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管道泄漏事故频繁发生，严重威胁管道运输安全体系，因此，针对天然气管道泄漏检测及定位的研究具有重要的理论价值和研究意义。本文在结合国内外管道泄漏检测研究现状基础上，以管道泄漏声发射信号为分析对象，研究了基于经验小波分解及稀疏表示分类的管道泄漏孔径识别方法，主要研究工作如下： 首先，研究了国内外管道泄漏检测研究现状及泄漏信号的分析方法。结合经验模态分解及小波分析的方法，研究了基于经验小波分解及Kullback–Leibler模式的特征提取方法。经验小波分解通过频域极大值自适应性的分离管道泄漏信号，构造滤波器组，提取具有紧支撑傅里叶的调幅调频成分，并根据Kullback–Leibler散度的相关性分析分解成分，选取其中主要的特征分量；提取多种时频特征参数，获取全面准确表征泄漏信号的特征向量； 其次，由于气体管道的泄漏孔径大小检测非常重要，本文研究了稀疏表示的孔径分类方法。该方法利用字典重构样本与目标样本计算的残差值作为识别依据，考虑到管道泄漏样本信息的局部性，设计了一种样本扩展稀疏表示分类方法，该方法不仅考虑到样本的整体信息，还考虑到样本的局部信息和空间信息。通过泄漏信号的共同特征样本与“模板样本”之间差异信息，能将目标样本有效的重构，降低了重构误差，提高了管道泄漏检测的鲁棒性。实验结果表明，该识别方法识别准确率高，能有效的检测管道泄漏。 最后，研究了常用的管道泄漏定位方法，本文在互相关时延估计方法上融入互谱相位谱分析，通过互谱相位谱确定泄漏信号的有效频带，加入高通滤波器，滤除干扰信号，从而降低时延估计误差，实现管道泄漏点的定位。结合现场应用，该方法能准确定位，提高了定位精度。