述管道网络中可能的失稳事件的存在。失稳事件可从管道的泄漏或裂缝到在野外中的部件故障(例如，泵或阀门或与管道的操作有关的其他管道仪器)到处理错误，该处理错误可归因于操作者错误(例如，控制阀门或可变频率驱动调整的设定点误置)或管道的误操作。失稳事件具有不同的严重程度(其中潜在的泄漏或裂缝具有最高的严重程度)。但是，每种失稳事件都需要得到某种程度的关注。如果低水平失稳事件继续发展而不实施补救措施步骤，则管道的高效操作会受到影响，导致潜在的故障安全操作(例如，向管道泵的不充分的流体供给、管道内的压力过高、部件故障等等)。通过实施矫正措施来稳定化失稳事件，可以防止潜在的裂缝和泄漏，保持稳定的操作，恢复高效的管道操作，防止对仪器的损害，并可延长管道寿命(通过减轻管道的应变、疲劳和磨损)。
根据本发明的一个方面，以所允许的最高采样率或以与所述管道关联的压力变送传感器的采样率极限进行对所述管道网络内的压力波的感测。使用现有的管道仪器实现所述采样，并且所述采样不需要为了事件检测而在所述管道上设置附加的或定制的仪器。反复进行采样，以确定在所述管道中失稳事件的存在。响应于对所述压力波的感测而确定在所述管道网络中可能的失稳事件的存在可包括检测所感测的压力波的变化。这可包括使用SCADA系统来确定在管道系统内的在受压的液压网络上是否发生了快速压力衰减和随后的泄漏事件的分段减压特性。所述方法优选包括确定检测到的变化是否超过可接受的标准偏差。与现有技术系统不同地，在本发明中采用的标准偏差的使用考虑了管道操作的不同模式(例如，管道流体从一端被推进到另一端但也在中间点处被抽取的汲取模式，以及管道流体在中间点处不被抽取的密闭管道模式)。现有技术系统依赖于固定阈值。当超过该阈值时，触发警报。根据本发明的一方面，所采用的阈值根据由操作模式的改变引起的操作条件的改变、由流体的正常噪声、温度、不同类型(例如，汽油或柴油燃料)和管道位置(例如，在路面上方、路面下方、水下)而引起的操作改变而改变。该阈值可响应于已知的操作条件或事件而增大或减小。例如，该阈值可响应于泵或其他管道仪器的启动或关断而增大。阈值的增大可防止识别出仅可归因于部件启动的在操作上可接受的失稳事件。当泵关断时，重新获得稳态，阈值可从暂态噪声减小或重调到稳态正常噪声，从而更严格地监视系统的在操作上不可接受的失稳事件。这允许检测到在阈值保持恒定的情况下尚未被识别出的失稳事件。使用所述标准偏差，可分析所报告的高速压力衰减，以确定其是起源于已知的管道操作活动还是可归因于潜在的泄漏或其它失稳事件。高速压力衰减的存在表明泄漏或裂缝。在管道被淹没在水下时，会存在与压力衰减相反的由于进入管道的水对管道施加的压力而引起的压力增大。进行所报告的压力反应时间与最近的管道操作活动的时间的比较，以通过相对于已知的管道参数和流体波传播特性比较时间、速度和距离计算来确定该活动与压力响应的检测之间的时间差和线性管道距离是否是由正常的管道活动引起的。感测到的失稳事件的压力脉冲在移动通过管道时要快于流体在网络内的正常流动分布。
根据本发明的另一方面，监视所述管道网络的方法还包括响应于所感测的压力波而确定在所述管道网络中可能的失稳事件的位置。可能的失稳事件的存在和位置被报告给所述管道网络的一个或多个操作者。在所述失稳事件为高水平时，操作者采取适宜的补救措施(例如，泵关断、设定点调整、阀门操作、系统关断)来最小化流体从系统的损失并最小化对周围环境的影响。响应于所感测的压力波确定在管道网络中可能的失稳事件的位置的步骤可包括识别出在第一感测时刻在哪些预定位置感测出表明压力反应的失稳事件(例如，裂缝)，然后识别出在第二感测时刻在哪些预定位置感测出所感测的压力波发生，并基于在所述第一感测时刻和在所述第二感测时刻所感测的压力波的位置而确定可能的失稳事件的位置。分析多个同步(coincidentally timed)压力反应，以确定引起该压力反应的事件的可能位置。比较所感测的反应的时间表以相对于受验管道系统和该管道内的流体或流体集合的已知参数而获得合理性。
根据本发明的另一方面，监视管道网络的方法还包括确定所述可能的失稳事件的确定性(certainty)并将所述可能的失稳事件的存在、位置和确定性报告给所述管道网络的一个或多个操作者。所述可能的失稳事件的确定性包括比较基于所感测的压力波而对可能的失稳事件的确定与一个或多个当前感测的管道网络操作条件。
本发明的另一方面是提供一种监视管道网络以检测所述管道网络中的失稳事件的系统。所述管道网络包括第一设备、第二设备、连接所述第一设备和所述第二设备以使流体可在所述第一设备与所述第二设备之间流动的至少一个管道段、以及连接到所述至少一个管道段的至少一个泵站(其包括泵组)。在本发明的范围内可预期各种设备，其包括但不限于精炼厂、石化生产设备、泵站、贮存设备、分配终端、钻井台以及海上钻井平台。例如，管道可从精炼厂延伸到分配终端、海上钻井平台或终端到岸上贮存或处理设备或精炼厂。所述网络不限于两个设备。各种组合和数目的设备和管道段被视为在本发明的范围内。每个泵站优选包括至少一个泵。泵站可包括离心型泵或泵组，用于以希望的压力和速率从上游管道段抽取流体并以希望的压力和速率将流体推进到下游管道段。所述监视系统包括多个压力感测装置，其用于感测在所述管道网络内一个或多个压力波的存在。每个压力感测装置优选为与所述管道关联的现有的压力传送器。所述多个压力感测装置优选包括用于每个泵站的压力感测装置对。所述压力感测装置对中的第一感测装置被设置在所述泵或泵组的一侧，并且所述压力感测装置对中的第二感测装置被设置在所述泵或泵组的相反侧。每个压力感测装置能够感测所述管道网络内的一个或多个压力波。所述监视系统还包括多个远程监视装置，其被操作地连接到所述第一设备、所述第二设备和至少一个泵站。所述远程监视装置监视所述管道网络的操作并从所述感测装置和其它监视装置收集所述管道网络的操作数据。所述多个压力感测装置中的每一个可操作连接到至少一个远程监视装置。所述监视系统还包括操作地连接到所述多个远程监视装置的控制单元，所述控制单元用于基于从所述多个远程监视装置接收到的信号而控制所述管道网络的操作。所述控制单元检测在所述管道网络中可能的失稳事件的存在并基于所感测的压力波而确定可能的失稳事件在所述管道网络中的位置。通过压力感测场定位设备和处理器的高速的时间同步阵列来进行该应用。
所述控制单元包括实时优化器。所述实时优化器基于所感测的压力波而确定在所述管道网络中失稳事件的存在。此外，所述实时优化器确定是否存在所感测的压力波的变化并确定是否每个变化或变化组超过可接受的标准偏差(相对于当前模式的凭经验确定的正常管道系统行为)或其他统计比较器(例如，网络中的减压的正或负变化率)。所述实时优化器还通过比较基于所感测的压力波的对可能的失稳事件的确定与由多个远程监视装置感测的一个或多个感测的管道网络操作条件来证实并确定所述可能的失稳事件的确定性。所述实时优化器基于压力感测装置的位置而确定在所述管道网络中所述失稳事件的位置，所述压力感测装置感测特定反应的压力波和关于凭经验确定的可接受的液压分布的实际实时管道系统液压特性。
所述控制单元响应于存在失稳事件的确定而识别用于解决失稳事件的补救措施，包括但不限于修改操作参数、重设仪器、通知人工管道控制器、和/或维修检查仪器。在检测到裂缝或泄漏的情况下，所述控制单元识别或自动执行补救措施，以最小化从系统的流体损失。所述补救措施包括但不限于切断泵的电源以减少向漏洞的流动、暂时关断管道、使管道内的流动转向、以及隔离泄漏部位。
本发明的另一方面是提供一种有效地提供警报管理以减少误警报的数目的系统。在管道网络的正常操作期间，产生不可归因于失稳事件的各种稳态和暂态压力分布，但会产生发生警报信号的压力活动。这可归因于正常管道操作且可表明操作模式的改变和/或操作事件的改变。例如，将操作模式从密闭管道模式改变为汲取模式会在网络内产生引起警报的压力波。类似地，泵单元在网络内的正常操作(即，接通、关断泵或者调整可变频率驱动器)会在网络内产生引起警报的压力波。这些压力波反映出正常的管道操作，但却会在一天内引起几百次的误警报。根据本发明的系统的动态性质提供了有效的警报管理以减少误警报的总发生率。误警报的这种减少为管道操作者提供了更多的时间来解决并响应于实际警报并提高了操作者对实际警报的敏感度。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于管理对管道网络中的可能的失稳事件的警报的产生的方法和系统。所述系统优选进行在此描述的方法。所述方法包括在所述管道网络内的预定位置处感测所述管道网络内的一个或多个压力波，基于所述管道网络的操作模式、所述管道网络中的当前操作条件和所述管道网络中的当前操作事件中的至少一者而自动调整在所述预定位置处所述管道网络的预定的稳定操作阈值，并通过确定所感测的压力波是否超过经调整的预定的稳定操作阈值而确定所述管道网络中可能的失稳事件的存在。响应于该确定，所述方法还包括在所感测的压力波超过经调整的预定的稳定操作阈值时产生表明可能存在失稳事件的警报。响应于所感测的压力波而确定在所述管道网络中可能的失稳事件的存在还包括检测所感测的压力波的变化并确定检测到的变化是否超过可接受的标准偏差。所述可接受的标准偏差可以是凭经验确定的标准偏差。所述方法还包括确定是否存在在检测所感测的压力波的变化之后的随后的减压特性。当存在该特性时，产生表明存在泄漏的警报。
本发明的另一方面是提供一种监视系统，其用于检测管道网络中的失稳事件并诊断失稳事件以识别出(i)所述失稳事件的位置和(ii)识别出所述失稳事件的潜在起因和补救和/或矫正措施。所述系统尤其可用于诊断高程度和低程度失稳事件，以便实施矫正措施以最小化对所述管道网络的任何长期有害影响并使所述网络迅速地恢复到稳定操作。
