摘要：隨著石油、天然氣等資源開(kāi)發(fā)的不斷深入、石化產(chǎn)品生產(chǎn)加工規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)地下水、土壤、大氣等自然環(huán)境的影響和污染越來(lái)越廣，相應(yīng)對(duì)環(huán)境監(jiān)管和保護(hù)的迫切度比以往也越來(lái)越高。本文介紹了目前石化行業(yè)發(fā)生泄漏的主要部位，講述了目前泄漏監(jiān)測(cè)的主要方法，尤其是一些新型監(jiān)測(cè)方法，例如：超聲監(jiān)測(cè)法、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)法、分布式光纖檢測(cè)法以及基于物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。提出了基于多智能體的開(kāi)放式泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。分析得出，壓縮機(jī)干氣密封實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)、泵用機(jī)械密封泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能化氣體集成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將成為未來(lái)石化行業(yè)主要的發(fā)展方向和熱點(diǎn)。最后探討了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

關(guān)鍵字：泄漏監(jiān)測(cè)，聲發(fā)射，物聯(lián)網(wǎng)，多智能體

1、引言 

石油作為不可再生資源，在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著極其重要的位置。然而，石油的勘探、鉆井、開(kāi)采、油氣集輸、煉油、煉化等產(chǎn)生過(guò)程和工藝流程的廢棄液、鉆井泥漿、含油污水、含油污泥以及運(yùn)輸過(guò)程中的管線泄漏原油、以及石化產(chǎn)品加工過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物和廢料都會(huì)對(duì)地下水、土壤、大氣造成持久、不可逆的污染。金山銀山不如綠水青山，因此做好石化生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境監(jiān)測(cè)，最大程度降低石化污染對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害顯得十分重要。雖然環(huán)境治理越來(lái)越得到人們的關(guān)心和重視。但是，無(wú)論機(jī)械加工水平多高、設(shè)備管理和維護(hù)制度多好，高壓介質(zhì)的滲透、泄漏現(xiàn)象依然普遍存在而無(wú)法根除。尤其是泄漏，普遍地發(fā)生在每一套設(shè)備中，只不過(guò)是泄漏量大還是小的區(qū)別而已。

所謂泄漏是指在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，由于密封空間內(nèi)外的壓差，密封面存在間隙或操作不當(dāng)?shù)榷喾N因素，使物料從有限空間內(nèi)部跑到外部，或者是其它物質(zhì)由空間外部進(jìn)入內(nèi)部[1]。當(dāng)今全球十大環(huán)境問(wèn)題主要是: ①全球變暖；②臭氧層破壞； ③大氣污染；④淡水資源短缺和污染；⑤海洋污染；⑥有害化學(xué)品和危險(xiǎn)廢物；⑦生物多樣性減少；⑧土地退化和沙漠化；⑨森林銳減；⑩環(huán)境公害；其中有七項(xiàng)均與泄漏有關(guān)[1]。可想而知，泄漏對(duì)我們帶來(lái)了多大的影響和危害。因此，如何監(jiān)測(cè)泄漏并對(duì)其進(jìn)行控制應(yīng)該是環(huán)保部門(mén)及企業(yè)共同關(guān)注的重點(diǎn)。泄漏的污染物的形成、轉(zhuǎn)化、輸送和演變過(guò)程具有極強(qiáng)的時(shí)空相關(guān)性， 研究和發(fā)展能適用于多組分環(huán)境污染物的快速、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)和儀器設(shè)備將成為本領(lǐng)域研究工作者面對(duì)的重大課題。提高監(jiān)測(cè)質(zhì)量，改進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)管理，不僅有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，而且對(duì)建設(shè)綠色石化、智慧煉化的可持續(xù)發(fā)展具有實(shí)際意義。

2、泄漏的來(lái)源

對(duì)泄漏進(jìn)行監(jiān)測(cè)及控制，首先要了解泄漏的來(lái)源。一般來(lái)講，在設(shè)備的任何部位、任何時(shí)刻均有可能發(fā)生泄漏。通常以為泄漏排放來(lái)自于流體( 即液體或氣體)，但實(shí)際上，泄漏排放的另一個(gè)來(lái)源是來(lái)自粉塵，如采礦、采石、建筑、拆建、交通等方面所產(chǎn)生的排放[1]。雖然泄漏排放有許多來(lái)源，然而最主要的也是最普遍的泄露部位是密封。圖1給出了石化設(shè)備中產(chǎn)生泄漏排放部位（設(shè)備）的比例分布圖。實(shí)際上，行業(yè)不同，生產(chǎn)工藝流程不同，排放百分率也有所不同，但其比例相差不大。

