論文の概要: Subspace-Constrained Continuous Methane Leak Monitoring and Optimal Sensor Placement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.01836v1
• Date: Thu, 3 Aug 2023 15:53:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-04 13:40:56.540007
• Title: Subspace-Constrained Continuous Methane Leak Monitoring and Optimal Sensor Placement
• Title（参考訳）: サブスペース拘束型連続メタン漏れモニタリングと最適センサ配置
• Authors: Kashif Rashid, Lukasz Zielinski, Junyi Yuan, Andrew Speck
• Abstract要約: 漏れを識別するのに要する時間と、修理作業員の派遣に要する時間を最小化することは、大気中に放出されるメタンの量を大幅に減少させる。 本研究は, 油田施設に永久設置した低コストメタンセンサを用いて, バックグラウンドレベル以上のガス濃度を連続的に監視する手法である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0323063834827415
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This work presents a procedure that can quickly identify and isolate methane emission sources leading to expedient remediation. Minimizing the time required to identify a leak and the subsequent time to dispatch repair crews can significantly reduce the amount of methane released into the atmosphere. The procedure developed utilizes permanently installed low-cost methane sensors at an oilfield facility to continuously monitor leaked gas concentration above background levels. The methods developed for optimal sensor placement and leak inversion in consideration of predefined subspaces and restricted zones are presented. In particular, subspaces represent regions comprising one or more equipment items that may leak, and restricted zones define regions in which a sensor may not be placed due to site restrictions by design. Thus, subspaces constrain the inversion problem to specified locales, while restricted zones constrain sensor placement to feasible zones. The development of synthetic wind models, and those based on historical data, are also presented as a means to accommodate optimal sensor placement under wind uncertainty. The wind models serve as realizations for planning purposes, with the aim of maximizing the mean coverage measure for a given number of sensors. Once the optimal design is established, continuous real-time monitoring permits localization and quantification of a methane leak source. The necessary methods, mathematical formulation and demonstrative test results are presented.
• Abstract（参考訳）: 本研究は, メタン排出源を迅速に同定し, 分離し, 早期修復に導く手法を提案する。 漏れの特定に要する時間と修理作業員の派遣に要する時間の最小化は、大気中に放出されるメタンの量を大幅に削減することができる。 この手法は油田施設に常設の低コストメタンセンサーを用いて、バックグラウンドレベル以上の漏れガス濃度を継続的に監視する。 予め定義された部分空間と制限領域を考慮した最適センサ配置とリークインバージョンのための手法を提案する。 特に、サブスペースは漏洩する可能性のある1つ以上の機器項目からなる領域を表し、制限されたゾーンは、設計によるサイト制限のためにセンサが配置されない領域を定義している。 したがって、サブスペースは特定のローカルに反転問題を制限し、制限ゾーンはセンサ配置を実行可能なゾーンに制限する。 風の不確実性の下での最適センサ配置に対応する手段として, 人工風モデルの開発, および過去のデータに基づくものも提示される。 風モデルは、所定のセンサー数の平均カバレッジを最大化することを目的として、計画目的の実現に役立ちます。 最適設計が確立されると、連続リアルタイム監視はメタン漏れ源の局所化と定量化を可能にする。 必要な方法、数学的定式化および実証試験結果が提示される。

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