根据本发明的另一方面，提供了一种管道监视系统，其诊断失稳事件的潜在来源。所述系统包括控制单元，其通过比较使用基于专家的诊断子程序的所感测的失稳事件的特性与在先的失稳事件、管道网络的当前操作模式、管道网络中的当前操作条件和管道网络中的当前操作事件中的至少一者来诊断所感测的失稳事件的潜在的起因。所述控制单元响应于存在可能的失稳事件的确定而识别补救措施以隔离或矫正所述可能的失稳事件。所述控制单元接下来将所述补救措施报告给所述管道网络的操作者。还预期所述控制单元自动执行所述补救措施。
附图说明
在阅读了以下详细的描述并参考附图之后，本技术的上述和其他优点将变得显而易见，其中相似的参考标号表示相似的要素，并且其中：
图1是根据本技术的特定方面的示例性管道网络；
图2是根据本技术的方面的图1的控制中心的示例性实施例；
图3是由图1的管道网络中的裂缝引起的压力波的示例性实施例；
图4是根据本技术的方面的图1的控制中心中向管道操作者示出的显示的示例性实施例；以及
图5是根据本发明的方面之一的一个逻辑流程的示例性实施例。
具体实施方式
在以下的详细描述和实例中，将关于其优选实施例描述本发明。然而，在以下描述对于本发明的特定实施例或特定用途为具体的程度上，其旨在仅为示例性的。因此，本发明不限于以下描述的具体实施例，而是包括落在所附权利要求的真实范围内的所有替换、修改和等效物。
本发明旨在一种用于检测在一个或多个管道网络中失稳事件的发生的系统和方法。术语“失稳事件”旨在包含对管道网络的稳定操作有不利影响的任何事件或活动，其包括但不限于泄漏、裂缝、仪器故障、仪器失灵、处理错误等等。特别地，监督控制和数据采集(SCADA)单元利用实时优化器(RTO)来通过以下步骤检测管道中的失稳事件：检测管道内的压力反应，比较这些反应与用于当前管道模式的凭经验确定的可接受性，排除由已知的管道事件引起的那些反应，使用声纳测距法确定这些压力反应所来自的位置，并评估其它实时操作数据以证实裂缝的发生。RTO是基于专家算法的控制系统，其被设计为最优化安全性并最小化由失稳事件引起的对管道的环境影响，同时有效地管理警报事件的产生。为了增强对管道中的失稳事件的检测，RTO分析来自SCADA单元的并行或实时操作数据。通过该分析，如果检测到可能的失稳事件，则通过SCADA单元产生警报以向操作者警示管道网络。可以以图形、声音、或文字、或其组合的形式向操作者提供用于评价裂缝的可能性的信息。预期该系统可推荐或自动执行矫正措施以最小化失稳事件对管道系统的影响并将管道网络恢复到稳定的操作。
现在转到附图，并且最初参考图1，示例根据本技术的一些方面的管道网络100。在管道网络100中，将诸如一种或多种流体商品的流体(例如，油、气体以及由其产生的产物)从第一设备102通过各种管道段104和泵站106a-106n输运到至少第二设备108。第一设备102和第二设备可以是与油、气体和/或由其产生的产物的制造、处理以及运输相关联的任何设备，其包括但不限于油田采油树、表面设备、分配设备、油砂厂等等、海上钻井平台、海上分配或输运终端、精炼厂、石化设备等等。管道段104可包括用于使流体商品通过其而输运的管状构件。应注意，n可以为任何整数，并且该实施例仅仅用于示例的目的。例如，其它实施例可包括一个或多个产品带或注入点、管道中的分支、以及任何数目的中间泵站。本发明旨在用于具有一个或多个分支的各种类型的管道网络。
泵站106a-106n包括一个或多个泵110a-110n、一个或多个传感器112a-112n、和/或一个或多个仪表108a-108n。泵110a-110n可包括一个或多个同步电动机泵、可变频率驱动(VFD)泵和/或类似的泵。在每个泵站106a-106n中，压力传感器112a-112n优选既被设置在第一个泵110a-110n的上游也被设置在最后一个泵110a-110n的下游，如图1和图3所示。仪表108a-108n通常仅被设置在流体商品进入或离开管道网络100的位置处，如图1所示。
为了管理和监视管道网络100的操作，利用诸如远程监视装置120、121和122a-122n的各种基于处理器的装置来收集和沟通关于操作设定的数据，这些操作设定包括仪器设定(例如，仪器状态等等)和管道网络100的测量参数(例如，压力、温度、流速等等)。远程监视装置120、121和122a-122n可以为可编程的逻辑控制器(PLC)、循环控制器、流动计算机、远程终端单元(RTU)、人机界面(HMI)、服务器、数据库和/或这些类型的基于处理器的系统的组合。这些远程监视装置120、121和122a-122n还可包括监视器、键盘、指点装置和其他用于与操作者交互式活动的其他用户界面。
每个远程监视装置120、121和122a-122n可被设置在第一设备102、泵站106a-106n以及第二设备108中的一者或多者中以收集来自传感器112的数据、来自于管道网络100关联的仪器和/或仪表108a-108n的诸如操作设置或遥测数据的操作数据。来自仪器(例如，泵110a-110n和/或仪表108a-108n)和传感器112a-112n的控制信号受到由作为该仪器或仪表108a-108n的部件的开关或变换器传送控制信号的距离的限制。因此，每个远程装置120、121和122a-122n操作作为用于来自一个特定泵站106a-106n或其他管道设备的数据的中央收集位置。作为一实例，操作设置可包括关于汲取率、泵状态、减阻添加剂(drag reducer additive)(DRA)注入器状态、阀状态、DRA注入速率、可变频率驱动设定、管道段104中的流速、设备102和108中的容箱内的流体的高度、流体温度；管道段104中的压力、流体商品的密度和/或批接口的数据。远程装置120、121和122a-122n在本机存储器中接收、处理并存储各种控制信号。以该方式，可以有效地管理对每个位置的操作设置以进一步分配到控制中心126。
远程装置120、121和122a-122n通过网络124与设置在一个或多个控制中心126中的其他装置交互以进一步处理操作数据。控制中心126可包括容纳各种基于处理器的装置的一个或多个设备，这些装置具有用于管理仪器并监视沿管道网络100分布的传感器112a-112n或仪表108a-108n的应用。下面在图2中更详细地示出了控制中心126。因为每个远程装置120、121和122a-122n和控制中心126被设置在不同的地理位置(例如不同的机构、城市或国家)中，网络124提供在远程装置120、121和122a-122n与控制中心126之间的通信路径。网络124可提供不同的网络装置(未示出)，例如路由器、开关、桥接器，例如可包括一个或多个局域网络、广域网络、服务器区域网络或市域网络、或者这些不同类型网络的组合。本领域技术人员理解由远程装置120、121和122a-122n以及控制中心126内的装置对网络124的连接和使用。
在图2中示例了根据本发明的方面的控制中心126。控制中心126用于监视并控制管道网络100中的仪器和传感器112a-112n。作为由控制中心126进行的操作的一个具体实例，在下面的附录A中列出了伪码。控制中心126包括通过网络212而耦合到各种控制装置214a-214n的监督控制和数据采集(SCADA)单元202。SCADA单元202为管道操作者提供用于操作管道网络100中的仪器的入口。虽然示例了单个SCADA单元202，但应理解，控制单元126可包括一个大或多个局部或区域性的SCADA单元和一个或多个主SCADA单元以在其他控制中心体系结构中管理局部SCADA单元。
SCADA单元202包含执行用于管理流体商品的输运的特定功能的一个或多个模块或部件。例如，SCADA单元202可包括SCADA应用204，该SCADA应用204包括一个或多个软件程序、例行程序(routine)、指令和/或代码组以管理管道网络100的操作。SCADA应用204可包括TELVENT的OASyS DNA；ABB，Inc.的Ranger；GE，Inc.的Intellution；和/或Control Systems International(CSI)，Inc.的UCOS。SCADA单元202包括数据通信模块206和数据库208。数据通信模块206包括管理与其他装置的通信(例如，以特定的间隔请求来自远程装置120、121和122a-122n的操作设置，或者向装置120、121和122a-122n提供仪器设置)的指令组。数据库208可以为用于存储数据的任何常规类型的计算机可读存储装置，其包括硬盘驱动器、软盘、CD-ROM和其他光学介质、磁带等等，其存储操作设置。SCADA应用204分析操作设置，其可包括将操作设置转换成用于呈现给操作者的特定格式和/或识别警报条件。然后将该分析的结果以及操作设置存储在数据库208中作为操作设置和操作报告。然后，将所述操作设置和操作报告同步到其他位置中的附加SCADA单元的其他数据库。
此外，操作设置和操作报告可通过网络212而被呈现给基于处理器的装置(例如，控制装置214a-214n)，以向操作者提供与管道网络100的实时操作有关的数据。控制装置214a-214n可以为计算机、服务器、数据库和/或这些类型的基于处理器的系统的组合，其还可包括显示单元(例如监视器或其他视频显示器)、键盘、指点装置和用于与操作者交互的其他用户界面。可包括与网络124相似的部件的网络212可被用于提供控制装置214a-214n与SCADA单元202中的数据通信模块206之间的通信路径。典型地，网络212(其可包括不同的网络装置(未示出)可包括一个或多个局域网络或服务器区域网络，但还可包括广域网络、市域网络、或用于特定操作的这些不同类型的网络的组合。本领域技术人员理解由控制装置214a-214n和SCADA单元202对网络212的连接和使用。
