一种天然气泄漏报警点筛选方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种天然气泄漏报警点筛选方法及装置。所述方法包括：基于假设检验法消除背景噪声，确定报警点；对报警点按照统计值从大到小的顺序排序并选取前N名报警点为报警候选点；统计每个报警候选点周围报警点的密度；统计每个报警候选点被确定为报警点的频次；对报警候选点进行3维打分，汇总后得到每个报警候选点的综合得分。本发明专利技术通过设置时间窗口、计算时间窗口内检测点乙烷浓度的统计值基于假设检验法消除检测点乙烷浓度的背景噪声，可有效消除背景噪声，提高报警点检测精度。通过对报警候选点进行3个维度的打分并得到综合打分、排序，可对报警候选点进行有效地筛选。可对报警候选点进行有效地筛选。可对报警候选点进行有效地筛选。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气泄漏报警点筛选方法及装置


[0001]本专利技术属于天然气泄漏检测
，具体涉及一种天然气泄漏报警点筛选方法及装置。

技术介绍

[0002]燃气管道遍布整个城市的地下，犹如城市的大动脉，作为国民经济发展和人民生活保障的资源和能源，具有城市生命线的重要地位。天然气作为一种清洁、使用方便的能源，在城镇能源消耗比例中所占的份额正逐步提高，燃气大规模的应用和普及，加速了城镇燃气输配管网和供气设施的建设。然而随着输配管网大面积的敷设，地下燃气管线愈发密集和复杂，燃气自身的特性加之管道在制造、安装、使用、管理等诸多方面的不确定因素，管道在一定程度上存在泄漏的可能性，同时有限的人力物力与在运行管线量的失衡，给城镇燃气管网的安全运行带来巨大挑战。
[0003]燃气泄漏最早采用人工检测方法，耗费时间长，效率低。随着燃气检测技术的发展，人们已研制出专门用于燃气泄漏检测的检测车。检测车主要包括载车和安装在载车上的传感器单元和数据处理单元，用于测量检测点的燃气浓度。当在某个检测点测得的燃气浓度超过设定的阈值时，进行报警，所述检测点称为报警点。由于一个泄漏点一般会被多个检测点检测到，因此，一个泄漏点一般对应多个报警点。根据报警点燃气浓度的大小及位置分布就可概略确定燃气泄漏点的位置；如果能够对这些报警点进行进一步的筛选，缩小报警点的分布区域，就能基本锁定泄漏源的位置。因此，报警点的检测精度和筛选方法的有效性对泄漏源的定位排查至关重要。现有技术一般只是根据燃气浓度峰值大小对报警点进行检测和筛选，方法单一；而且没有考虑背景噪声的影响，即使有采用背景去噪技术的，一般也只是通过简单地设置幅度阈值消除背景噪声，效果不佳。这些都导致报警点的误报率和漏报率较高。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种天然气泄漏报警点筛选方法及装置。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种天然气泄漏报警点筛选方法，包括以下步骤：
[0007]获取检测点的乙烷浓度，设置时间窗口，计算窗口内检测点乙烷浓度的统计值，基于假设检验法消除背景噪声，确定报警点；
[0008]对所述报警点按照统计值从大到小的顺序排列，选取前N名报警点为报警候选点，并记录每个报警候选点的排名s，s＝1,2,
…
,N；
[0009]统计以每个报警候选点的位置为圆心、以R为半径的圆形区域内报警点的数量p；
[0010]统计进行M次检测每个报警候选点被确定为报警点的次数m；
[0011]基于s、p、m对报警候选点分别打分，汇总后得到每个报警候选点的综合得分，按照
得分从大到小的顺序对报警候选点排序。
[0012]进一步地，基于假设检验法消除背景噪声的方法包括：
[0013]设定原假设H0：μ≤μ0以及备择假设H1：μ>μ0，其中μ为乙烷浓度，μ0为总体均值；等于第二时间窗口内检测点乙烷浓度的均值；
[0014]设置时间长度为T的第一时间窗口和以第一时间窗口为中心时间长度为5T的第二时间窗口；
[0015]计算第一时间窗口内检测点乙烷浓度的均值计算第二时间窗口内检测点乙烷浓度的均值和标准偏差，分别作为总体均值μ0和总体标准偏差σ；进一步计算第一时间窗口内检测点乙烷浓度的统计值：n为样本数即第一时间窗口内检测点的数量；
[0016]设定显著性水平为0.01，根据给定的显著性水平确定拒绝域临界值t
0.01
(n
‑
1)＝t0；
[0017]如果t>t0，拒绝原假设H0，接受备择假设H1，保留第一时间窗口内检测点的数据；否则，删除第一时间窗口内检测点的数据；
[0018]采用上述方法，使第一时间窗口遍历检测点乙烷浓度的时域信号，消除其背景噪声。
[0019]进一步地，所述方法还包括平滑滤波步骤：针对每个报警点，用其周围邻域内报警点统计值的平均值更新其统计值。
[0020]进一步地，所述选取前N名为报警候选点的方法包括：
[0021]对报警点按照统计值从大到小的顺序排列；
[0022]计算每两个相邻报警点统计值的下降幅度；
[0023]查找下降幅度超过设定阈值的报警点，所述报警点前面的N个报警点即为报警候选点。
