Detecção acústica de vazamento de gás em plataforma de petróleo offshore

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Castilho Junior, Edson Pereira de
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/31778
Resumo: The automatic gas leak detection systems currently installed on offshore oil and gas platforms are still insufficient to achieve an appropriate autonomous detection rate. Scenarios where losses of containment occur and are only later discovered by the workers’ operational rounds, through the human senses (sight, smell or hearing), which exposes people, the environment and facilities to the risk of accidents. The present work proposes the use of the concept of Sound Event Detection to identify gas leaks using acoustic signal, through an algorithm based on Machine Learning. An acoustic binary classification model based on K-Nearest Neighbors (k-NN) was developed and tested, using extraction of three features selected by the Minimum Redundancy and Maximum Relevance (mRMR) method from fifteen possible features in the time domain and frequency. The algorithm obtained Accuracy and Precision results of 100% from tests carried out on sound samples recorded on an offshore platform.
id UFPB_f531d12cb4aaaf602397cd3cb8869eea
oai_identifier_str oai:repositorio.ufpb.br:123456789/31778
network_acronym_str UFPB
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
repository_id_str
spelling Detecção acústica de vazamento de gás em plataforma de petróleo offshoreEngenharia elétricaPlataforma de petróleo offshoreVazamento gasosoDetecção de evento sonoroProcessamento de sinalElectrical engineeringOffshore oil and gas plataformGas leakSound event detectionSignalProcessingCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThe automatic gas leak detection systems currently installed on offshore oil and gas platforms are still insufficient to achieve an appropriate autonomous detection rate. Scenarios where losses of containment occur and are only later discovered by the workers’ operational rounds, through the human senses (sight, smell or hearing), which exposes people, the environment and facilities to the risk of accidents. The present work proposes the use of the concept of Sound Event Detection to identify gas leaks using acoustic signal, through an algorithm based on Machine Learning. An acoustic binary classification model based on K-Nearest Neighbors (k-NN) was developed and tested, using extraction of three features selected by the Minimum Redundancy and Maximum Relevance (mRMR) method from fifteen possible features in the time domain and frequency. The algorithm obtained Accuracy and Precision results of 100% from tests carried out on sound samples recorded on an offshore platform.NenhumaOs sistemas de detecção automática de vazamentos gasosos atualmente instalados em plataformas de petróleo offshore ainda são insuficientes para se alcançar uma apropriada taxa de detecção autônoma. São comuns cenários onde as perdas de contenção ocorrem e só são tardiamente descobertas pelas rondas operacionais dos trabalhadores, através dos sentidos humanos (visão, olfato ou audição), o que expõe pessoas, meioambiente e instalações aos riscos de acidentes. O presente trabalho propõe a utilização do conceito de Detecção de Eventos Sonoros para identificar vazamentos de gás através do sinal acústico, utilizando algoritmo baseado em Aprendizado de Máquina. Foi desenvolvido e testado um modelo acústico de classificação binário baseado em K-Vizinhos Mais Próximos (k-NN), utilizando extração de três características selecionadas pelo método da Mínima Redundância e Máxima Relevância (mRMR) a partir de quinze possíveis características no domínio do tempo e frequência. O algoritmo obteve resultados de Acurácia e Precisão de 100% a partir de testes realizados em amostras sonoras gravadas em plataforma offshore.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia ElétricaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFPBCarvalho, Fabrício Braga Soares dehttp://lattes.cnpq.br/3435653179239615Lopes, Waslon Terllizzie Araújohttp://lattes.cnpq.br/5041048659000127Castilho Junior, Edson Pereira de2024-09-10T11:10:44Z2024-03-162024-09-10T11:10:44Z2024-01-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/31778porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2024-09-10T11:10:44Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/31778Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2024-09-10T11:10:44Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
dc.title.none.fl_str_mv Detecção acústica de vazamento de gás em plataforma de petróleo offshore
title Detecção acústica de vazamento de gás em plataforma de petróleo offshore
spellingShingle Detecção acústica de vazamento de gás em plataforma de petróleo offshore
Castilho Junior, Edson Pereira de
Engenharia elétrica
Plataforma de petróleo offshore
Vazamento gasoso
Detecção de evento sonoro
Processamento de sinal
Electrical engineering
Offshore oil and gas plataform
Gas leak
Sound event detection
Signal
Processing
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
title_short Detecção acústica de vazamento de gás em plataforma de petróleo offshore
title_full Detecção acústica de vazamento de gás em plataforma de petróleo offshore
title_fullStr Detecção acústica de vazamento de gás em plataforma de petróleo offshore
title_full_unstemmed Detecção acústica de vazamento de gás em plataforma de petróleo offshore
title_sort Detecção acústica de vazamento de gás em plataforma de petróleo offshore
author Castilho Junior, Edson Pereira de
author_facet Castilho Junior, Edson Pereira de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Carvalho, Fabrício Braga Soares de
http://lattes.cnpq.br/3435653179239615
Lopes, Waslon Terllizzie Araújo
http://lattes.cnpq.br/5041048659000127
dc.contributor.author.fl_str_mv Castilho Junior, Edson Pereira de
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia elétrica
Plataforma de petróleo offshore
Vazamento gasoso
Detecção de evento sonoro
Processamento de sinal
Electrical engineering
Offshore oil and gas plataform
Gas leak
Sound event detection
Signal
Processing
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
topic Engenharia elétrica
Plataforma de petróleo offshore
Vazamento gasoso
Detecção de evento sonoro
Processamento de sinal
Electrical engineering
Offshore oil and gas plataform
Gas leak
Sound event detection
Signal
Processing
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
description The automatic gas leak detection systems currently installed on offshore oil and gas platforms are still insufficient to achieve an appropriate autonomous detection rate. Scenarios where losses of containment occur and are only later discovered by the workers’ operational rounds, through the human senses (sight, smell or hearing), which exposes people, the environment and facilities to the risk of accidents. The present work proposes the use of the concept of Sound Event Detection to identify gas leaks using acoustic signal, through an algorithm based on Machine Learning. An acoustic binary classification model based on K-Nearest Neighbors (k-NN) was developed and tested, using extraction of three features selected by the Minimum Redundancy and Maximum Relevance (mRMR) method from fifteen possible features in the time domain and frequency. The algorithm obtained Accuracy and Precision results of 100% from tests carried out on sound samples recorded on an offshore platform.
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-09-10T11:10:44Z
2024-03-16
2024-09-10T11:10:44Z
2024-01-31
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/31778
url https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/31778
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Engenharia Elétrica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
UFPB
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Engenharia Elétrica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
UFPB
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
instname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron:UFPB
instname_str Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron_str UFPB
institution UFPB
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
repository.mail.fl_str_mv diretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.br
_version_ 1815449728796590080