为了操作管道网络100，操作者将操作指令输入控制装置214a-214n之一中。例如，使可包括仪器设置或流速或操作模式(即，密闭管道模式(tight line mode)或汲取模式)的这些操作指令通过SCADA单元202中的数据通信模块206而与SCADA应用204通信。SCADA单元202将操作指令存储在数据库208中并可使操作指令与其他SCADA单元同步。SCADA应用204分析操作指令并将操作指令转换成仪器设置，这些仪器设置可以为远程装置120、121和122a-122n可接受的相同或不同的格式。SCADA应用204将操作指令从用于操作者的测量的单位转换成用于远程装置120、121和122a-122n的测量的单位。然后通过数据通信模块206而将仪器设置发送到远程装置120、121和122a-122n。一旦接收到仪器设置，远程装置120、121和122a-122n承认该仪器设置并通过将适宜的控制信号提供给该仪器而发送该仪器设置。然后由各自的仪器执行该仪器设置(例如，打开或关闭流动控制装置、启动或停止泵、和/或启动或停止DRA注入器以调整向管道段104中注入DRA的速率)。
为了有效地操作管道网络100并使管道网络100将大量流体从一个设备102输运到另一设备108，使用泵110a-110n来将管道中的压力增大到远大于包围管道段104和泵站106a-106n的气氛的压力的压力水平。该压力差对用于容纳正输运的流体的管道网络100的各种部件施加应力。由于这些压力，可能使包含该压力差的部件(特别地，折衷区域(腐蚀)或低速率管道部件)裂缝，如下图3所示。还可能使包含在泵站中和其他地方的管道仪器发生故障或不当操作，这可产生导致可能裂缝的不稳定操作条件。此外，由管道操作者通过控制装置214之一输入的不当操作指令或者操作者用于响应于操作模式的改变或管道内的流体的改变而调整必要的操作指令的失败也会导致不稳定操作。
当管道网络100的部件存在裂缝300时，随着首批流体分子通过压力差而从管道挤出，裂缝位置处的压力迅速改变。该压力改变使邻近裂缝的流体中的压力响应于初始压力改变而改变。该效应作为压力波、冲击波或声波301而被传输通过管道网络100。压力波301以相对于流体或成批流体(气体或液体)的链的声波特性的速度而沿着管道的长度行进通过流体，从而压力波行进的时间与其已行进的距离是在数学上可相关的。泵100或其他管道部件的操作可产生以相似的方式行进通过管道的压力波或声波。管道段的不稳定操作也会在管道内产生压力波或声波。这样的波可能不会像与裂缝关联的波那么强。
被设计为检测管道网络中的裂缝的许多现有技术系统(上面描述了一些)典型地在其分析中不使用对压力波的检测。这些系统依赖于均衡算法以确定流体是否在未测量位置处离开管道来确定是否存在裂缝。应理解，这些现有技术系统在可发生裂缝检测之前需要使足够量的流体通过该裂缝离开管道。由于推定性测量系统很普通并且对液压波速和在密闭的受压液压网络中的在裂缝事件之后的后续分段减压相对迟钝，这会在裂缝周围的区域中导致显著的环境影响。上述感测声波的系统仅仅隔离裂缝而不隔离影响管道网络的稳定操作的其他失稳事件。
为了提供对包括裂缝300的失稳事件的近实时检测并由此允许更快速有效的动作，利用实时优化器(RTO)210来分析SCADA单元202内的操作设置。这实时地提高了管道网络100的操作以更有效地响应于失稳事件。
RTO 210可被实施为与SCADA单元202或具体地说SCADA应用204和数据库208交互的一个或多个软件程序、例行程序、软件包、和/或计算机可读指令。还可以任何合适的计算机编程语言写入RTO 210。通过RTO210，可向操作者提供附加的功能以通过对压力波301的检测和分析而提供包括裂缝300的疑似管道失稳事件的报告和其他通知(可视的或可听的)。这些通知允许操作者响应于高程度失稳事件和这样的低程度事件，如果忽略该低程度事件，则该低程度事件最终会导致包括裂缝的高程度失稳事件。
为了获得与用于分析的压力波有关的信息，RTO 210需要收集附加信息，通过远程装置120、121和122a-122n可收集并处理这些附加信息。与以固定间隔进行预定采样的现有技术系统不同，以压力传送传感器112所允许的最高速率进行对压力波的采样。这显著地降低了压力波未被检测到的可能性。典型地以高速率(例如，每50毫秒)通过远程装置120、121和122a-122n测量并处理由压力传感器112a-112n向远程装置120、121和122a-122n报告的压力的电气表示。这不同于现有管道，在现有管道中，通常丢弃先前的值，而以低得多的频率(例如，每10秒)将值发送到控制中心126。结果，根据本发明的系统的实施需要修改远程装置120、121和122a-122n以对压力值进行统计计算。具体地，对在一短时长(例如，15秒)期间收集的压力波计算标准偏差。根据本发明，计算出的标准偏差具有滚动的特性。例如，使用在时刻t1与t5之间收集的压力波来计算标准偏差。使用在时刻t2与t6之间收集的压力波来计算下一个标准偏差。使用在时刻t3与t7之间收集的压力波来计算下一个标准偏差。以该滚动方式计算所有的随后的偏差。比较而言，现有技术系统在固定的间隔中(例如，t1到t5，t6到t10，t11到t15)检查其获得的声波信息。通过这样的检查，会忽视在一个周期中开始且在另一个周期中结束的失稳事件。根据本发明的标准偏差的滚动计算不会发生这种情况。不旨在将本发明限制为使用凭经验计算的标准偏差；相反地，包括但不限于微分函数(1次、2次和3次微分)、积分函数的多种基于经验的确定(其是基于力拟合模型(force fit model))同样在本发明的范围内。
操作设置被建立为使得野外装置120、121和122a-122n具有可应用于其分析的表示将应用于所计算的标准偏差的因子(multiplier)的数字。如果压力波112a-112n接下来报告超过用所应用的因子计算出的标准偏差的压力，则远程装置120、121和122a-122n将宣告检测到压力波301。管道系统内的正常液压噪声产生操作的管道典型模式的特定标准偏差特性，同时诸如管道完整性的丧失(裂缝)的失稳事件将产生与正常模式标准偏差特性的族不同的标准偏差特性。相似地，泵的启动或关断或者管道的不稳定操作将产生与正常模式标准偏差特性的族独特地不同的标准偏差特性。
为了使不同压力传感器112a-112n之间的压力波301相互关联，对在管道网络100上的所有远程装置120、121和122a-122n之间同步化的时间的精确测量是重要的。通过在远程装置120、121和122a-122n内设置接收器和适宜的附加电子设备以允许从用于全球定位系统的卫星发送收集并向远程装置120、121和122a-122n的逻辑单元提供高度精确的时间同步更新，可以实现这一点。
如上所述，可通过被视为正常的管道操作的部分的其他方式而在管道网络100中引起压力波301，这些其他方式包括但不限于启动和停止泵110a-110n以及打开和关闭阀。通过实时地调整警报触发阈值或者将其从考虑为裂缝检测的那些压力波中去除而将由这些事件引起的压力波301考虑进去是很重要的。对于由检测压力波的相同远程装置120、121和122a-122n初始化的那些事件，可以在该远程装置120、121和122a-122n处实现这一点。可以向远程装置120、121和122a-122n附加逻辑单元(logic)以在对导致压力波的仪器设置的调整之后的特定时长内禁止压力波检测。或者，可以响应于正常的操作事件而调整(例如，提高或降低)用于失稳事件的触发阈值，以便在将正常操作条件考虑进去的同时仍可检测出失稳事件。更好的可能方法包括在高速趋势分析下表征正常的管道操作事件并构造正常管道动作特性的比较矩阵，并通过利用凭经验确定的标准偏差检查这些液压特性而提供从正常管道操作事件和噪声中对失稳事件的增强的辨别力。这将提供通过该系统管理警报(即，假警报)的产生的有效工具。
如上所述，在管道网络的正常操作期间，产生不可归因于失稳事件的各种压力波，但却产生会产生警报信号的压力活动。控制中心126以及远程装置120、121和122a-122n可考虑归因于正常管道操作的压力波。可通过对警报触发阈值的必要调整来减少这些波，从而减少所产生的假警报的数目。当前的监视系统在管道操作的给定的一天内产生几千个警报。这些警报中很多是虚假的，导致操作者清除或忽略了低程度警报。这不仅减小了操作者在处理每次警报时花费的时间量，还使操作者对响应于低程度警报的敏感性降低。与已知的管道操作、其可接受的反应以及对其的触发阈值的调整关联的压力波的折扣可被有效地减少至少60％，更优选减少至少80％。这表示液压警报的产生的显著减少，为操作者提供了更多的时间来响应于实际的警报且还在不稳定操作导致高程度警报和对管道的潜在损害之前响应于表明不稳定操作的低程度警报。
为了向RTO 210提供与压力波的检测有关的信息，远程装置120、121和122a-122n与数据通信模块206、SCADA应用204和数据库208交互。从那里，RTO 210根据其算法的需要而检索数据。
一旦接收到压力波报告，RTO 210在预定的时长内对于管道网络100的特定距离等待可用的其他压力波报告。来自失稳事件的压力波会引起多于一个压力波报告，需要具有两个或更多个报告来确定失稳事件的位置。通过将管道的长度除以声音在包含在管道中的流体中的速度而确定等待的时长。
RTO 210将忽略由管道仪器的正常操作引起的压力波。通过检查正常化的常规液压特性或者通过即刻掩蔽来自RTO2的正常管道仪器动作，这些压力波被视为“常规疑似”。为了实现这一点，RTO 210保持列出了引起压力波301的各种正常的操作管道活动的表，并在该表中存储由该活动引起的压力波301到达管道网络100上的每一个压力传感器112a-112n所需花费的时间。RTO 210必须比较由压力传感器112a-112n报告的每一个压力波与管道上的最近的活动，如果接收时间表明它们是在管道活动期间产生的，则不将它们考虑为失稳事件检测。RTO 210识别和更新常规疑似的操作的具体实例被示例为在附录A中的“更新常规疑似”和“是常规疑似”下的伪码。现有技术系统比较所感测的波与所存储的泄漏分布。然而，这些系统的容量有限，因为每个泄漏具有独特的分布。因此不能识别每个泄漏。与现有技术系统不同，本发明比较压力波与正常操作条件或正常操作事件而不是预定泄漏分布。因此，本发明可以更高的精度更精确地检测异常操作条件。
