燃氣管網泄漏源實時定位分析方法及系統技術方案

本發明專利技術提出一種燃氣管網泄漏源實時定位分析方法及系統，其中，該方法包括：在待監控區域內布置多個集成探測模塊，對待監控區域劃分網格分區；分別假想待監控區域內各個網格分區中具有假想泄漏源，假想泄漏源連續泄漏預定時間后集成探測模塊中的模擬探測數據，建立模擬泄漏數據庫；集成探測模塊實時采集泄漏氣體的實際測量數據，傳送到計算機監控終端；計算機監控終端將實際測量數據與模擬泄漏數據庫中的多組模擬探測數據進行相似度計算，當相似度取得最大值時，模擬探測數據對應的假想泄漏源的位置、時間和持續泄漏時間，即為實際泄漏源的位置、時間和持續泄漏時間。本發明專利技術可快速找到實際泄漏源的位置。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于公共安全領域和傳感
，具體涉及一種燃氣管網泄漏源實時定位分析方法及系統。
技術介紹
燃氣廣泛應用于城市運行的多個方面，并在各方面的使用比率日益增加，這使燃氣在城市運行中的生命線作用日益明顯。管道一旦破裂，泄漏出的燃氣遇明火可能產生火災、爆炸等事故，對周圍的人員生命安全、建筑和環境造成嚴重危害。現有的城市燃氣管道泄漏定位分析技術基本上沿用傳統的打孔方式或采用燃氣報警儀對地表上空氣體進行檢測，檢測周期長，耗費大量的人力物力。為了及時發現燃氣管網泄漏事故、實時監測事故影響范圍并快速準確判斷泄漏點的位置，以保障城市安全運行，實現對城市燃氣管網的有效科學監控，是城市安全發展的重大和緊迫需求。
技術實現思路
本專利技術旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。為此，本專利技術的一個目的在于提出一種燃氣管網泄漏源實時定位分析方法，該方法可以快速找到實際泄漏源的位置，為事故應急響應決策提供依據。為了實現上述目的，根據本專利技術實施例的燃氣管網泄漏源實時定位分析方法，其特征在于，包括以下步驟:S1.在待監控區域內布置多個集成探測模塊以組成分布式網絡，然后對所述待監控區域劃分網格分區；S2.進行泄漏源模擬實驗，分別假想所述待監控區域內各個所述網格分區中具有假想泄漏源，計算各個假想泄漏源連續泄漏預定時間后所述各個集成探測模塊中的模擬探測數據，建立模擬泄漏數據庫；S3.實時定位分析階段，所述多個集成探測模塊實時采集泄漏氣體的實際測量數據，并傳送到計算機監控終端；S4.所述計算機監控終端根據反演溯源方法，將所述實際測量數據與所述模擬泄漏數據庫中的多組所述模擬探測數據進行相似度計算，當所述相似度取得最大值時，對應的所述模擬探測數據對應的假想泄漏源的位置、時間和持續泄漏時間，即為所述燃氣管網的實際泄漏源的位置、時間和持續泄漏時間。在本專利技術的一個實施例中，采用菲克擴散定律和高斯擴散模型進行泄漏源模擬實驗。在本專利技術的一個實施例中，所述步驟S3進一步包括:實時定位分析階段，多個所述集成探測模塊中的氣體濃度傳感器實時采集泄漏氣體監測信息，然后由所述集成探測模塊中的無線數據傳輸模塊傳送到所述計算機監控終端。在本專利技術的一個實施例中，定義所述待監控區域具有N個集成探測模塊且被劃分為AXA個網格分區，記網格分區的行編號為i，列編號為j，則在第(i，j)個網格分區中的假想泄漏源連續泄漏ts時間后的模擬探測數據記為Λ ,,, =cn]，實際測量數據記為權利要求1.燃氣管網泄漏源實時定位分析方法，其特征在于，包括以下步驟: 51.在待監控區域內布置多個集成探測模塊以組成分布式網絡，然后對所述待監控區域劃分網格分區； 52.進行泄漏源模擬實驗，分別假想所述待監控區域內各個所述網格分區中具有假想泄漏源，計算各個假想泄漏源連續泄漏預定時間后所述各個集成探測模塊中的模擬探測數據，建立模擬泄漏數據庫； 53.實時定位分析階段，所述多個集成探測模塊實時采集泄漏氣體的實際測量數據，并傳送到計算機監控終端； 54.所述計算機監控終端根據反演溯源方法，將所述實際測量數據與所述模擬泄漏數據庫中的多組所述模擬探測數據進行相似度計算，當所述相似度取得最大值時，對應的所述模擬探測數據對應的假想泄漏源的位置、時間和持續泄漏時間，即為所述燃氣管網的實際泄漏源的位置、時間和持續泄漏時間。2.如權利要求1所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析方法，其特征在于，采用菲克擴散定律和高斯擴散模型進行泄漏源模擬實驗。3.如權利要求1所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析系統，其特征在于，所述步驟S3進一步包括:實時定位分 析階段，多個所述集成探測模塊中的氣體濃度傳感器實時采集泄漏氣體監測信息，然后由所述集成探測模塊中的無線數據傳輸模塊傳送到所述計算機監控終端。4.如權利要求1所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析方法，其特征在于，定義所述待監控區域具有N個集成探測模塊且被劃分為AXA個網格分區，記網格分區的行編號為i，列編號為j，則在第(i，j)個網格分區中的假想泄漏源連續泄漏t s時間后的模擬探測數據記為ο ]實際測量數據記為及 為,...