圖1 石化企業(yè)泄漏的典型分布

從圖1來(lái)看，典型的工業(yè)設(shè)備最嚴(yán)重的泄漏主要來(lái)自密封和閥的泄漏。而據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，90% 以上的閥泄漏是由密封圈失效造成的泄漏[1]。靜密封失效的主要原因有：微動(dòng)磨損、間隙咬傷、老化損傷、膨脹損傷、龜裂；動(dòng)密封損失的主要原因有：機(jī)械磨損、腐蝕、空化、熱裂等。

泵和壓縮機(jī)通常是泄漏產(chǎn)生的第二大源頭。泄漏通常發(fā)生在失效旋轉(zhuǎn)泵殼與泵軸之間的動(dòng)密封或密封圈處。因此，改善密封系統(tǒng)是控制泄漏最有效的方法之一。接觸式機(jī)械密封已在泵上得到廣泛應(yīng)用，而非接觸干氣密封在壓縮機(jī)上也已經(jīng)普遍被使用。而且無(wú)密封的泵( 如隔膜片泵、屏蔽泵、磁傳動(dòng)泵等) 均不會(huì)產(chǎn)生泄漏，目前這些產(chǎn)品也相繼問(wèn)世。

3、密封

阻止泄漏最有效的方式是密封。在大自然的生物中，密封以各種各樣的形式實(shí)現(xiàn)，例如內(nèi)臟隔膜、蝶形瓣膜或血的凝固等。這些密封機(jī)理都?xì)w類(lèi)于靜密封“技術(shù)”。然而，生物在進(jìn)化的過(guò)程中，雖然已經(jīng)發(fā)展、進(jìn)化出難以想象的復(fù)雜生理系統(tǒng)，但卻沒(méi)有出現(xiàn)轉(zhuǎn)子或液動(dòng)活塞桿等生物結(jié)構(gòu)，即沒(méi)有出現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)或滑動(dòng)的器官。這些歸因于生物進(jìn)化不能演變成具有充分密封性的動(dòng)態(tài)密封，而充分的密封性是營(yíng)養(yǎng)和信號(hào)輸送到被連接器官的前提[2]。自1885年世界上首例機(jī)械密封應(yīng)用實(shí)例出現(xiàn)在老牌工業(yè)強(qiáng)國(guó)英國(guó)[3]，機(jī)械密封以其優(yōu)良的可靠性、密封性、適用性和經(jīng)濟(jì)型等在石油化工、油氣運(yùn)輸、給排水、汽車(chē)、深海勘探、航空航天[2]等行業(yè)得到了迅速的推廣和應(yīng)用。

機(jī)械密封直接關(guān)系到降低能源消耗和碳排放量、節(jié)約成本的問(wèn)題[4]。例如，據(jù)歐洲密封協(xié)會(huì)（ESA， European Sealing Association）于2004年發(fā)表的各型密封壽命周期成本與環(huán)境影響因子（按總排放水平）的相關(guān)矩陣（圖2[5]）顯示雙級(jí)氣膜潤(rùn)滑加壓的機(jī)械密封（干氣密封）不但具有相對(duì)較低的生命周期成本，而且對(duì)環(huán)境的影響也較小[6]。深入研究密封狀態(tài)監(jiān)測(cè)，尤其是泄露監(jiān)測(cè)，可以保證機(jī)械密封運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，對(duì)整個(gè)機(jī)械行業(yè)同樣有著不可替代的作用。因而密封泄漏監(jiān)測(cè)始終是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)中的一個(gè)重要課題[7-8]。

圖2 生命周期開(kāi)銷(xiāo)相關(guān)矩陣

機(jī)械密封泄漏監(jiān)測(cè)(Mechanical Seal Leakage Monitoring，MSLM)，其目的在于事先了解、掌握密封設(shè)備發(fā)生故障之前的異常信息與劣化征兆，以便工程師能夠提前采取針對(duì)性預(yù)防措施防止和控制泄漏的持續(xù)發(fā)生[2,9]。