在装配了在这样的波通过管道所花费的时长内发生的压力波301的表之后，RTO 210必须尝试识别波检测的同类(bracketing)对。也就是，来自不同泵站106a-106n的两个波检测，所述不同泵站分别位于裂缝300的两侧。裂缝将被定位在这两个站之间。可通过按时间顺序排列这些检测，然后选择来自独特的站106a-106n的最初的两个，同时考虑在成批网络(batched network)上的该事件两侧的流体的任何声波速特性，从而实现这一点。然后使用下式来确定该检测对是否为同类的确定：
如果(t2-t1)≤t21
则该对为同类对
其中t2＝第二检测的时间
t1＝第一检测的时间；以及
t21＝波从第二检测的站行进到第一检测的站的时间
也就是，如果时间差不足以使波301从一个站106a-106n行进到另一个站时，则波300的来源肯定在两站之间。如果选中的对未被证明是同类对，则必须依次检查每个附加的对以尝试识别出同类对。
波检测的同类对的识别提供了一种用于确定波300的来源(或疑似裂缝)的位置的方法。可以采用下式来进行该确定：
d2＝0.5*[d12+(t2-t1)*ws]
其中d2＝从发生第二检测的泵站106a-106n到发生第一检测的泵站
106a-106n的距离
t2＝第二检测的时间
t1＝第一检测的时间
d12＝与发生第二检测的泵站和发生第一检测的泵站的距离
ws＝波速(声音在流体中的速度)
不能使用不是同类的并非由两个站的操作活动引起的压力波301的检测来确定压力波301的起源，然而，其仍提供比单个压力波检测更多的位置信息。在该情况下，RTO 210可以通过比较接收到压力波301的两个时间来确定压力波301起源于站106a-106n的哪一侧。可以按以下方式实现这一点。如果压力波301由位于该站106的第一侧的传感器在位于该站的邻近的第二侧的对应传感器检测到其之前被检测到，则压力波起源于该站106的第一侧。如果压力波301由位于该站106的第二侧的传感器在位于该站的第一侧的对应传感器检测到其之前被检测到，则压力波起源于该站106的第二侧。
RTO 210还提供对压力趋势的分析证实压力波检测的结果。一种证实失稳事件泄漏初始事件特征(signature)检测的方法为比较在压力波301之前的受验段(subject segment)的节点压力的斜率与在压力波301之后的相同节点压力的斜率。通过存储来自预定的且有意义的短暂时间间隔的多个压力值而由RTO 210计算压力的斜率。然后通过下式确定斜率：
斜率＝(最新压力值-最早压力值)/(当前时间-最早时间)
使压力波301之前的斜率与压力波301之后的斜率比较。如果斜率减小且减小值大于预设参数的值，则由于压力波301而改变了压力趋势，并且该信息证实了裂缝300或其他失稳事件的可能性。其他数学或统计方法也是可用的(例如改变的速率、Δ的和、或其组合)。
如果测量是可用的，则RTO 210还可提供对流体通过管道网络100的净流动的趋势的分析以证实压力波检测的结果。通过从在管道网络100的所有入口和出口处的仪表108a-108n获得所测量的流速并对它们求和(流入为正，流出为负)，确定该趋势。由RTO 210进行的该操作的具体实例被示例为在附录A中的“RTO事件检测”下的作为“存储线路流动数据”的伪码。然后比较在压力波301之前和在压力波301之后的该求和的结果。如果求和增大且增大值大于预先配置的参数的值，则由于压力波301而改变了净流动的趋势，并且该信息证实了裂缝300或其他失稳事件的可能性。
如果SCADA应用204提供线路均衡函数，则RTO 210可进行另一证实，其中线路均衡函数是泄漏检测的传统方法并通过比较进入和离开管道网络100的体积与管道网络100中的体积而实现。典型的线路均衡函数将通过数据库208而使RTO 210可使用这样的值，该值称为线路均衡发散，其表示在一短时长(典型地为几分钟)内线路均衡计算的失衡的改变。RTO210提供对线路均衡发散的趋势的分析以证实该压力波检测的结果。通过比较在从压力波301之前的时间内的线路均衡发散的斜率与在从压力波301之后的时间内的线路均衡发散的斜率，确定该趋势。通过存储预定时间间隔的多个线路均衡发散值而由RTO 210计算线路均衡发散的斜率。在示例性方法中，通过下式确定斜率：
斜率＝(最新线路流动发散值-最早线路流动发散值)/(当前时间-最早时间)
RTO 210的该操作的具体实例被示例为在附录A中的“获得线路流动数据”下的伪码。使在压力波301之前的斜率与在压力波301之后的斜率比较。如果斜率增大且增大值大于预先配置的参数的值，则由于压力波301而改变了线路均衡发散的趋势，从而该信息证实裂缝300的可能性。有益地，该证实将在线路均衡函数确定存在裂缝300之前发生。多个独立的证实数据允许较低的指示线路均衡发散以进一步支持裂缝可能性。
RTO 210通过将数据置于数据库208中而基于压力波检测和其它证实数据向操作者通知已发生可能的失稳事件的管道。这包括事故(incident)报告的产生。由RTO 210进行的该操作的具体实例被示例为在附录A中的“产生事故报告”下的伪码。RTO 210基于可用证据的程度而向操作者报告不同的确定性水平。在下面的表1中进一步示出了报告水平的示例组。水平1代表已发生裂缝300的最高确定性水平，而水平4代表较低的确定性水平。随着RTO 210获得更多的证据，被报告给管道网络100的操作者的水平可以改变。
表1
图4是示出在具有SCADA单元202的管道网络100中的RTO 210的使用的示例性流程图。SCADA单元202的操作者可以利用RTO 210来对管道网络100监视失稳事件检测，如下所述。
现在将参考图4描述根据本发明的系统的操作。该操作始于步骤402。在步骤404中启动计时器，以允许稍后以短的时间间隔再次执行逻辑。在步骤406中更新所收集的存储在数据库208中且用于线路流动趋势分析的数据，以提供用于可能的失稳事件检测的证实证据。然后在步骤408中收集并分析由SCADA应用204的线路均衡功能产生的数据，以可能在将来用于证实失稳事件检测。在步骤410中从数据库208获取当前压力，将该当前压力存储在RTO 210中并被分析以在将来用于证实失稳事件检测。在步骤412中针对管道网络100中的测量的参数的改变评价任何新接收到的压力波报告，以确定该压力波报告是否是由操作活动引起的。如果压力波报告是由操作活动引起的，则从将由RTO 210分析的压力波300的列表中去除该压力波报告。
在步骤414中，确定RTO 210是否在等待接收与先前接收到的报告关联的额外的压力波检测报告。步骤414中的等待时间不同于在步骤404中的计时器设定。该时长较短。步骤414中的等待时间基于波速长度。基于最慢可能的波速来设定等待时间。如果检测到压力波，则等待时间将基于接收另一压力波(如果该压力波具有最慢可能的波速)所花费的时间。如果确定结果为是且RTO 210正在等待关联的报告，则系统的操作进行到步骤416。如果确定结果为否(即，没有接收到关联的报告)，则系统的操作进行到下面将更详细讨论的步骤426。
在步骤416中，减小与等待关联的报告相关联的计数器。然后在步骤418中检查该计数器以确定等待周期是否已过期。如果等待周期已过期且接收到关联的压力波报告，则在步骤420中处理所有的已接收到的压力波报告，以确定是存在同类的检测还是存在单个检测、可能的关联位置和警报水平。在步骤422中，确定在步骤420中进行的分析是否发现了可能的裂缝。如果发现了可能的失稳事件，则操作进行到步骤424，在步骤424中，产生事故报告，如图5所示，并且检查证实因素以确定是否已发生证实。执行通知和/或自动软件管道减速(spooldown)或矫正措施算法以及事故报告，以便系统的操作者可采取适当措施来隔离泄漏点并限制从管道的溢出。然后系统的操作进行到步骤430，在步骤430中，系统等待，直到在步骤404中激活的计时器过期。然后操作返回到步骤404，在步骤404中重复处理。如果未识别出可能的失稳事件，则操作进行到步骤430，在步骤430中，系统等待，直到在步骤404中激活的计时器过期。然后操作返回到步骤404，在步骤404中重复处理。
返回到步骤414，如果确定RTO 210不在等待关联的报告，则系统的操作进行到步骤426，以确定是否已接收到新的压力波检测。如果没有接收到压力波检测，则系统的操作进行到步骤430，在步骤430中，系统等待，直到在步骤404中设定的计时器过期。然后通过在步骤404中的计时器的设定而重复步骤。如果在步骤426中接收到新的压力波检测，则系统的操作进行到步骤428，在步骤428中，进行用于跟踪新压力波的数据记录的初始化、用于等待关联的压力波检测的计时器的设定以及用于将来的分析的先前检测证实值的保存。然后系统的操作进行到步骤430，在步骤430中，系统以上述方式等待。
如上面参考步骤424所讨论的，当压力波报告表明事件的发生时，产生事故报告。该事故报告可以通过图形用户界面而呈现到用于操作者的显示单元。还可以提供可听的通知。图形用户界面可以为通过SCADA单元202而向操作者提供的窗口，其包括图形或文字数据、报告或任何其他合适的数据。图5中示例了图形用户界面的实例。
该屏幕视图仅仅是可呈现给操作者的事故报告的一个实例。可以理解，在其他实施例中可以给出另外的操作设定和数据。
图5中的屏幕视图被分割为各种窗口或部分。例如，部分500报告第一压力波检测发生的日期和时间。部分502报告使用在上面的表1中给出的可定制的警报水平矩阵而分配给该压力波检测的当前警报水平。由于分配给可能的失稳事件检测的分析的警报水平会随着时间而改变，因此当完成了更多的证实评价时，在部分504中显示每一个警报水平到达的日期和时间。如果特定的检测未达到特定的警报水平，则其在该部分中不显示。