，<]，相似度的計算公式為 -\ M； ■.Rg(0) = cos[Mu,R)= ^ 灸，其中 N、A、1、j 為正整數且 1、j 彡 A。5.如權利要求1所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析方法，其特征在于，還包括:利用風速風向儀檢測所述待監控區域的風速風向，并傳輸給所述計算機監控終端進行顯示。6.如權利要求1所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析方法，其特征在于，所述步驟SI中，在所述待監控區域內通過人工手動固定布置或者通過小型無線遙控機器人移動布置多個所述集成探測模塊。7.燃氣管網泄漏源實時定位分析系統，其特征在于，包括: 多個集成探測模塊，所述多個集成探測模塊分布于待監控區域內并組成分布式網絡，在其中所述待監控區域被劃分網格分區，在實時定位分析階段，所述多個集成探測模塊用于實時采集泄漏氣體的實際測量數據，并傳送到計算機監控終端； 計算機監控終端，所述計算機監控終端進一步包括: 模擬泄漏計算模塊，在泄漏源模擬實驗階段，假想所述待監控區域內各個所述網格分區中具有假想泄漏源，所述模擬泄漏計算模塊用于計算各個假想泄漏源連續泄漏預定時間后所述各個集成探測模塊中的模擬探測數據，建立模擬泄漏數據庫； 反演定位模塊，所述反演定位模塊將所述實際測量數據與所述模擬泄漏數據庫中的多組所述模擬探測數據進行相似度計算，當所述相似度取得最大值時，對應的所述模擬探測數據對應的假想泄漏源的位置、時間和持續泄漏時間，即為所述燃氣管網的實際泄漏源的位置和持續泄漏時間。8.如權利要求7所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析系統，其特征在于，所述模擬泄漏計算模塊中，采用菲克擴散定律和高斯擴散模型進行泄漏源模擬實驗。9.如權利要求7所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析系統，其特征在于，所述集成探測模塊進一步包括: 氣體濃度傳感器，所述氣體濃度傳感器用于實時采集泄漏氣體監測信息； 無線數據傳輸模塊，所述無線數據傳輸模塊用于組成無線傳感網絡的收發，將所述實際測量數據通過無線網絡傳輸傳送到計算機監控終端。10.如權利要求7所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析系統，其特征在于，定義所述待監控區域具有N個集成探測模塊且被劃分為AXA個網格分區，記網格分區的行編號為i，列編號為j，則在第(i, j)個網格分區中的假想泄漏源連續泄漏ts時間后的模擬探測數據記為i,v=[Cl.C2..c J實際測量數據記為及 ,&，...，則所述反演定位模塊中相似度的計算公式為11.如權利要求7所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析系統，其特征在于，還包括:風速風向儀，所述風速風向儀檢測所述待監控區域的風速風向，傳輸給所述計算機監控終端進行顯示。12.如權利要求7所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析系統，其特征在于，多個所述集成探測模塊是通過人工手動固定布置或者通過小型無線遙控機器人移動布置在所述待監控區域的。13.如權利要求9所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析系統，其特征在于，所述集成探測模塊還包括:電源管理單元、數據存儲單元。14.如權利要求9所述的燃氣管網泄漏源實時定位分析系統，其特征在于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
燃氣管網泄漏源實時定位分析方法，其特征在于，包括以下步驟：S1.在待監控區域內布置多個集成探測模塊以組成分布式網絡，然后對所述待監控區域劃分網格分區；S2.進行泄漏源模擬實驗，分別假想所述待監控區域內各個所述網格分區中具有假想泄漏源，計算各個假想泄漏源連續泄漏預定時間后所述各個集成探測模塊中的模擬探測數據，建立模擬泄漏數據庫；S3.實時定位分析階段，所述多個集成探測模塊實時采集泄漏氣體的實際測量數據，并傳送到計算機監控終端；S4.所述計算機監控終端根據反演溯源方法，將所述實際測量數據與所述模擬泄漏數據庫中的多組所述模擬探測數據進行相似度計算，當所述相似度取得最大值時，對應的所述模擬探測數據對應的假想泄漏源的位置、時間和持續泄漏時間，即為所述燃氣管網的實際泄漏源的位置、時間和持續泄漏時間。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張輝，黃弘，劉全義，蘇伯尼，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：