(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111590531.7 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园1号 申请人 北京清源智慧科技有限公司 (72)发明人 潘昭光　王彬　孙宏斌　郭庆来　 周芷怡　尹冠雄　 (74)专利代理 机构 北京知联天下知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11594 专利代理师 张迎新 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种量测噪声影响的计算方法和系统 (57)摘要 本发明公开了一种量测 噪声影响的计算方 法和系统， 量测噪声影响的计算方法， 包括以下 步骤： 建立待检测管道动态水力模拟的时域有限 差分模型； 在不考虑量测噪声影 响的情况下测量 待检测管道状态量， 并获取待检测管道状态量的 有噪声实测序列； 根据时域有限差分模型和有噪 声实测序列计算待检测管道状态 量的估计序列； 假设量测噪声为正态分布， 采用工业估值法计算 估计序列的量测噪声误差。 本发 明给出了一种使 用差分格式计算天然气运行状态时， 分析量测噪 声对最后计算结果影响的估算方法， 由量测噪声 大小可直接得到最后计算结果的噪声大小， 为仿 真计算时选择合适的边界条件， 以及对最后计算 结果的处 理(例如滤波)提供了理论依据。 权利要求书5页 说明书12页 附图4页 CN 114692517 A 2022.07.01 CN 114692517 A 1.一种量测噪声影响的计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 建立待检测管道动态水力模拟的时域有限差分模型； 在不考虑量测噪声影响的情况下， 测量所述待检测管道状态量， 并获取所述待检测管 道状态量的有噪声实测序列； 根据所述时域有限差分模型和有噪声实测序列计算所述待检测管道状态量的估计序 列； 假设量测噪声为 正态分布， 采用工业估值法计算估计序列的量测噪声误差 。 2.根据权利要求1所述的一种量测噪声影响的计算方法， 其特征在于， 所述的建立待检 测管道动态水力模拟的时域有限差分模型步骤 包括： 将所述待检测管道的物理参数在空间维度上离 散化， 得到分布参数模型； 将所述待检测管道的状态量进行时空离 散， 得到所述状态量的中心差分模型； 根据所述中心差分模型和所述分布参数模型建立所述待检测管道的时域有限差分模 型。 3.根据权利要求2所述的一种量测噪声影响的计算方法， 其特征在于， 所述的时域有限 差分模型为： 其中： L0＝1/A， A为管道横截面积； R0＝ λv/(2Ad)， v 为管道内流体微元运行速度， λ为管道内流体摩擦阻力系数， d为管道内 径； C0＝A/c2， c为气体中的声速， T为管道内流体 运行温度， Z为管道内流体的摩尔 质量， R为理想气体常数； G0＝0； m为流体微元的质量 流量， p为流体微元的压强， Re为雷诺数， μ为 流体粘度； m、 p、 Re、 v和 λ的上标表示时间的离散点， 下标表示空间的离散点， x为管道轴向空间， t 为时间； 其中， k＝{0， 1， 2， 3 …N}， N表示总的计算时间 的均分总段数， Δt表示每段的时间间隔， 总的计算时间T， 将其 等分为N段， 每段的时间 间隔Δt＝T/N；权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114692517 A 2j＝{1， 2， 3 …M}， M表示待检测管道的长度的均分总段数， Δx表示每段的长度， 长度 为l 的管道， 将其 等分为M段， 每段的长度Δx＝ l/M。 4.根据权利要求3所述的一种量测噪声影响的计算方法， 其特征在于， 根据所述时域有 限差分模型和有噪声实测序列计算所述待检测管道状态量的估计序列， 具体过程如下： 将所述待检测 管道的首端压强实测序列Pin和所述待检测 管道的末端质量流量实测序 列Mout作为初始边界条件输入所述时域有限差分模型； 计算并输出末端压强估计序列Pout‑model和首端质量 流量估计序列Min‑model。 5.根据权利要求4所述的一种量测噪声影响的计算方法， 其特征在于， 假设量测噪声为 正态分布， 采用工业估值法计算估计序列的量测噪声误差， 具体过程如下： S1假设量测噪声为正态分布， 令量测噪声的标准差σ 为量测量均值的0.033％， Pin和Mout 的量测噪声标准差分别为σP和σM， 考虑量测噪声后首末端的量测值 为： 其中， 采用工业估值法， 得到σP为102量级， σM为10‑2量级； S2考虑量测噪声后， 时域有限差分模型的迭代式中第一行和第二行计算结果的方差 为： S3用管道参数与流体参数还原系数表达式如下： 对以上系数表达 式采用工业估值法处理后带入到时域有限差分模型的迭代式中， 得到 如下计算式： S4令j＝1和j＝M带入到步骤S3中的迭代式后， 得到如下计算式：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114692517 A 3