部分506用于跟踪并报告由操作者发起的调查是否已完成。如果RTO210的分析能够确定位置(同类检测，或者在裂缝的一侧的两个检测)，则在部分508中报告这一点。部分510提供关于这样的压力波检测的详细信息，该压力波检测用于由RTO 210在其分析期间到达位置。部分512报告用于在检测中使用的上游站的压力衰减证实的状态，如果其存在，其是否仍在进行中，或者如果完成，是否找到证实。部分514报告用于在检测中使用的下游站的压力衰减证实的状态，如果其存在，其是否仍在进行中，或者如果完成，是否找到证实。部分516报告线路流动发散证实的状态，其是否仍在进行中，或者如果完成，是否找到证实。部分518报告线路均衡发散证实的状态，其是否仍在进行中，或者如果完成，是否找到证实。
如上所述，根据本发明的系统在管理警报的产生以减少假警报的数目方面有效。此外，本发明预期可用于诊断失稳事件并推荐或自动执行潜在的补救措施。如上所述，该系统可用于识别高程度失稳事件和低程度失稳事件的存在和位置。控制中心126可通过基于专家的管道诊断子程序来评价导致用于失稳事件的警报的产生，该子程序相对于专家系统的经验知识来考虑管道的当前失稳特性，该知识为，当前模式的液压特性应当看起来像什么，同时相对于该优选的且预期的特性交叉参考所有的SCADA已知设定点和仪器状态，该专家系统然后可自动执行矫正措施算法，或者，如果优选，向人发出矫正措施通知以在低程度失稳事件逐步增强为对管道具有潜在的灾难性影响的高程度失稳事件之前处理低程度警报。还预期控制中心126可发动补救或矫正措施以响应于失稳事件而保持稳定操作。
对与该技术相关的学科的技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明的范围的情况下进行各种修改和/或变化。虽然关于管道描述了本发明，但本发明并不旨在如此受到限制；而是预期本发明可用于在精炼和石化处理操作、上游和勘探操作、以及在油田和气田的外面的与管理管道的稳定操作和流过管道的流体有关的任何其他操作中发现的管道输运。因此，本发明预期覆盖在本文中的方法的修改和变化，只要它们在所附权利要求及其等效物的范围内。
附录A
请注意，在下列伪码中，标有＊＊＊的行涉及其它部分的文本，该文本被包括在在下面的各标题之下。对术语“触发”的引用是指压力波检测。
RTO事件检测
在一分钟的周期上，对每个管道
计算线路均衡发散斜率＊＊＊(CLBDS)
存储线路流动数据＊＊＊
记录操作事件检测＊＊＊(LOT)
如果触发置位(settling)计时器不在进行中
如果(在30秒计时器期间已发生了至少一个触发状态改变(COS))
启动触发置位计时器
启动上游和下游压力衰减计时器
保存当前线路流动值
启动线路流动发散计时器
保存当前计算的线路均衡发散斜率值
启动线路均衡发散计时器
否则
不做任何处理并继续
否则(触发置位计时器在进行中)
减小触发置位计时器的计数器
如果触发置位计时器的计数器为0(计时器过期)
处理触发＊＊＊(PT)
产生事故报告＊＊＊(CIR)
如果(找到同类触发)
通过在距离型结构中从发散停止时间减去置位时间值而
再次计算线路流动发散计时器
通过从线路均衡发散时间加发散失衡值中减去触发置位
时间而再次计算线路均衡发散计时器
否则如果(找到一个触发)
取消下游压力衰减计时器
否则
不做任何处理并继续
对于在进行中的所有的上游和下游压力衰减计时器。对于同一管道存在进行中的上游和下游压力衰减计时器是可能的，一组计时器用于当前事故，一组计时器用于先前的事故。如果先前的计时器在进行中，则新的事故必须已在现有的压力衰减计时器过期之前发生。
如果(刚刚发生了操作触发或常规疑似)
对于所有的压力将进行中的触发的标志设定为假
对于所有进行中的压力将压力衰减状态设定为终止
取消上游压力衰减计时器
取消下游压力衰减计时器，如果该计时器是活动的。
将关联的上游压力衰减多态(用于驱动事故报告)设定为“终止”。
将不更新事故报告警报水平。
将关联的下游压力衰减多态(用于驱动事件报告)设定为“终止(ABORTED)”，如果该计时器在工作的话。将不更新事故报告警报水平。
否则
减小上游压力衰减计时器计数器
减小下游压力衰减计时器计数器，如果该计时器是活动的。
如果(在上游压力上存在压力衰减)
取消上游压力衰减计时器
更新事故报告＊＊＊(UIR)
如果(在下游压力上存在压力衰减且计时器是活动的)
取消下游压力衰减计时器
更新事故报告＊＊＊(UIR)
对于在进行中的所有线路流动计时器。对于同一管道存在两个进行中的线路流动发散计时器是可能的，一个计时器用于当前事故，一个计时器用于先前的事故。如果先前的计时器在进行中，则新的事故必须已在现有的线路流动发散计时器过期之前发生。
如果(刚刚发生了操作触发或常规疑似)
取消线路流动发散计时器
将关联的线路流动发散多态(用于驱动事故报告)设定为“终止”。
将不更新事故报告警报水平。
否则
减小线路流动发散计时器
确定线路流动发散＊＊＊(DLFD)
如果(存在线路流动发散)
更新事故报告＊＊＊(UIR)
对于在进行中的所有线路均衡计时器。对于同一管道存在两个进行中的线路均衡发散计时器是可能的，一个计时器用于当前事故，一个计时器用于先前的事故。如果先前的计时器在进行中，则新的事故必须已在现有的线路均衡发散计时器过期之前发生。
如果(刚刚发生了操作触发或常规疑似)
取消线路均衡发散计时器
将关联的线路均衡发散多态(用于驱动事故报告)设定为“终止”。
将不更新事故报告警报水平。
否则
减小线路均衡发散计时器
如果线路均衡发散计时器为0(计时器过期)
确定线路均衡发散＊＊＊(DLBD)
更新事故报告＊＊＊(UIR)
否则
不做任何处理并继续循环
在三十二周期上，对于每个管道
检查触发＊＊＊(CT)
计算压力斜率＊＊＊(CPS)
(UUS)-更新常规疑似
无论常规疑似点在何时改变状态，都由“事件检测(Event Detection)”
调用该功能
该功能用于在常规疑似点的实时列表中更新常规疑似时戳。通过“是常规疑似？”功能使用该实时列表，以确定触发是否为常规疑似。
通过在实时常规疑似点的列表中限定的所有点进行循环
获得常规疑似点的当前时间末尾(time last)
如果刚刚发生了时间末尾(在刚发生的常规疑似时间内)
设定局部变量以知晓找到了最近刚经历了COS的至少一个常规
疑似点
如果该常规疑似点为二态的或多态点
获得常规疑似点二态或多态点的状态
否则
继续
如果二态或多态点的状态为在实时阵列中限定的状态或者其为模
拟点
在用于实时常规疑似点的时间末尾循环阵列(round robinarray)中更新时间末尾值。对每个常规疑似保持时间末尾值的可配置的循环阵列的原因是因为一些常规疑似将在短时长内反复COS
否则
不做任何处理并继续循环
否则
不做任何处理并继续循环
如果在实时列表中没有找到在常规疑似点的至少一个上的最近的时戳，则向RTO日志文件输出错误消息，这是因为可能存在这样的问题，即，需要调整推导块或常规疑似刚刚发生的时间的变量。
(CT)-检查触发
该功能用于检查初始触发
通过已过去的管道内的所有TRIGGER压力进行循环
获得报告TRIGGER压力的二态的时间末尾
确认先前未处理该触发(在积聚的触发的最后阵列中查找)
如果先前未处理该触发
如果((BINPNT的时间末尾+ed触发刚发生的最大时间(edTriggerJustOccurredMaximumTime))＞当前时间)且((BINPNT的时间末尾+ed触发刚发生的最小时间)＜当前时间)且是常规疑似＊＊＊(IUS)返回“假(FALSE)”)
找到触发
获得用于触发压力的所有处罚模拟值并将该模拟触发值存储在实时阵列中
●触发波振幅
●半夜之后的触发小时
●小时之后的触发分钟
●分钟之后的处罚毫秒
将声明记录到操作日志文件
返回“真(TRUE)”
否则
不做任何处理并继续循环
否则
不做任何处理并继续循环
未找到触发，返回“假”
(GLFD)-获得线路流动数据
每分钟由“事件检测”调用该功能。
该功能用于获得线路流进(流速)的和的值并从线路流出的和的值减去它们并返回结果以确定线路流动发散。
通过线路流动结构中的所有线路流动进行循环
获得模拟线路流动的当前值
如果(入或出线路流动＝IN LINE FLOW)
将该值加到IN求和变量
否则
将该值加到OUT求和变量
将IN求和变量减去OUT求和变量的结果存储在线路流动发散线路流动伪模拟中。该伪模拟仅仅用于监视该线路流动计算返回IN求和变量减去OUT求和变量
(PT)-处理触发
在触发置位时间已过期之后由“事件监测”调用该功能。
该功能用于处理在触发置位时间器件发生的所有触发并处理有效触发以确定事件位置。
利用在触发置位时间期间发生的触发阵列获得事件位置＊＊＊(GEL)以确定事件位置。
记录返回到操作日志文件的所有信息。
(IUS)-是常规疑似
由“检查触发(Check for a Trigger)”调用该功能。
该功能用于确定已过去的二态触发是否是由常规疑似引起的。
如果已过去的二态触发是由常规疑似引起的，则该功能返回“真”。如果该触发不是由常规疑似引起的，则返回“假”。如果返回“真”，则将在为什么该触发是由常规疑似引起的操作日志文件中记录声明。还将记录适宜的时戳，因此可以调整配置数据中的最小延迟和最大延迟变量(theminimum Delay and Maximun Delay variable)。
在“常规疑似”配置数据表中找到触发二态ID，并在“常规疑似上游ID”或“常规疑似下游ID”上进行匹配。
如果在“常规疑似”列表中找到该触发二态ID
通过“常规疑似点规则”列表进行循环，该列表是对该触发的所有常规疑似点。
如果oclass类型为MULPNT或BINPNT
在实时常规疑似列表中找到oclass类型和Sstate1(如果其不是空白)并从实时常规疑似列表获得时间末尾阵列。对于常规疑似的时间末尾阵列中的所有常规疑似时间末尾值