綜上所述，密封泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)，研究意義重大而且應(yīng)用前景廣闊。對(duì)密封泄漏進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及運(yùn)行機(jī)理開(kāi)展前瞻性研究，可以使我國(guó)機(jī)械密封技術(shù)進(jìn)一步縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，更好的為國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)。

4、泄漏監(jiān)測(cè)方法

4.1 聲波監(jiān)測(cè)方法

聲波泄漏監(jiān)測(cè)，聲波泄漏檢測(cè)技術(shù)不僅涉及到流體力學(xué)、噪聲學(xué)，還涉及到傳感技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等學(xué)科，是多學(xué)科綜合應(yīng)用的高效檢測(cè)方法。其原理是利用泄漏點(diǎn)處高速射流氣體與腔體內(nèi)壁相互作用產(chǎn)生的震蕩聲波在腔體內(nèi)上、下傳播過(guò)程的時(shí)間差來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是否發(fā)生泄漏和確定泄漏位置的檢測(cè)技術(shù)。具有定位準(zhǔn)確、誤報(bào)率低、可以監(jiān)測(cè)微量氣體泄漏等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到研究者的廣泛關(guān)注。 

4.2 聲發(fā)射監(jiān)測(cè)方法

聲發(fā)射（Acoustic Emission，AE），又被稱(chēng)作應(yīng)力波發(fā)射（Stress Wave Emission，SWE），是指當(dāng)材料表面或內(nèi)部發(fā)生局部或整體擠壓變形、沖擊折斷引起應(yīng)力不均勻分布而突然釋放應(yīng)變能過(guò)程中產(chǎn)生的一種瞬態(tài)彈力波。如果不是由變形和斷裂機(jī)制所形成的應(yīng)力波源，如摩擦、燃燒、撞擊以及流體泄漏、沖蝕等也可以形成應(yīng)力波源，這種應(yīng)力波源被稱(chēng)作二次聲發(fā)射源。聲發(fā)射在泄漏檢測(cè)方面，無(wú)噪聲時(shí)對(duì)微小泄漏檢測(cè)的準(zhǔn)確率高于99%；在施工噪聲等干擾下，聲發(fā)射泄漏檢測(cè)準(zhǔn)確率有所降低。楊哲[10]研究證明在復(fù)雜工況下用聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)管道泄漏并進(jìn)行定位是可行的。

4.3 次聲波法泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)

次聲波監(jiān)測(cè)技術(shù)，由于管道破裂泄漏時(shí)介質(zhì)與管壁摩擦?xí)掷m(xù)產(chǎn)生次聲波信號(hào)，次聲波監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)于緩慢、微小泄漏的檢測(cè)能力較高[11]。次聲波法泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展日益成熟，具有較好的可靠性、靈敏性和精確性。通過(guò)系統(tǒng)調(diào)試周期的數(shù)據(jù)積累，利用數(shù)學(xué)模型及信號(hào)處理大幅降低外界干擾因素的影響，可實(shí)現(xiàn)泄漏監(jiān)測(cè)。由于聲學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)不受介質(zhì)種類(lèi)的影響，對(duì)于原油、成品油、天然氣等各類(lèi)設(shè)備，均可采用次聲波泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其是高壓管道，由于泄漏時(shí)產(chǎn)生的次聲波信號(hào)強(qiáng)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用效果尤為突出。

4.4 光纖監(jiān)測(cè)方法

由于光纖中的激光脈沖與光纖分子相互作用，發(fā)生散射，其中拉曼散射會(huì)產(chǎn)生斯托克斯光和反斯托克斯光（信號(hào)強(qiáng)度與溫度有關(guān)），通過(guò)計(jì)算反斯托克斯光與斯托克斯光的比例可得到該點(diǎn)的溫度，當(dāng)設(shè)備發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏源附近的溫度會(huì)相應(yīng)變化，監(jiān)視該局部溫度變化，可以對(duì)泄漏進(jìn)行監(jiān)測(cè)和定位。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)科學(xué)與技術(shù)研究院的費(fèi)蘭克· 克瓦斯尼科[12]開(kāi)發(fā)出一種新型光纖,可用來(lái)監(jiān)測(cè)石油或化學(xué)品的泄露,只要將這些光纖沿管道安置好,一旦發(fā)生泄露,馬上可以定位并發(fā)出警報(bào)。