[0024]进一步地，每个报警候选点的综合得分的计算公式为：
[0025]Y＝Y1+Y2+Y3
[0026]Y1＝N
‑
s
[0027][0028][0029]式中，Y为每个报警候选点的综合得分，Y1、Y2、Y3分别为每个报警候选点基于s、p、m的打分，p
max
为p的最大值。
[0030]第二方面，本专利技术提供一种天然气泄漏报警点筛选装置，包括：
[0031]背景去噪模块，用于获取检测点的乙烷浓度，设置时间窗口，计算窗口内检测点乙烷浓度的统计值，基于假设检验法消除背景噪声，确定报警点；
[0032]排序筛选模块，用于对所述报警点按照统计值从大到小的顺序排列，选取前N名报警点为报警候选点，并记录每个报警候选点的排名s，s＝1,2,
…
,N；
[0033]密度计算模块，用于统计以每个报警候选点的位置为圆心、以R为半径的圆形区域内报警点的数量p；
[0034]频次计算模块，用于统计进行M次检测每个报警候选点被确定为报警点的次数m；
[0035]打分排序模块，用于基于s、p、m对报警候选点分别打分，汇总后得到每个报警候选点的综合得分，按照得分从大到小的顺序对报警候选点排序。
[0036]进一步地，基于假设检验法消除背景噪声的方法包括：
[0037]设定原假设H0：μ≤μ0以及备择假设H1：μ>μ0，其中μ为乙烷浓度，μ0为总体均值；等于第二时间窗口内检测点乙烷浓度的均值；
[0038]设置时间长度为T的第一时间窗口和以第一时间窗口为中心时间长度为5T的第二时间窗口；
[0039]计算第一时间窗口内检测点乙烷浓度的均值计算第二时间窗口内检测点乙烷浓度的均值和标准偏差，分别作为总体均值μ0和总体标准偏差σ；进一步计算第一时间窗口内检测点乙烷浓度的统计值：n为样本数即第一时间窗口内检测点的数量；
[0040]设定显著性水平为0.01，根据给定的显著性水平确定拒绝域临界值t
0.01
(n
‑
1)＝t0；
[0041]如果t>t0，拒绝原假设H0，接受备择假设H1，保留第一时间窗口内检测点的数据；否则，删除第一时间窗口内检测点的数据；
[0042]采用上述方法，使第一时间窗口遍历检测点乙烷浓度的时域信号，消除其背景噪声。
[0043]进一步地，所述装置还包括平滑滤波模块，用于针对每个报警点，用其周围邻域内报警点统计值的平均值更新其统计值。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气泄漏报警点筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：获取检测点的乙烷浓度，设置时间窗口，计算窗口内检测点乙烷浓度的统计值，基于假设检验法消除背景噪声，确定报警点；对所述报警点按照统计值从大到小的顺序排列，选取前N名报警点为报警候选点，并记录每个报警候选点的排名s，s＝1,2,
…
,N；统计以每个报警候选点的位置为圆心、以R为半径的圆形区域内报警点的数量p；统计进行M次检测每个报警候选点被确定为报警点的次数m；基于s、p、m对报警候选点分别打分，汇总后得到每个报警候选点的综合得分，按照得分从大到小的顺序对报警候选点排序。2.根据权利要求1所述的天然气泄漏报警点筛选方法，其特征在于，基于假设检验法消除背景噪声的方法包括：设定原假设H0：μ≤μ0以及备择假设H1：μ>μ0，其中μ为乙烷浓度，μ0为总体均值；等于第二时间窗口内检测点乙烷浓度的均值；设置时间长度为T的第一时间窗口和以第一时间窗口为中心时间长度为5T的第二时间窗口；计算第一时间窗口内检测点乙烷浓度的均值计算第二时间窗口内检测点乙烷浓度的均值和标准偏差，分别作为总体均值μ0和总体标准偏差σ；进一步计算第一时间窗口内检测点乙烷浓度的统计值：n为样本数即第一时间窗口内检测点的数量；设定显著性水平为0.01，根据给定的显著性水平确定拒绝域临界值t
0.01
(n
‑
1)＝t0；如果t>t0，拒绝原假设H0，接受备择假设H1，保留第一时间窗口内检测点的数据；否则，删除第一时间窗口内检测点的数据；采用上述方法，使第一时间窗口遍历检测点乙烷浓度的时域信号，消除其背景噪声。3.根据权利要求1所述的天然气泄漏报警点筛选方法，其特征在于，所述方法还包括平滑滤波步骤：针对每个报警点，用其周围邻域内报警点统计值的平均值更新其统计值。4.根据权利要求1所述的天然气泄漏报警点筛选方法，其特征在于，所述选取前N名为报警候选点的方法包括：对报警点按照统计值从大到小的顺序排列；计算每两个相邻报警点统计值的下降幅度；查找下降幅度超过设定阈值的报警点，所述报警点前面的N个报警点即为报警候选点。5.根据权利要求1所述的天然气泄漏报警点筛选方法，其特征在于，每个报警候选点的综合得分的计算公式为：Y＝Y1+Y2+Y3Y1＝N
‑
ss式中，Y为每个报警候选点的综合得分，Y1、Y2、Y3分别为每个报警候选点基于s、p、m的
打分，p
max
为p的最大值。6.一种天然气泄漏报警点筛选装置，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘颖涛，荫东锦，陈鹏，
申请(专利权)人：北京水木联合科技有限公司，
类型：发明
国别省市：