如果(触发二态的时间末尾＞＝(常规疑似时间末尾+最小延迟)且(触发二态的时间末尾＜＝(常规疑似时间末尾+最大延迟)
返回“真”
在实时常规疑似列表中找到oclass类型和Sstate2(如果其不是空白)并从实时常规疑似列表获得时间末尾阵列。对于常规疑似的时间末尾阵列中的所有常规疑似时间末尾值
如果(触发二态的时间末尾＞＝(常规疑似时间末尾+最小延迟)且(触发二态的时间末尾＜＝(常规疑似时间末尾+最大延迟)
返回“真”。
否则(oclass类型为ANAPNT)
在实时常规疑似列表中找到oclass类型并从实时常规疑似列表获得时间末尾阵列。
对于常规疑似的时间末尾阵列中的所有常规疑似时间末尾值
如果(触发二态的时间末尾＞＝(常规疑似时间末尾+最小延迟)且(触发二态的时间末尾＜＝(常规疑似时间末尾+最大延迟)
返回“真”。
由于触发不是由常规疑似引起的，因此返回“假”
(GEL)-获得事件位置
由刚刚在触发置位时间过期之后调用的“处理触发(Process Trigger)”调用该功能。
该功能用于基于已过去的触发找到事件位置。该功能将返回5个可能的条件中的一个。第一条件最重要，第五条件最不重要，意味着仅仅在不能满足第一条件时才返回第二条件。
1)同类触发
●上游位置触发二态点ID(上游站)
●下游位置触发二态点ID(下游站)
●下游距离。
●上游证实
●下游证实
●同类位置是否不跨过另一个站(彼此邻近)或跨过另一个站(彼此不邻近)
2)一侧触发
●位置触发二态点ID(最近的站)
●方向是上游还是下游
3)同一站触发
●第一位置触发二态点ID(站)
●方向是上游、下游还是在该站中
4)一个触发
●触发二态点ID(站)
5)错误条件，因为触发没有落在上述4个条件中的一个中如果不存在触发
由于在存在至少一个触发之前不能调用，因此记录错误。
返回错误条件。
如果存在仅仅一个触发
返回触发二态点ID(站)。
调整触发时间以矫正“过子夜(over midnight)”条件。使用在子夜之后的触发小时、在小时之后的触发分钟以及在分钟值之后的触发毫秒来从最早时间到最近时间对触发的阵列分类。在下面的“for”循环中使用的DFC(距中心的距离)将是：
DFC＝((触发上游的毫秒时间-触发下游的毫秒时间)＊(波速/将波速时间转换为毫秒))/2
其中“毫秒时间”包括小时和分钟数据。
该第一组“For”循环将尝试找到不跨站的同类触发。
For A＝(1)到(触发的数目-1)
For B＝(A+1)到(触发的数目)
在“距离”结构中找到A和B位置。
如果(彼此的站位置＝“下一站(NEXT STATION)”)
使用上述DFC算法确定DFC。
如果(DFC＞＝-((0.5+距离容差)＊距离))且(DFC＜＝((0.5+距离容差)＊距离))
注意：如果所有的测量结果都是正确的，则答案大于距离的一半是不可能的。插入容差以涵盖管道长度定义和计时的误差。
下游距离＝DFC+(0.5＊距离)
将上游站证实设定为“假”
将下游站证实设定为“假”
对于A位置(上游位置)，查看是否具有同一站触发。(如果该A站触发是上游触发，查看是否具有同一站下游触发。或者如果该A站触发是下游触发，查看是否具有同一站上游触发)。
如果(对于A站找到同一站)
如果(A位置同一站下游触发的毫秒时间＞A位置同一站上游触发的毫秒时间)
继续检查有效的A-B位置(不在该段中的事件)
否则如果(A位置同一站下游触发的毫秒时间＜A位置同一站上游触发的毫秒时间)
将上游站证实设定为“真”
否则{下游和上游同一站触发时间相同}
将上游站证实设定为“真”
下游距离＝0
对于B位置(下游位置)，查看是否具有同一站触发。(如果该B站触发是上游触发，查看是否具有同一站下游触发。或者如果该B站触发是下游触发，查看是否具有同一站上游触发)。
如果(对于B站找到同一站)
如果(B位置同一站下游触发的毫秒时间＞B位置同一站上游触发的毫秒时间)
将下游站证实设定为“真”
否则如果(B位置同一站下游触发的毫秒时间＜B位置同一站上游触发的毫秒时间)
继续检查更好的非跨过的A-B位置，但如果不能找到一个，则使用这一个。
否则{下游和上游同一站触发时间相同}
将下游站证实设定为“真”
下游距离＝0
找到同类触发。
返回同类触发
上游位置
下游位置
下游距离
上游站证实状态
下游站证实状态
非跨过的站
否则
继续检查有效的A-B位置
否则
继续检查有效的A-B位置
该第二组“For”循环将尝试找到跨站的同类触发。
For A＝(1)到(触发的数目-1)
For B＝(A+1)到(触发的数目)
在“距离”结构中找到A和B位置。
如果(彼此的站位置＝“非下一站(NOT NEXT STATION)”)
使用上述DFC算法确定DFC。
如果(DFC＞＝-((0.5+距离容差)＊距离))且(DFC＜＝((0.5+距离容差)＊距离))
下游距离＝DFC+(0.5＊距离)
将上游站证实设定为“假”
将下游站证实设定为“假”
对于A位置(上游位置)，查看是否具有同一站触发。(如果该A站触发是上游触发，查看是否具有同一站下游触发。或者如果该A站触发是下游触发，查看是否具有同一站上游触发)。
如果(对于A站找到同一站)
如果(A位置同一站下游触发的毫秒时间＞A位置同一站上游触发的毫秒时间)
继续检查更好的跨过的A-B位置，但如果不能找到一个，则使用这一个。
否则如果(A位置同一站下游触发的毫秒时间＜A位置同一站上游触发的毫秒时间)
将上游站证实设定为“真”
否则{下游和上游同一站触发时间相同}
将上游站证实设定为“真”
下游距离＝0
对于B位置(下游位置)，查看是否具有同一站触发。(如果该B站触发是上游触发，查看是否具有同一站下游触发。或者如果该B站触发是下游触发，查看是否具有同一站上游触发)。
如果(对于B站找到同一站)
如果(B位置同一站下游触发的毫秒时间＞B位置同一站上游触发的毫秒时间)
将下游站证实设定为“真”
否则如果(B位置同一站下游触发的毫秒时间＜B位置同一站上游触发的毫秒时间)
继续检查有效的A-B位置
否则{下游和上游同一站触发时间相同}
将下游站证实设定为“真”
下游距离＝0
找到同类触发。
返回同类触发
上游位置
下游位置
下游距离
上游站证实状态
下游站证实状态
跨过的站
否则
继续检查有效的A-B位置
否则
继续检查有效的A-B位置
该第三组“For”循环将尝试找到一侧触发。
For A＝(1)到(触发的数目-1)
For B＝(A+1)到(触发的数目)
在“距离”结构中找到A和B位置。
如果(彼此的站位置！＝“同一站”)
使用上述DFC算法确定DFC。
如果(DFC为负数)
找到一侧触发。
返回一侧触发
上游位置
下游位置
方向为上游
否则(DFC为正数)
找到一侧触发。
返回一侧触发
上游位置
下游位置
方向为下游
否则
继续检查有效的A-B位置
该第四组“For”循环将尝试找到同一站触发。
For A＝(1)到(触发的数目-1)
For B＝(A+1)到(触发的数目)
在“距离”结构中找到A和B位置。
如果(彼此的站位置＝“同一站”)
如果(触发下游的毫秒时间＞(触发上游的毫秒时间+站内毫秒容差))
找到同一站触发。
返回同一站触发
上游位置
下游位置
上游方向
否则如果(触发下游的毫秒时间＜(触发上游的毫秒时间-站内毫秒容差))
找到同一站触发。
返回同一站触发
上游位置
下游位置
下游方向
否则(时间相等)
找到同一站触发。
返回同一站触发
上游位置
下游位置
站内方向
否则
继续检查有效的A-B位置
由于触发没有落在上述4个条件中的任何一个，因此记录错误。
返回错误条件。
(DPD)-确定压力衰减
由“计算压力斜率(Calculate Pressure Slope)”调用该功能。
该功能确定已过去的压力触发是否存在压力衰减。
如果((压力的后斜率-压力的前斜率+压力衰减阈值)＜0)
已过去的压力存在压力衰减
否则
已过去的压力不存在压力衰减
(DLFD)-确定线路流动发散
当线路流动发散计时器在工作时由“事件检测(Event Detection)”调用该功能。
该功能确定在管道上是否存在线路流动发散。
如果((来自“获得线路流动数据(Get Line Flow Data)”的当前结果＞((来自“获得线路流动数据”的保存的结果+线路流动发散静带(Line Flow Divergence Dead band)))
管道具有线路流动发散
否则
管道不具有线路流动发散
将所有数据的为什么存在或不存在线路流动发散的原因记录到操作日志文件
(DLBD)-确定线路均衡发散
当线路均衡发散计时器过期之后由“事件检测”调用该功能。
该功能确定在管道上当前是否存在线路均衡发散。
如果((在事故的时刻保存的线路均衡斜率值)+(线路均衡发散静带))＞(当前线路均衡斜率值)
管道具有线路均衡发散
否则
管道不具有线路均衡发散
将所有数据的为什么存在或不存在线路均衡发散的原因记录到操作日志文件
(CIR)-产生事故报告
在刚刚在触发置位计时器过期之后调用的“处理触发(ProcessTrigger)”之后由“事件检测”调用该功能。
该功能用于COS“事故报告(Incident Report)”定制显示器的驱动点。
通过COS具有事故[0]点的事故[1]点，将当前事故报告保存为先前的事故报告。
使用从“处理触发”返回的信息来COS当前事故的事故报告伪点。
可以使用“警报水平真实性矩阵(Alarm Level Truth Matrix)”确定当前的警报水平。当调用“更新事故报告(Update incident Reportfunction)”功能(线路流动发散计时器过期或线路均衡发散)时，警报水平会改变。
COS具有“打开”状态的调查态多态点。
将所有“事故报告”信息记录到操作日志文件。
(UIR)-更新事故报告