4.5 SF6示蹤劑泄漏監(jiān)測(cè)方法

非放射性氣體示蹤技術(shù)是一種常用的泄漏檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)示蹤氣體的含量變化獲得示蹤劑的泄漏量，從而得到容器（或密封件）的氣體泄漏率。常用的示蹤氣體為ＳＦ６，具有化學(xué)惰性、穩(wěn)定性好、抗輻照能力強(qiáng)、色譜分析速度快、電子捕獲檢測(cè)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，已在大氣示蹤試驗(yàn)、密封容器泄漏檢測(cè)等方面得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)一些特殊檢測(cè)場(chǎng)所，如貯存放射性和有毒有害氣體的壓力容器的泄漏監(jiān)測(cè)，通過(guò)示蹤劑在線采樣和分析方法是十分必要。

4.6 負(fù)壓波法

負(fù)壓波法是通過(guò)在流體入口和出口處壓力差的監(jiān)測(cè)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)某一密閉腔體泄漏的監(jiān)測(cè)技術(shù)。負(fù)壓波法的可靠性、靈敏性較好，工程造價(jià)低，可有效監(jiān)測(cè)密閉腔體發(fā)生的突發(fā)性、大量泄漏事件[11]。負(fù)壓波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)泄漏位置的定位需要人工判斷波形拐點(diǎn)，管道起停泵、壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)等工況變化時(shí)引起的壓力波動(dòng)，易導(dǎo)致系統(tǒng)誤報(bào)警，需要調(diào)度人員核實(shí)，因此在管道工況變化時(shí)發(fā)生的泄漏可能會(huì)無(wú)法識(shí)別。

4.7 氣相色譜法

氣相色譜法，是通過(guò)測(cè)定待監(jiān)測(cè)空間中氣體的色譜圖，與標(biāo)準(zhǔn)氣體色譜圖進(jìn)行比對(duì)，判定待監(jiān)測(cè)空間中泄露物的種類(lèi)和泄漏程度的方法。

4.8 紅外吸收光譜法

紅外吸收光譜法是通過(guò)紅外光束照射氣體分子，氣體分子有選擇性的吸收不同頻率的光子，通過(guò)產(chǎn)生的紅外吸收光譜測(cè)量氣體濃度和識(shí)別不同氣體分子的結(jié)構(gòu)。利用紅外探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸出電壓信號(hào)，通過(guò)放大、濾波轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，利用相應(yīng)程序計(jì)算氣體濃度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體泄漏的監(jiān)測(cè)。

4.9 生物監(jiān)測(cè)法

生物監(jiān)測(cè)法，作為新興技術(shù)近年來(lái)也被應(yīng)用于大氣污染監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，是一種利用相關(guān)指示植物的器官、形態(tài)特征、組織化學(xué)成分在受到大氣污染物危害時(shí)產(chǎn)生的受害癥狀，判斷大氣污染物的種類(lèi)，進(jìn)行泄漏監(jiān)測(cè)和大氣污染程度的判定。

5、基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

以上的監(jiān)測(cè)均為獨(dú)立單一的監(jiān)測(cè)方法，監(jiān)測(cè)過(guò)程的普適性不高，監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)與知識(shí)不能夠共享利用。隨著人工智能的快速發(fā)展和石化領(lǐng)域信息化推廣的需求，智慧煉化被提上了議事日程。近年來(lái)，人工智能領(lǐng)域興起的多智能體系統(tǒng)（Multi-Agent System，MAS）技術(shù)為上述問(wèn)題的解決提供了新的途徑[13-14]。基于物聯(lián)網(wǎng)的人工智能技術(shù)和現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)將會(huì)是智慧煉化的重要組成部分。

5.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)IOT（the internet of things）是以射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）為基礎(chǔ)，利用傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和大數(shù)據(jù)及現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)，給每個(gè)實(shí)體對(duì)象都賦予一個(gè)唯一的編碼，結(jié)合全球定位系統(tǒng)， 將實(shí)物與互聯(lián)網(wǎng)相連接， 真正實(shí)現(xiàn) “物-物”相連的互聯(lián)網(wǎng)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，人們可以進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體對(duì)象的智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理[15]。

