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《三種泵功圖特征提取方法及比較》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第29卷第9期煤炭技術(shù)Vol.29,No.092010年9期CoalTechnologySep,2010三種泵功圖特征提取方法及比較1，22劉煒，劉宏昭（1.陜西教育學(xué)院計算機系，西安710061；2.西安理工大學(xué)，西安710048）摘要:在油田工作現(xiàn)場，工程師們根據(jù)自己的工作經(jīng)驗，通過地面示功圖推測泵功圖的幾何形狀，從而判定抽油井的工作狀態(tài)。如何選擇有效的描述泵功圖的方法，從而實現(xiàn)井下故障的自動識別？討論了3種泵功圖幾何特征提取方法，并用LibSVM工具箱對3種特征提取方法進行分類驗證，實驗表明矩特征識別方法更適合描述泵功圖。關(guān)
2、鍵詞:泵功圖；模式識別；LibSVM中圖分類號:TE35文獻標識碼:A文章編號:1008-8725（2010）09-0202-03ThreeMethodsofFeatureExtractionofPumpingCardsandTheirComparison1,22LIUWei,LIUHong-zhao（1.ComputerDepartmentofShaanxiInstituteofEducation,Xi'an710061,China;2.Xi'anUniversityofTechnology,Xi'an710048,China）
3、Abstract:Inoperatingsite,engineers,basedontheirworkingexperience,speculatepumpingcardsfromsurfacedynamometercards,andidentifytheoperationconditionsofdynagraghofpumpingunit.Howtochoiceeffectivedescriberstodescribepumpingcardsandtorealizeautomaticrecognitionofthedown-ho
4、lefailures?Threemethodsoffeatureextractionofpumpingcardshavebeendiscussed,andclassificationexperimentsofthethreekindsoffeaturehavebeendonebyLibSVMtoolbox.Themomentfeaturescanbebetterdescribedpumpingcardshasbeenverified.Keywords:pumpingcards;patternrecognition;LibSVM0前
5、言泵示功圖是由泵處的載荷-時間曲線和位移-時間曲線圍成的封閉曲線[1]。井下泵功圖包含了有桿抽油系統(tǒng)運行情況的豐富信息，不同的井下問題會對泵示功圖的形狀特征產(chǎn)生不同的影響，泵功圖可以用來診斷井下設(shè)備的故障和確定油井本身的工作狀況[2-4]。圖1泵功圖預(yù)處理工作流程目前，油田故障診斷的方法是首先獲得地面示功圖，然后由技術(shù)人員根據(jù)自己的經(jīng)驗和油井的具體工況參數(shù)，推算出泵功圖，并與井下標準泵功圖進行圖像特征的比較，從而識別其故障。依靠經(jīng)驗的人為主觀判斷，會增大誤診的風(fēng)險，這就需要提出一種合理有效的圖2掃描獲得的圖像預(yù)處理過程方法來提高診
6、斷的準確性，這對提高有桿抽油系統(tǒng)的可靠性、避免井下作業(yè)的盲目性及提高石油產(chǎn)量具有重要的現(xiàn)實意義。隨著人工23種泵功圖特征提取方法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，SVM等技術(shù)的不斷成熟，為自動解決泵功圖工況識別問題提供了工具和平臺，同時也提出了新的問題，如何選取特征值來2.1直觀的幾何特征提取準確描述泵功圖呢？圖3所示的封閉曲線為一幅泵功圖。直觀上，希望獲得的幾何特征有泵功圖所圍面積、封閉曲線周長、封閉曲線與圖像邊緣圍成1泵功圖的預(yù)處理的4個角的面積，以及封閉曲線的質(zhì)心。面積S可用圖像中的區(qū)域現(xiàn)場獲得的泵功圖往往規(guī)格不一至，曲線可能由某些原因?qū)е旅娣eS表
7、征，即可以用同一標記的區(qū)域內(nèi)像素的個數(shù)總和來表示。不連續(xù)。對泵功圖進行預(yù)處理的流程如圖1所示。圖2（d）中區(qū)域面積可以通過縱向掃描圖像，累加同一標記像素得首先要進行線膨脹，保證泵功圖的連通性，再進行線細化處理，到。從而獲得單位寬度的中心骨架。對細化處理的一般要求是：保證細周長L：區(qū)域周長L是用區(qū)域中相鄰邊緣點間距離之和來表化后曲線的連通性；保留原圖的細節(jié)特征；細化結(jié)果是原曲線的中示。采用不同的距離公式，關(guān)于周長L的計算有很多方法。如果填充好的泵功圖用4連接鄰域確定邊界[5]，那么周長就等于邊界中的像心線；保留曲線的端點；保證交叉部
8、分中心線不畸變。細化后的圖像局部會存在噪聲，需要進行去毛刺處理。泵功圖預(yù)處理的過程如圖2素數(shù)量和減1。所示。經(jīng)處理，圖像變?yōu)閱蜗袼囟祱D像，可以直接提取特征與標準封閉曲線與圖像邊緣圍成的4個角的面積ALU,ALD,ARU,ARD：ALU,特征圖像進
