用于制氢储氢加氢站点的实时安全监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于制氢储氢加氢站点的实时安全监测系统及监测方法，采用传感器、数据采集模块、核心分析模块、决策支持模块、云端数据融合模块和人机交互模块；解决了制、加、储氢站点及相关系统完整安全状态及实际运行状态无法进行实时监测的问题，能够明确出系统整体运行水平，从而辅助站点系统的运行操作、事故处理、日常培训、质量保证。

【技术实现步骤摘要】
用于制氢储氢加氢站点的实时安全监测系统及监测方法
本专利技术属于氢气监测领域，具体涉及一种用于制氢储氢加氢站点的实时安全监测系统。
技术介绍
在制氢、供氢及加注氢的站点运行过程中，由于氢气无色无味易扩散易燃易爆的物理化学性质，需要对站点工程系统进行实时地运行监测，由于构成站点的系统设备及部件众多、结构复杂等特点，传统站点监测目标的实现或手段，一般是针对氢气浓度、容器压力等单一物理量或物理现象所实现的具体监测装置、或结合某些单一的安全装置如氢气泄漏传感器、氢气浓度监测器等实现的单一信号反馈装置，对于制加氢站的系统整体并没有全面的状态监测及分析评估能力。同时，也难以实现对于不同类型安全监测对象所产生的信号之间的相互关系与彼此影响的综合分析与评价，很难对系统进行整体的分析并进而给出针对系统整体运行情况及所处的安全状态或可靠性水平的完整结论。在存在安全隐患的工业系统中，系统运行或事故隐患的发生一般以秒计数，单凭人力的肉眼观察、视听感知往往会造成难以估量的负面后果。且氢系统由于氢气本身无色无味甚至高纯氢小量点燃都无火焰颜色等问题，导致系统安全隐患本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制氢储氢加氢站点的实时安全监测系统，其特征在于：包括传感器、数据采集模块、核心分析模块、决策支持模块、云端数据融合模块和人机交互模块；/n传感器布置于布置于制氢储氢加氢站点的工作介质容器中；/n数据采集模块通过传感器采集制氢储氢加氢站点的内部信息，同时通过官方信息获取外部信息并发送给核心分析模块；/n核心分析模块用于实现针对站点的状态分析及评估，具体为：根据站点具体的工程系统结构，建立故障树分析模型，并依据结构可靠性分析方法建立与制氢储氢加氢站点物理设备及运行操作特点相对应的数学模型，该数学模型与故障树分析模型相对应，表述为布尔代数型结构函数F，作为系统故障情景的最小割集：/nF＝...

【技术特征摘要】
1.一种用于制氢储氢加氢站点的实时安全监测系统，其特征在于：包括传感器、数据采集模块、核心分析模块、决策支持模块、云端数据融合模块和人机交互模块；
传感器布置于布置于制氢储氢加氢站点的工作介质容器中；
数据采集模块通过传感器采集制氢储氢加氢站点的内部信息，同时通过官方信息获取外部信息并发送给核心分析模块；
核心分析模块用于实现针对站点的状态分析及评估，具体为：根据站点具体的工程系统结构，建立故障树分析模型，并依据结构可靠性分析方法建立与制氢储氢加氢站点物理设备及运行操作特点相对应的数学模型，该数学模型与故障树分析模型相对应，表述为布尔代数型结构函数F，作为系统故障情景的最小割集：
F＝C1+C2+...+Ci+...CM
Ci＝si,1*si,2*si,3*...si,j*...*si,N(i)
Ci:可能导致非正常工况的第i种异常组合的概率值；
si,j:可能导致第i种异常组合中的第j个故障的概率值；
N(i):第i种异常组合的所有可能故障信号数目；
数据采集模块获取的内外部信息输入上述布尔代数型结构函数F中，得到相应的制氢储氢加氢站点的可靠性数值结果；
如果数值结果大于设定的失效阈值，表征站点出现异常，则通过决策支持模块进行辅助决策；
如果数值结果小于设定的失效阈值，表征站点运行正常，则通过人机交互模块显示实时运行状态；
决策支持模块通过所获取的制氢储氢加氢站点的可靠性数值结果，结合站点运行条件及状态特征，以及外部环境信息及特征指标，实现对于站点运行操作过程中的决策支持。


2.根据权利要求1所述的一种用于制氢储氢加氢站点的实时安全监测系统，其特征在于：数据采集模块通过气象信息模块从气象数据源自动获取可靠气象数据的相关信息，通过地理信息模块针对站点的地理位置与多站间的相互关系获取各站点相关信息。


3.根据权利要求1所述的一种用于制氢储氢加氢站点的实时安全监测系统，其特征在于：决策支持模块采用最优化方法实现决策支持，具体如下：建立优化模型，最终得到最佳决策行动方案Mopt：
Mopt＝arg(Max(B1[C,S,M])ANDMin(B2[C,S,M]))
其中：
-C:环境条件，如温度、气压、风速等参数是否超过预警值；
-S:系统状态，如系统中各个设备的正常或故障状态；
-M:决策行动，包括紧急停机、正常运转、在线维修、撤离、疏散等决策；
-B1:所处情况条件下的收益函数，一般是以C环境条件、S系统状态、M决策行动为参数所产生的生产运行收益(如产能与销售收入等等)的函数；
-B2:所处情况条件下的损失函数，一般是以C环境条件、S系统状态、M决策行动为参数所产生的生产运行损失(如库存、亏损或破坏性固定资产损失、人身伤害损失、社会影响损失等等)的函数；
-Mopt:所处情况条件下的最佳决策集；
在可能的决策行动集合中进行遍历搜索查找，找到能够使B1的数值最大，同时使B2的数值最小的那个决策行动，即是所要查找的最佳决策行动方案Mopt，并通过人机交互模块显示。


4.根据权利要求3所述的一种用于制氢储氢加氢站点的实时安全监测系统，其特征在于：最佳决策行动方案包括应急处理操作建议、事故影响范围、撤离或救援路径。


5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于制氢储氢加氢站点的实时安全监测系统，其特征在于：还包括云端数据融合模块，用于提供监测平台所需的数据资料、气象与地理信息数据的备份、共享及传递；同时各本地端也可通过云模块获得远程信息的补充以及相应的数据源支持、系统更新及技术服务支持。


6.根据权利要求5所述的一种用于制氢储氢加氢站点的实时安全监测系统，其特征在于：云端数据融合模块通过数据组织及...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵英田，王维，
申请(专利权)人：赵英田，
类型：发明
国别省市：北京;11