在线路流动发散计时器过期之后或者在已确定线路均衡发散的情况下由“rtoaap事件检测(rtoaapEventDection)”调用该功能。
该功能用于更新在“事故报告”定制显示器上的驱动点。
如果(在线路流动发散计时器过期之后调用)
基于是否存在线路流动发散而更新线路流动发散多态驱动点。
否则(在确定线路均衡发散之后调用)
基于是否存在线路均衡发散而更新线路均衡发散多态点。
使用在小节3.1.4警报水平真实性矩阵中定义的矩阵再次计算警报水平。如果计算出更低的警报水平(更严格)，则将更新警报水平多态和在时间控制驱动点处宣告的警报(COS)，并且“调查状态”多态点将被COS为具有“打开(OPEN)”状态。
将所有的“事故报告”信息记录到操作日志文件。
(CLBDS)-计算线路均衡发散斜率
每分钟由“事件检测”调用该功能，无论是否发生了触发。
该功能确定当前线路均衡发散斜率值。
获得均衡值。
将Δ均衡值以及当前时戳存储在内部循环阵列的下一条目中。对于循环阵列，一旦该阵列的条目已满，则放弃最早的值。
如果循环阵列的条目已满
使用以下算法计算斜率：
设定流逝的分钟(elapsedMinute)＝(在该循环阵列中最新的数据失衡值的时戳)-(在该循环阵列中最早的数据失衡值的时戳)需要计算流逝的分钟的原因是因为不总是每分钟都精确地调用RTO。例如，在小时的开头，会流逝多于1分钟。
将流失的分钟值的“秒”部分转换成分数分钟。
设定斜率值＝(该循环阵列中的所有Δ均衡值的和)/(流逝的分钟)
COS具有该斜率值的线路均衡发散斜率模拟点
否则
不做任何处理并返回。
(SALSN)-设定警报水平状态正常
无论调查状态伪多态点在何时COS或在RTO-ED启动，由“事件检测”调用该功能。
该功能用于在调查状态伪多态点处于“关闭(CLOSED)”状态时将警报水平伪多态点设定为“正常(NORMAL)”。
通过每个管道进行循环
通过每个事故进行循环
获得调查状态伪多态点的当前状态
如果当前状态为“关闭”
如果警报水平伪多态点当前不处于“正常状态”，则将其设定为“正常”。
否则
不做任何处理并继续循环
否则
不做任何处理并继续循环
(LOT)-记录操作触发
每分钟由“事件检测”调用该功能一次。
该功能用于检查操作触发并将关联的模拟值记录到操作日志文件。
通过已过去的管道内的所有触发压力进行循环
获得报告操作触发压力的二态的时间末尾
如果((BINPNT的时间末尾+刚发生的触发的最大时间)＞当前时间)且((BINPNT的时间末尾+刚发生的触发的最小时间)＜当前时间)
获得操作触发压力的触发模拟值并将该模拟值存储在操作日志文件中。
触发波振幅
子夜之后的小时的触发
小时之后的分钟的触发
分钟之后的毫秒的触发
在实时阵列中标记该触发以避免多次记录同一触发(CPS)-计算压力斜率
每30秒钟由“事件检测”调用该功能。
该功能为所有的触发压力确定当前压力斜率值。其还设定前斜率值并在该压力上发生触发时确定后斜率值。
通过过去的管道内的所有触发压力进行循环
使用高分辨率压力模拟硬件点找到高分辨率压力的值。
如果(对于压力，触发正在进行)
如果(当前时间＞(触发的时间+压力衰减停止时间))
将进行中的触发设定为“假”
否则(现在在停止时间之前)
使用以下算法计算后斜率：
设定流逝的分钟＝(当前高分辨率压力值的时戳)-(保存的高分辨率压力值的时戳)
将流失的分钟值的“秒”部分转换成分数分钟。
设定斜率值＝(当前高分辨率压力值-保存的高分辨率压力值)/(流逝的分钟)
COS具有该斜率值的后斜率模拟
如果(到当前时间＞(触发的时间+压力衰减开始时间))调用“确定压力衰减”＊＊＊(DPD)确定压力衰减。
如果(存在压力衰减)
将进行中的触发标志设定为“假”。
将压力衰减状态设定为“真”。
否则(不存在压力衰减)
将压力衰减状态设定为“假”
否则(现在在开始时间之前)
继续。
如果(对于压力，触发不在进行)
检查压力上的触发。使用在“事件检测”中(30秒钟计时器)调用的“检查触发”功能来知晓是否刚刚发生了触发。
如果(在压力上刚刚发生了触发)
如果(存在当前压力斜率值，循环阵列是满的)
将进行中的触发的标志设定为“真”。
将压力衰减状态设定为“未知”。
COS具有当前压力斜率值的前斜率模拟。
COS具有0的后斜率模拟。
保存当前高分辨率压力值和时间末尾并将其称为保存的高分辨率压力值和时间末尾
使用二态点的时间末尾保存触发的时间
否则(不存在当前压力斜率值，循环阵列不是满的)
将进行中的触发的标志设定为“假”。
将压力衰减状态设定为“终止”。
否则(在压力上未发生触发)
继续
如果(当前高分辨率压力值为新COS)
将当前高分辨率压力值以及模拟点的时间末尾时戳存储在内部循环阵列的下一条目中。对于循环阵列，一旦该阵列的条目已满，则放弃最早的值。
如果循环阵列的条目已满
使用以下算法计算斜率：
设定流逝的分钟＝(在该循环阵列中最新的高分辨率压力值的时戳)-(在该循环阵列中最早的高分辨率压力值的时戳)
将流失的分钟值的“秒”部分转换成分数分钟。
设定斜率值＝(最新的高分辨率压力值-最早的高分辨率压力值)/(流逝的分钟)
COS具有该斜率值的压力斜率模拟点
否则(循环阵列未满)
继续下一压力
否则(当前高分辨率压力值为旧COS)
继续下一压力

Claims (42)

1.一种实时监视管道网络以识别该管道网络中的可能的失稳事件的方法，包括：
在所述管道网络内的预定位置处感测所述管道网络内的一个或多个压力波；
通过检测所感测的压力波的变化并确定检测到的变化是否超过可接受的标准偏差，响应于所感测的压力波而确定在所述管道网络中可能的失稳事件的存在，其中基于滚动计算所述可接受的偏差，
其中响应于所感测的压力波而确定在所述管道网络中可能的失稳事件的存在还包括确定在检测所感测的压力波的变化之后是否存在随后的减压特性，
其中响应于所感测的压力波而确定在所述管道网络中可能的失稳事件的存在还包括：确定所感测的压力波是否超过预定的稳定操作阈值，其中基于当前操作模式、当前操作条件和当前操作事件中的至少一者而自动调整所述预定的稳定操作阈值；以及
确定所述可能的失稳事件的确定性。
2.根据权利要求1的方法，其中所述可接受的标准偏差为凭经验确定的标准偏差。
3.根据权利要求1或2的方法，还包括：
当确定存在所述随后的减压特性时，发出表明存在泄漏的警报。
4.根据权利要求1或2的方法，其中确定所述可能的失稳事件的确定性包括比较基于所感测的压力波而对可能的失稳事件的确定与一个或多个所感测的管道网络操作条件。
5.根据权利要求1或2的方法，还包括：
产生报告所述可能的失稳事件的存在和确定性的警报。
6.根据权利要求5的方法，还包括：
管理所述警报的产生。
7.根据权利要求1、2和6中的任何一项的方法，还包括：
响应于所感测的压力波而确定在所述管道网络中所述可能的失稳事件的位置。
8.根据权利要求7的方法，还包括：
产生报告所述可能的失稳事件的存在和位置中的至少一者的警报。
9.根据权利要求7的方法，其中以周期性间隔在所述管道网络内感测压力波，并且
其中响应于所感测的压力波而确定在所述管道网络中所述可能的失稳事件的位置包括：
识别出在第一感测时刻在哪些预定位置处感测出所感测的压力波；
识别出在第二感测时刻在哪些预定位置处感测出所感测的压力波；以及
基于在所述第一感测时刻和在所述第二感测时刻所感测的压力波的位置而确定可能的失稳事件的位置。
10.根据权利要求8的方法，其中以周期性间隔在所述管道网络内感测压力波，并且
其中响应于所感测的压力波而确定在所述管道网络中所述可能的失稳事件的位置包括：
识别出在第一感测时刻在哪些预定位置处感测出所感测的压力波；
识别出在第二感测时刻在哪些预定位置处感测出所感测的压力波；以及
基于在所述第一感测时刻和在所述第二感测时刻所感测的压力波的位置而确定可能的失稳事件的位置。
11.根据权利要求1、2、6以及8-10中的任何一项的方法，还包括：
通过比较使用基于专家的诊断子程序的当前失稳事件的特性与在先的失稳事件、所述管道网络的当前操作模式、所述管道网络中的当前操作条件和所述管道网络中的当前操作事件而识别出所感测的失稳事件的潜在的起因。
12.根据权利要求11的方法，还包括：
报告所感测的失稳事件的所述潜在的起因。
13.根据权利要求11的方法，还包括：
响应于所感测的失稳事件而确定至少一个矫正措施；以及
执行向所述管道网络的操作者报告所述至少一个矫正措施和自动执行所述至少一个矫正措施中的至少一者。
14.一种管理管道网络中的可能的失稳事件的警报的产生的方法，包括：
在所述管道网络内的预定位置处感测所述管道网络内的一个或多个压力波；
基于所述管道网络的操作模式、所述管道网络中的当前操作条件和所述管道网络中的当前操作事件中的至少一者而自动调整在所述预定位置处所述管道网络的预定的稳定操作阈值；
通过确定所感测的压力波是否超过经调整的预定的稳定操作阈值而确定所述管道网络中可能的失稳事件的存在，
其中响应于所感测的压力波而确定在所述管道网络中可能的失稳事件的存在还包括：检测所感测的压力波的变化，并确定检测到的变化是否超过可接受的标准偏差，其中基于滚动计算所述可接受的偏差，
其中响应于所感测的压力波而确定在所述管道网络中可能的失稳事件的存在还包括确定在检测所感测的压力波的变化之后是否存在随后的减压特性；
确定所述可能的失稳事件的确定性；以及
当所感测的压力波超过经调整的预定的稳定操作阈值以及确定存在所述随后的减压特性时产生表明可能存在失稳事件的警报。
15.根据权利要求14的方法，其中所述可接受的标准偏差为凭经验确定的标准偏差。
16.根据权利要求14的方法，其中产生表明可能存在失稳事件的警报还包括当所感测的压力波超过所述经调整的预定的稳定操作阈值且检测到的变化超过所述可接受的标准偏差时产生表明可能存在失稳事件的警报。
17.一种监视管道网络的系统，其中所述管道网络具有第一设备、第二设备、连接所述第一设备和所述第二设备以使流体可在所述第一设备与所述第二设备之间流动的至少一个管道段、以及连接到所述至少一个管道段的至少一个泵站，从而流动通过所述至少一个管道段的流体流动通过所述至少一个泵站，所述系统包括：
