基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏系统，涉及检漏技术领域，燃气泄漏检测部件与智能控制节点连接；移动终端与智能控制节点进行连接；燃气泄漏检测部件设于燃气管道的上方并紧靠燃气管道，两端分别延伸至场站、调压站(箱)、闸井处断开；智能控制节点设于场站、调压站或者调压箱、闸井处；移动终端实现人机交互；阀门电动执行装置用于控制电磁阀门的启闭；基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏方法通过将一个整体划分多个区域，形成无中心网络，通过基于小波分析与近似熵，互为相关性分析的结合的方法进行检测。优点在于当事故发生时，根据燃气泄漏输送检测部件的相关性能够快速准备计算出故障的位置信息，触发应急措施。

Leak detection system and method for city gas pipeline network based on self-organizing centerless network

The invention discloses a leak detection system for urban gas pipeline network based on self-organizing non-central network, which relates to the technical field of leak detection, in which gas leak detection components are connected with intelligent control nodes, mobile terminals are connected with intelligent control nodes, and gas leak detection components are located above and close to the gas pipeline with two ends divided. Intelligent control nodes are located at field stations, pressure regulating stations (boxes) or pressure regulating boxes and brake wells; mobile terminals realize human-computer interaction; valve electric actuators are used to control the opening and closing of electromagnetic valves; a leak detection method for urban gas pipeline network based on self-organizing non-central network is proposed by means of a leak detection method. The whole area is divided into several regions to form a center-less network, which is detected by combining wavelet analysis with approximate entropy and correlation analysis. The advantage is that when an accident occurs, the position information of the fault can be quickly prepared and calculated according to the correlation of the gas leakage transmission detection components, and the emergency measures can be triggered.

【技术实现步骤摘要】
基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏系统及方法
本专利技术涉及城市燃气管网的检漏
，更具体涉及基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏系统及方法。
技术介绍
城市燃气管网是一种典型的、集中式的地下管线系统，具有隐蔽性、系统性和动态性等特点，现场配置测控点数量大，系统组网困难，改造升级困难。城市燃气网运行过程中的燃气泄漏之类事故一般很难避免，一旦事故发生必须及时采取应急措施，以避免事故的蔓延并及时组织抢救。由于多方面的原因，城市燃气管网检漏方法及系统一直没有取得很好的发展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于燃气泄漏发生时不能快速准确计算出故障的位置信息。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，具体技术方案如下：基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏系统，包括：燃气泄漏输送检测部件、智能控制节点、移动终端、阀门电动执行装置和电源装置；所述燃气泄漏输送检测部件与所述智能控制节点连接；所述移动终端与所述智能控制节点进行连接；所述燃气泄漏输送检测部件设于燃气管道的上方并紧靠燃气管道，两端分别延伸至相邻的场站、各级调压站或调压箱、闸井处断开，用于输送泄漏的燃气并检测声波信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏系统，其特征在于，包括：燃气泄漏输送检测部件、智能控制节点、移动终端、阀门电动执行装置和电源装置；所述燃气泄漏输送检测部件与所述智能控制节点连接；所述移动终端与所述智能控制节点进行连接；所述燃气泄漏输送检测部件设于燃气管道的上方并紧靠燃气管道，两端分别延伸至相邻的场站、各级调压站或调压箱、闸井处断开，用于输送泄漏的燃气并检测声波信号；所述智能控制节点设于场站、各级调压站或者调压箱、闸井处上方内壁上，用于处理燃气泄漏输送检测部件所传输的声波信号；所述移动终端实现人机交互，用于通知相关人员；所述阀门电动执行装置设于燃气管道的电磁阀门处，用于控制电磁阀门的启...