5.2 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為了保證系統(tǒng)的能夠優(yōu)質(zhì)高效的完成監(jiān)測(cè)任務(wù)，新一代系統(tǒng)往往采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)無(wú)線遠(yuǎn)程互通，大量互聯(lián)的傳感器節(jié)點(diǎn)，將形成一個(gè)能夠?qū)Υ笮蛥^(qū)域進(jìn)行信息采集的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。完成被監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的有效泄露異常信號(hào)采集，并在完成采集信息融合之后把信息傳輸?shù)浇K端，進(jìn)行分析識(shí)別。

5.3 MAS

在1996年德國(guó)漢諾威大學(xué)的一位教授提出可以將MAS用于大型設(shè)備的故障診斷，并上紀(jì)末美國(guó)最先將MAS應(yīng)用到航天飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中。近幾年美國(guó)智能自動(dòng)化公司聯(lián)合NASA格林研究中心，提出要將MAS應(yīng)用于國(guó)際空間站，用來(lái)監(jiān)測(cè)為空間站服務(wù)的電力系統(tǒng)[6]。在工業(yè)4.0時(shí)代到來(lái)之初，MAS除了軍事應(yīng)用以外，在其他行業(yè)均處于理論概念階段。目前我國(guó)對(duì)MAS的應(yīng)用研究尚且處于起步階段，還沒(méi)有真正發(fā)揮MAS協(xié)作協(xié)調(diào)的優(yōu)勢(shì)，到目前為止尚未看到將MAS應(yīng)用到實(shí)際機(jī)械密封狀態(tài)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用報(bào)道。

多智能體系統(tǒng)是相對(duì)于目前常見(jiàn)的單智能體而提出的，它主要針對(duì)于那些設(shè)備數(shù)量繁多、分類(lèi)分布廣泛且結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣的工業(yè)過(guò)程。多智能體系統(tǒng)從實(shí)質(zhì)上來(lái)講其實(shí)是一種多個(gè)子系統(tǒng)的集成，但絕對(duì)不簡(jiǎn)單是只在結(jié)構(gòu)上的線性累加和在數(shù)量上的單向拼湊。相比目前出現(xiàn)的單智能體而言，多智能體系統(tǒng)主要有兩個(gè)比較明顯的特點(diǎn)：（1）MAS首先將那些龐大而復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程按照功能劃分為不同的多個(gè)子系統(tǒng)，即多個(gè)單智能體。這些子系統(tǒng)能夠非常清晰地描述、反映、處理和解決特定的問(wèn)題，而且每一個(gè)子系統(tǒng)并不是單一孤立的，它們之間能夠進(jìn)行相互通訊，從而實(shí)現(xiàn)不同單智能體之間的交流、協(xié)調(diào)與合作[16]；（2）就多智能體系統(tǒng)本身而言，它也不是孤立、封閉的。它能夠與所在的環(huán)境、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及其他人工智能體進(jìn)行對(duì)接與交流，即某一領(lǐng)域的多智能體系統(tǒng)不僅具備該領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而且還擁有與其相關(guān)的社會(huì)知識(shí)和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)。多智能體系統(tǒng)利用已經(jīng)獲得的社會(huì)經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)，在依據(jù)“機(jī)器心理狀態(tài)”的機(jī)制下能夠自主工作。如果多智能體系統(tǒng)還配備有語(yǔ)義交互和行為協(xié)調(diào)能力的硬件輔助實(shí)體和智能軟件，就可以解決很多目前傳統(tǒng)人工智能設(shè)備無(wú)法解決和處理的大規(guī)模級(jí)聯(lián)復(fù)雜問(wèn)題，并可以實(shí)現(xiàn)一些超越現(xiàn)實(shí)思維的網(wǎng)聯(lián)智慧能動(dòng)行為。

5.4 開(kāi)放式系統(tǒng)構(gòu)架

基于多智能體泄漏監(jiān)測(cè)開(kāi)放式系統(tǒng)是一個(gè)涵蓋密封檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、評(píng)估及預(yù)測(cè)于一體的系統(tǒng)性技術(shù)。其中每一項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)都需要通過(guò)一個(gè)或多個(gè)智能體協(xié)調(diào)工作來(lái)實(shí)現(xiàn)，而整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)建、各個(gè)智能體建立以及智能體之間的信息交流與協(xié)調(diào)配合都需要有相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)， 本文采用的是美國(guó)機(jī)械信息管理開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟發(fā)布OSA-CBM標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體需求來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)。基于多智能體泄漏監(jiān)測(cè)的開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)框架OSA-CBM如圖3所示。

