一种基于决策融合的油气管道预警系统及预警方法技术方案

本发明专利技术属于油气管道监测预警系统技术领域，具体涉及一种基于决策融合的油气管道预警系统及预警方法，包括基础设施层，包括智能感知设备；感知执行层，通过智能感知设备对油气管道进行监测和数据采集；基础数据层，用于将感知执行层采集的数据及油气管道全生命周期的数据存储于数据库；核心服务层，用于对数据库的数据进行挖掘；将不同预警任务对应的多种预警手段的多种预警级别进行决策融合，得出相应预警任务的预警级别；通过事故树分析分别得出各个预警任务和预警手段的重要性排序，实现主动预警；能够将多源数据进行融合，有效地提高了信息处理的性能，预警准确率更高，且对于油气管道的预警更具有针对性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于决策融合的油气管道预警系统及预警方法
本专利技术属于油气管道监测预警系统
，具体涉及一种基于决策融合的油气管道预警系统及预警方法。
技术介绍
目前，随着经济的发展，石油天然气的需求日趋增加，天然气的运输主要是通过长输管道实现，而长输油气管道面临着管道本体焊缝缺陷分析难，大直流及土壤杂散电流干扰问题，第三方施工实施监控难，地质灾害防范难、山区段管线巡线难等问题，且由于年久失修、腐蚀、磨损以及意外损伤等原因导致的管道泄露事件频频发生，不仅造成了巨大的经济损失，而且严重污染环境，危害人类的身体健康。针对石油天然气长输管道的安全管理，面对现在丰富的检测手段和预警技术及由这些检测产生的大量数据，现有的技术手段较少注重这些技术的融合联动，对这些问题不能及时、有效地预警与防范。采用有效的油气管道安全防护预警系统对管道进行实时防护，相对于传统的事后被动预警以及采用单一的技术手段对管道安全进行防护，采用联动协同预警的方式能够更准确的发现威胁管道安全的事件并做出预警，对已发生安全问题的管道能够准确监测安全问题所在的点位，且能通过检测得到的数据进行预测分析，对管道安全进行预警，实现了油气管道全方位、全时段的安全管控，提升了企业经营效能。在现有技术当中，例如：申请号为CN201911177310.X的专利文献公开了一种埋地油气管道安全防护预警系统，包括：C扫描子系统，用于对埋地管道超声检测；图像处理模块，用于接收C扫描子系统所采集到的数据，并对接收到的数据进行处理，形成C扫描图像；中央处理器，用于接收C扫描图像，并对C扫描图像进行分析，进而判断被测埋地管道是否存在异常，并对被测埋地管道的状态进行等级评价，产生相应的预警信息；警报模块，用于接收中央处理器所发送的异常数据信息，在出现异常点处发出警报信息。但是，该专利文献的预警系统无法通过地下、地上及空中的多方位数据采集实现对管道的监测，不具备多数据集成以实现协同预警的功能。又如：申请号为CN201810313585.0的专利文献公开了一种基于无人机巡检的油气管道沉降预警系统，包括远程控制平台、无人机载平台和移动基站，远程控制平台依照油气管道布局规划无人机的巡检路线，将各个地区实时地表图像信息传送回远程控制平台，同时控制平台通过图像识别技术提取出最新图像特征值，并与前一天的图片特征值比对分析，计算出相应位置每日地表下沉量和地表裂缝宽度并导出检测技术表，最后对超出设定值的区域发出预警，移动基站配合无人机完成信息采集和打卡工作。但是，该专利文献的预警系统无法实现将无人机巡检采集的数据与管道全生命周期的数据进行融合，监测手段较为单一。现有的相关技术对于预警类型和管道安全缺乏实时监控，主动预警的目的性不够，且监测数据质量精度不高，预警准确率较低，尚未形成融合和集成的功能，为此，有必要在此基础之上进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术所存在的不足和缺陷问题，现提供一种基于决策融合的油气管道预警系统及预警方法。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于决策融合的油气管道预警系统，包括：基础设施层，包括智能感知设备；感知执行层，通过智能感知设备对油气管道进行监测和数据采集；基础数据层，用于将感知执行层采集的数据及油气管道全生命周期的数据存储于数据库；核心服务层，用于对数据库的数据进行挖掘，将不同预警任务对应的多种预警手段的多种预警级别进行决策融合，得出相应预警任务的预警级别；通过事故树分析分别得出各个预警任务和预警手段的重要性排序，实现主动预警。作为优选方案，所述感知执行层包括用于从地下采集油气管道数据的地下感知单元、用于从地上采集油气管道数据的地上感知单元及用于从高空采集油气管道数据的无人机巡检单元。作为优选方案，所述地下感知单元包括分布式光纤传感模块、阴极保护设备及智能内检测模块。作为优选方案，所述分布式光纤传感模块包括用于采集振动信号的瑞立传感器、用于采集温度信号布里渊传感器及用于采集应力信号的拉曼传感器。作为优选方案，所述地上感知单元包括AI摄像头、合成孔径雷达及点状传感器；所述AI摄像头采集AI摄像头视频数据；所述合成孔径雷达及点状传感器用于采集地质灾害的数据。作为优选方案，所述决策融合具体包括：通过建立D-S决策模型，将不同预警任务对应的多种预警手段的多种预警级别融合得出相应预警任务的总预警级别，对总预警级别进行概率判断，选取概率最大的总预警级别作为相应预警任务的预警级别。作为优选方案，所述事故树分析具体包括：将预警系统转化为事故树模型，计算事故树模型各个节点的重要性，通过对预警任务和预警手段进行重要性排序，以实现主动预警。作为优选方案，还包括应用层，通过API连接于核心服务层，用于将各个预警任务及其对应的预警级别进行展示。作为优选方案，所述油气管道全生命周期的数据包括运维数据、建设期数据及地理信息数据。本专利技术还提供一种基于决策融合的油气管道预警方法，包括如下步骤：S1、感知执行层通过智能感知设备对油气管道进行监测和数据采集；S2、基础数据层将感知执行层采集的数据及油气管道全生命周期的数据存储于数据库；S3、核心服务层用于对数据库的数据进行挖掘；将不同预警任务对应的多种预警手段的多种预警级别进行决策融合，得出相应预警任务的预警级别；通过事故树分析分别得出各个预警任务和预警手段的重要性排序，实现主动预警。本专利技术与现有技术相比，有益效果是：1、将多源信息数据进行融合，有效地提高了信息处理的性能，有利于消除信息来源的多样性，增加冗余，还能对不同来源的优劣势进行互补，将信息的完整性发挥到最优，更好的辅助人们去完成目标。2、通过预警的得到的数据和基础数据层的数据，利用事故树分析给出各种预警手段和预警级别的重要性排序，使油气管道的主动预警更有针对性。3、在移动设备端和预警的电子屏幕上给出各种预警信息，有效提高事故处置效率，保障管道的安全，有利于减少事故的发生，同时保护人员安全。4、基于多源信息的应用，实现了油气管道全方位、全时段的安全管控，提升了企业经营效能。该系统可以与智能管道的各类业务集成，实现智能管网的推广应用，有利于管道管理水平的提升，为决策者提供足够的信息，从而保障管道安全、高效运营，实现当前系统及数据采集与应用相结合，实现油气管道安全、高效、可持续发展。附图说明图1是本专利技术实施例1的一种基于决策融合的油气管道预警系统的架构图；图2是本专利技术实施例1的一种基于决策融合的油气管道预警系统的数据库框架图；图3是本专利技术实施例1的一种基于决策融合的油气管道预警系统的预警结构框架图；图4是本专利技术实施例1的一种基于决策融合的油气管道预警系统的决策融合与事故树分析流程图；图5是本专利技术实施例1的信度函数模型示意图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述说明。...