【技术特征摘要】
1.基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏系统，其特征在于，包括：燃气泄漏输送检测部件、智能控制节点、移动终端、阀门电动执行装置和电源装置；所述燃气泄漏输送检测部件与所述智能控制节点连接；所述移动终端与所述智能控制节点进行连接；所述燃气泄漏输送检测部件设于燃气管道的上方并紧靠燃气管道，两端分别延伸至相邻的场站、各级调压站或调压箱、闸井处断开，用于输送泄漏的燃气并检测声波信号；所述智能控制节点设于场站、各级调压站或者调压箱、闸井处上方内壁上，用于处理燃气泄漏输送检测部件所传输的声波信号；所述移动终端实现人机交互，用于通知相关人员；所述阀门电动执行装置设于燃气管道的电磁阀门处，用于控制电磁阀门的启闭；所述电源装置设于地面，用于给智能控制节点、燃气泄漏输送检测部件和阀门电动执行装置提供电能。2.根据权利要求1所述的基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏系统，其特征在于，所述燃气泄漏检测部件包括声发射传感器、多孔筛管；所述多孔筛管设于燃气管道的上方并紧靠燃气管道，所述多孔筛管上每隔一定的距离布置一个所述声发射传感器；所述声发射传感器用于实时采集燃气管道的声波信号，并上传至所述智能控制节点。3.根据权利要求1所述的基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏系统，其特征在于，所述智能控制节点包括主控模块、通信接口模块、组网感知模块、阀门控制模块、网络通信模块、传感器数据传输模块、数据存储模块和数据分析与处理模块；所述通信接口模块与所述组网感知模块连接，所述组网感知模块、所述网络通信模块、所述传感器数据传输模块、所述数据存储模块、所述数据分析与处理模块、所述阀门控制模块都与所述主控模块连接，所述传感器数据传输模块与所述数据存储模块连接，所述数据存储模块与所述数据分析与处理模块连接；所述通信接口模块包括RJ45接口，所述RJ45接口用于连接数据线，使得各智能控制节点间直接进行数据交互；所述组网感知模块根据所述通信接口模块已连通的数据线、基于动态源路由协议的拓扑发现算法自适应和自组织形成无中心并行计算网络；所述传感器数据传输模块用于接收所述燃气泄漏输送检测部件上传的声波信号；所述数据存储模块用于存储智能控制节点所在区域内的数据；所述数据分析与处理模块用于对声波信号进行小波分析重构、近似熵的计算与进行互为相关性分析；所述阀门控制模块用于传输阀门电动执行装置的控制指令；所述网络通信模块用于给人机交互提供一个接口，在不同地点都可以通过移动终端与智能控制节点进行实时交互；所述主控模块用于控制各个模块输入输出，使各个模块协调运作。4.一种采用权利要求1至3任意一项所述的基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：在城市燃气管网的场站、各级调压站或调压箱、闸井区域内布置智能控制节点；所述智能控制节点包括主控模块、通信接口模块、组网感知模块、阀门控制模块、网络通信模块、传感器数据传输模块、数据存储模块和数据分析与处理模块；S2：根据智能控制节点的分布以及利用区域划分软件将城市燃气管划分N个分区且不重不漏，确定各个分区的领域，输出划分好的相邻区域并画出连通线，通过所述通信接口模块利用数据线将相邻区域进行连通。S3：所述智能控制节点之间基于动态源路由协议的拓扑发现算法自适应、自组织形成无中心并行计算网络；S4：将燃气泄漏输送检测部件所采集的声波信号上传至所述智能控制节点进行小波变换、重构以及近似熵计算；S5：如果任意一个智能控制节点的声发射传感器在t时刻的近似熵发生骤变时，找出近似熵的局部最优解和局部次优解，将局部最优解所对应的声发射传感器和局部次优解所对应的声发射传感器进行相关性分析，根据智能控制节点所计算出的声发射传感器之间的相关性获得泄漏点的位置；S6：获得泄漏点的位置信息后，智能控制节点将位置信息通过邻居节点交互的方式扩散到全局，智能控制节点发起风险决策任务，各智能控制节点的主控模块通过阀门控制模块按需对其电磁阀发送启闭动作指令并通过移动终端通知相关人员。5.根据权利要求4所述的基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏方法，其特征在于，所述S3中所述基于动态源路由协议的拓扑发现算法采用按需发现的路由原则，通过周期性广播路由信息来维持路由表，需要建立路由表时能够发出请求来建立路由表，其中，组网感知模块根据通信接口模块已连通的数据线、基于动态源路由协议的拓扑发现算法自适应、自组织形成无中心并行计算网络。6.根据权利要求4所述的基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏方法，其特征在于，所述S4中所述燃气泄漏输送检测部件通过所述传感器数据传输模块上传采集的声波信号送至所述数据存储模块，各个区域的所述数据分析与处理模块对其区域的声波信号进行分析处理。7.根据权利要求6所述的基于自组织无中心网络的城市燃气管网检漏方法，其特征在于，所述各个区域的所述数据分析与处理模块对其区域的声波信号进行分析处理的步骤如下：S4.1：从数据存储模块获取各自区域内声发射传感器的燃气泄漏输送部件自身属性，即获得N个声发射传感器在燃气管道上的位置距离集合为d＝{d1,d2,...,dn}，其中，第1号声发射传感器与所在区域的智能控制节点的距离为d1，第2号声发射传感器与所在区域的智能控制节点的距离为d2，第n号声发射传感器与所在区域的智能控制节点的距离为dn，同时获得经放大后的多信号特征；S4.2：选取小波基对多信号特征中的声发射信号进行小波变化与重构，重构后使其声发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚龙，张睿，朱徐来，方潜生，洪德健，李雪飞，谢保，谢陈磊，刘为，刘玉福，杨先锋，汪明月，张振亚，李善寿，张毅，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34