圖3 基于 OSA-CBM的機(jī)械密封遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系

泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中包含的多智能體主要有：數(shù)據(jù)采集Agent、管理Agent、數(shù)據(jù)處理Agent、泄漏診斷Agent、泄漏量識(shí)別Agent、健康評(píng)估Agent、壽命預(yù)測(cè)Agent、維修Agent、用戶(hù)接口Agent、數(shù)據(jù)庫(kù)管理Agent、后勤保障Agent、服務(wù)Agent等[1,10-12,15,17-24]。

6、泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)

目前，泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果缺乏完整、系統(tǒng)、科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)沒(méi)有統(tǒng)一的表征方法，泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用測(cè)試也難以給出一致性的測(cè)試結(jié)果。

王振[11]等參考美國(guó)石油學(xué)會(huì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)API 1155—1995《Evaluation Methodology for Software Based Leak DetectionSystems》中性能指標(biāo)的要求，結(jié)合管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在長(zhǎng)輸管道的實(shí)際應(yīng)用情況，提出了采用精確性、可靠性、適應(yīng)性、靈敏性、經(jīng)濟(jì)性5個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的綜合性能，具有極高的借鑒價(jià)值。

（1）泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精確性，是指監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠發(fā)出具有實(shí)時(shí)性的準(zhǔn)確報(bào)警信息。報(bào)警信息通常應(yīng)該包括泄漏速率、泄漏位置、泄漏損失體積等信息。

（2）泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性，是指在正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)判斷出存在泄漏可能性的概率值。主要包括準(zhǔn)確檢測(cè)出泄漏的能力和未發(fā)生泄漏時(shí)系統(tǒng)錯(cuò)誤報(bào)警的可能性。該指標(biāo)可以采用泄漏報(bào)警率和誤報(bào)警頻次兩個(gè)性能指標(biāo)來(lái)表征，以調(diào)高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠度。

（3）泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的適應(yīng)性，是指監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能否適應(yīng)不同的應(yīng)用工況和不同的監(jiān)測(cè)環(huán)境，以及運(yùn)行條件發(fā)生變化時(shí)是否具有通用性。

（4）泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的靈敏性，是指系統(tǒng)能檢測(cè)到的最小泄漏量和對(duì)泄漏作出報(bào)警所用的時(shí)間。系統(tǒng)能夠檢測(cè)到的泄漏量越小，確認(rèn)報(bào)警的時(shí)間越短，其靈敏性越好。

（5）泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，是指系統(tǒng)安裝、調(diào)試及后續(xù)維護(hù)所需要的費(fèi)用。

7、結(jié)語(yǔ)

泄漏無(wú)處不在，而且一旦發(fā)生大的泄露，不僅會(huì)浪費(fèi)物料，還會(huì)引起較大的環(huán)境問(wèn)題，所以泄漏監(jiān)測(cè)刻不容緩。目前泄露監(jiān)測(cè)方法基本都相互獨(dú)立的，沒(méi)有數(shù)據(jù)和知識(shí)的交流與共享，這就造成各個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的浪費(fèi)。針對(duì)目前泄漏監(jiān)測(cè)特點(diǎn)和供應(yīng)方式提出了基于多智能體開(kāi)放式構(gòu)架的泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。伴隨物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算及大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，泄漏監(jiān)測(cè)需要從以前單點(diǎn)、獨(dú)立、固化的監(jiān)測(cè)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎帱c(diǎn)、互聯(lián)、開(kāi)放的監(jiān)測(cè)方式，期望能夠?qū)λ械拿芊膺\(yùn)行泄漏監(jiān)測(cè)，讓所有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以共享。有了密封設(shè)備的泄漏數(shù)據(jù)，便可以對(duì)它的性能、健康狀況、剩余壽命做出相對(duì)準(zhǔn)確的判斷和預(yù)估。從而實(shí)現(xiàn)在設(shè)備出故障之前進(jìn)行預(yù)知性維修，最大程度提高產(chǎn)品的利用率；在設(shè)備徹底失效之前，安排更換產(chǎn)品的生產(chǎn)，最大程度上減少配件庫(kù)存、甚至實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存，從實(shí)質(zhì)上降低供應(yīng)商和用戶(hù)雙方成品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工及運(yùn)行維護(hù)的所有成本。來(lái)源：石化緣