【技术保护点】
1.一种基于决策融合的油气管道预警系统，其特征在于，包括：/n基础设施层，包括智能感知设备；/n感知执行层，通过智能感知设备对油气管道进行监测和数据采集；/n基础数据层，用于将感知执行层采集的数据及油气管道全生命周期的数据存储于数据库；/n核心服务层，用于对数据库的数据进行挖掘，将不同预警任务对应的多种预警手段的多种预警级别进行决策融合，得出相应预警任务的预警级别；通过事故树分析分别得出各个预警任务和预警手段的重要性排序，实现主动预警。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于决策融合的油气管道预警系统，其特征在于，包括：
基础设施层，包括智能感知设备；
感知执行层，通过智能感知设备对油气管道进行监测和数据采集；
基础数据层，用于将感知执行层采集的数据及油气管道全生命周期的数据存储于数据库；
核心服务层，用于对数据库的数据进行挖掘，将不同预警任务对应的多种预警手段的多种预警级别进行决策融合，得出相应预警任务的预警级别；通过事故树分析分别得出各个预警任务和预警手段的重要性排序，实现主动预警。


2.根据权利要求1所述的一种基于决策融合的油气管道预警系统，其特征在于，所述感知执行层包括用于从地下采集油气管道数据的地下感知单元、用于从地上采集油气管道数据的地上感知单元及用于从高空采集油气管道数据的无人机巡检单元。


3.根据权利要求2所述的一种基于决策融合的油气管道预警系统，其特征在于，所述地下感知单元包括分布式光纤传感模块、阴极保护设备及智能内检测模块。


4.根据权利要求3所述的一种基于决策融合的油气管道预警系统，其特征在于，所述分布式光纤传感模块包括用于采集振动信号的瑞立传感器、用于采集温度信号布里渊传感器及用于采集应力信号的拉曼传感器。


5.根据权利要求2所述的一种基于决策融合的油气管道预警系统，其特征在于，所述地上感知单元包括AI摄像头、合成孔径雷达及点状传感器；所述AI摄像头用于采集AI摄像头视频数据，所述合成孔径雷达及点状传感器用于采集地质灾害数据。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕卫明，杨秦敏，解剑波，钱济人，陈积明，沈佳园，李清毅，张国民，范海东，向星任，周君良，丁楠，
申请(专利权)人：浙江浙能天然气运行有限公司，浙江省能源集团有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33