多个压力感测装置，其用于感测在所述管道网络内一个或多个压力波的存在；
多个远程监视装置，其被操作地连接到所述第一设备、所述第二设备和所述至少一个泵站，其中所述远程监视装置监视所述管道网络的操作并收集所述管道网络的操作数据，其中所述多个压力感测装置中的每一个被操作地连接到至少一个远程监视装置；以及
控制单元，其被操作地连接到所述多个远程监视装置，用于基于从所述多个远程监视装置接收到的信号而监视所述管道网络的操作，其中所述控制单元通过确定是否存在所感测的压力波的变化和确定(i)所述感测的压力波的所述变化是否超过可接受的标准偏差，其中基于滚动计算所述可接受的偏差，(ii)在检测所感测的压力波的变化之后是否存在随后的减压特性以及(iii)所感测的压力波是否超过预定的稳定操作阈值，其中基于当前操作模式、当前操作条件和当前操作事件中的至少一者而自动调整所述预定的稳定操作阈值，而检测在所述管道网络中可能的失稳事件的存在。
18.根据权利要求17的系统，其中所述控制单元凭经验确定所述可接受的标准偏差。
19.根据权利要求17或18的系统，其中所述至少一个泵站中的每一个包括泵，其中所述多个压力感测装置包括：
用于每个泵站的压力感测装置对，
其中所述压力感测装置对中的第一感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的一侧，并且所述压力感测装置对中的第二感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的相反侧，并且
其中每个压力感测装置能够感测所述管道网络内的一个或多个压力波。
20.根据权利要求19的系统，其中所述控制单元通过比较基于所感测的压力波而对可能的失稳事件的确定与由所述多个远程监视装置感测的一个或多个感测的管道网络操作条件确定所述可能的失稳事件的确定性。
21.根据权利要求17、18以及20中任何一项的系统，其中所述至少一个泵站中的每一个包括泵，其中所述多个压力感测装置包括：
用于每个泵站的压力感测装置对，
其中所述压力感测装置对中的第一感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的一侧，并且所述压力感测装置对中的第二感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的相反侧，并且
其中每个压力感测装置能够感测所述管道网络内的一个或多个压力波。
22.根据权利要求21的系统，其中所述控制单元包括实时优化器，其中所述实时优化器基于所感测的压力波而确定在所述管道网络中失稳事件的存在。
23.根据权利要求17、18、20以及22中任何一项的系统，其中所述控制单元响应于存在可能的失稳事件的确定而识别补救措施以隔离或矫正所述可能的失稳事件。
24.根据权利要求23的系统，其中所述控制单元执行向所述管道网络的操作者报告所述补救措施和自动执行所述补救措施中的至少一者。
25.根据权利要求17、18、20、22以及24中任何一项的系统，其中所述控制单元还通过比较使用基于专家的诊断子程序的所感测的失稳事件的特性与在先的失稳事件、所述管道网络的当前操作模式、所述管道网络中的当前操作条件和所述管道网络中的当前操作事件中的至少一者来诊断所感测的失稳事件的潜在的起因。
26.根据权利要求17、18、20、22以及24中任何一项的系统，还包括：
至少一个显示器，其被操作地连接到所述控制单元，其中在所述至少一个显示器上显示失稳的存在。
27.根据权利要求17、18、20、22以及24中任何一项的系统，其中所述控制单元包括实时优化器，所述实时优化器确定是否存在所感测的压力波的变化，其中所述实时优化器还确定所述变化是否超过可接受的标准偏差。
28.根据权利要求27的系统，其中所述实时优化器通过比较基于所感测的压力波而对可能的失稳事件的确定与由多个远程监视装置感测的一个或多个感测的管道网络操作条件而确定所述可能的失稳事件的确定性。
29.根据权利要求27的系统，其中所述至少一个泵站中的每一个包括泵，其中所述多个压力感测装置包括：
用于每个泵站的压力感测装置对，
其中所述压力感测装置对中的第一感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的一侧，并且所述压力感测装置对中的第二感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的相反侧，
其中每个压力感测装置能够感测所述管道网络内的一个或多个压力波，
其中所述实时优化器基于感测压力波的所述压力感测装置的位置而确定在所述管道网络中所述失稳事件的位置。
30.一种用于输运流体的管道网络，包括：
第一设备；
第二设备；
连接所述第一设备和所述第二设备以使流体在所述第一设备与所述第二设备之间流动的至少一个管道段；
连接到所述至少一个管道段的至少一个泵站，从而流动通过所述至少一个管道段的流体流动通过所述至少一个泵站；以及
用于监视所述管道网络的操作的监视系统，其中所述监视系统包括：
多个压力感测装置，其用于感测在所述管道网络内一个或多个压力波的存在；
多个远程监视装置，其被操作地连接到所述第一设备、所述第二设备和所述至少一个泵站，其中所述远程监视装置监视所述管道网络的操作并收集所述管道网络的操作数据，其中所述多个压力感测装置中的每一个被操作地连接到至少一个远程监视装置；以及
控制单元，其被操作地连接到所述多个远程监视装置，用于基于从所述多个远程监视装置接收到的信号而控制所述管道网络的操作，其中所述控制单元基于确定以下(i)-(iii)而响应于所感测的压力波检测在所述管道网络中可能的失稳事件的存在：(i)检测到的所感测的压力波的变化是否超过可接受的标准偏差，其中基于滚动计算所述可接受的偏差，(ii)在检测所感测的压力波的变化之后是否存在随后的减压特性，以及(iii)所感测的压力波是否超过预定的稳定操作阈值，其中基于当前操作模式、当前操作条件和当前操作事件而自动调整所述预定的稳定操作阈值。
31.根据权利要求30的网络，其中所述控制单元凭经验确定所述可接受的标准偏差。
32.根据权利要求30或31的网络，其中所述至少一个泵站中的每一个包括泵，其中所述多个压力感测装置包括：
用于每个泵站的压力感测装置对，
其中所述压力感测装置对中的第一感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的一侧，并且所述压力感测装置对中的第二感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的相反侧，并且
其中每个压力感测装置能够感测所述管道网络内的一个或多个压力波。
33.根据权利要求32的网络，其中所述控制单元通过比较基于所感测的压力波而对可能的失稳事件的确定与由所述多个远程监视装置感测的一个或多个感测的管道网络操作条件确定所述可能的失稳事件的确定性。
34.根据权利要求30、31以及33中任何一项的网络，其中所述至少一个泵站中的每一个包括泵，其中所述多个压力感测装置包括：
用于每个泵站的压力感测装置对，
其中所述压力感测装置对中的第一感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的一侧，并且所述压力感测装置对中的第二感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的相反侧，并且
其中每个压力感测装置能够感测所述管道网络内的一个或多个压力波。
35.根据权利要求34的网络，其中所述控制单元包括实时优化器，其中所述实时优化器基于所感测的压力波而确定在所述管道网络中失稳事件的存在。
36.根据权利要求30、31、33以及35中任何一项的网络，其中所述控制单元响应于存在可能的失稳事件的确定而识别补救措施以隔离或矫正所述可能的失稳事件。
37.根据权利要求36的网络，其中所述控制单元执行向所述管道网络的操作者报告所述补救措施和自动执行所述补救措施中的至少一者。
38.根据权利要求30、31、33、35以及37中任何一项的网络，其中所述控制单元还通过比较使用基于专家的诊断子程序的所感测的失稳事件的特性与在先的失稳事件、所述管道网络的当前操作模式、所述管道网络中的当前操作条件和所述管道网络中的当前操作事件中的至少一者来诊断所感测的失稳事件的潜在的起因。
39.根据权利要求30、31、33、35以及37中任何一项的网络，还包括：
至少一个显示器，其被操作地连接到所述控制单元，其中在所述至少一个显示器上显示失稳的存在。
40.根据权利要求30、31、33、35以及37中任何一项的网络，其中所述控制单元包括实时优化器，所述实时优化器确定是否存在所感测的压力波的变化，其中所述实时优化器还确定所述变化是否超过可接受的标准偏差。
41.根据权利要求40的网络，其中所述实时优化器通过比较基于所感测的压力波而对可能的失稳事件的确定与由多个远程监视装置感测的一个或多个感测的管道网络操作条件而确定所述可能的失稳事件的确定性。
42.根据权利要求40的网络，其中所述至少一个泵站中的每一个包括泵，其中所述多个压力感测装置包括：
用于每个泵站的压力感测装置对，
其中所述压力感测装置对中的第一感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的一侧，并且所述压力感测装置对中的第二感测装置被设置在所述至少一个管道段中的所述泵的相反侧，
其中每个压力感测装置能够感测所述管道网络内的一个或多个压力波，
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