基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法和系统，涉及油气管道安全运行技术领域。该方法包括：数据交互中台获取动态监测数据，并将数据发送至数据引擎和虚拟引擎。数据交互中台还发送指令至数据引擎，提取建模分析所需的数据，并将提取的数据发送至虚拟引擎；数据引擎获取天然气泄漏状态数据、保守边界，将保守边界导入虚拟引擎。虚拟引擎基于接收到的各类数据，融合各类仿真模型进行仿真模拟，通过数据分析得到各类分析结果。分析结果反馈至数据交互中台推送给用户层级。本实施例通过对数据格式的统一和多模型、多维度的融合分析，保证了分析结果的准确性，满足了实际应用中对天然气泄漏行为进行精准决策的需求。精准决策的需求。精准决策的需求。

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法和系统


[0001]本专利技术实施例涉及油气管道安全运行
，尤其涉及一种基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法和系统。

技术介绍

[0002]在油气管道安全运行
，一旦发生天然气长输管道泄漏情况，技术人员需要及时做出反应，预测事故发展趋势，制定应急处置方案，采取相应措施降低事故影响范围、减少事故损失。
[0003]在相关技术中，天然气长输管道发生泄漏后，典型的泄漏行为分析评价主要基于“管道泄漏—扩散/火灾/爆炸—关闭上下游阀门—放空—泄漏结束”这一传统分析评价模式，同时基于独立的系统建立针对传统分析评价模式中泄漏、扩散、火灾、爆炸等过程的模型，通过该模型针对管道泄漏行为本身进行剖析，而对泄漏行为的潜在影响进行的其他处理工作，如分析、评价、方案决策等，则会应用其他模型。从而导致在完整的事故处理过程中，各部门工作分离进行。
[0004]在当前工业4.0背景下，传统分析评价模式以及独立模型的建立方式，使得技术人员只能单一化、静态化、孤立化地分析管道泄漏行为，同一泄漏行为对应多个不同模型，得到的分析结果过于简单化、分散化、表面化，灵活性及准确性均不高，从而导致得出的决策方案与泄漏行为真实状况的匹配度较低、对天然气泄漏行为进行处理的及时性和针对性不强。

技术实现思路

[0005]本申请提出一种基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法和系统，用以解决上述问题，提高处理天然气泄漏行为的准确性。
[0006]第一方面，提供了一种基于数据孪生处理天然气长输管道泄漏行为管理方法，该方法包括：
[0007]数据交互中台获取动态监测数据，将动态监测数据发送至数据引擎和虚拟引擎，向数据引擎发送数据提取指令；
[0008]数据引擎根据数据提取指令提取相应的管道状态数据与历史方案数据，将管道状态数据与历史方案数据导入虚拟引擎；依据动态监测数据确定最优泄漏模型分析方法，发出与最优泄漏模型分析方法对应的建模指令，基于建模指令获取天然气泄漏状态数据；基于天然气泄漏状态数据获取保守边界，将保守边界导入虚拟引擎；
[0009]虚拟引擎依据动态监测数据和保守边界，提取图层信息；基于各类数据，抽取各类仿真模型，对天然气泄漏后的各类行为进行建模和仿真模拟；优化各类分析结果，得到决策处置方案
[0010]其中，数据交互中台传输数据引擎与虚拟引擎之间交互的数据。
[0011]在一种可能的实现方式中，将动态监测数据发送至数据引擎和虚拟引擎，包括：数
据交互中台将动态监测数据转换为标准格式，将转换后的动态监测数据发送至数据引擎和虚拟引擎。
[0012]在一种可能的实现方式中，最优泄漏模型分析方法包括反向建模法和负压波建模法。
[0013]在一种可能的实现方式中，数据引擎基于建模指令获取天然气泄漏状态数据，包括：建模指令为反向建模指令时，数据引擎在内部模块中基于动态监测数据计算得到天然气泄漏状态数据；建模指令为负压波建模指令时，数据引擎接收虚拟引擎的内部模块计算得到的天然气泄漏状态数据。
[0014]在一种可能的实现方式中，虚拟引擎基于各类数据，抽取各类仿真模型，对天然气泄漏后的各类行为进行建模和仿真模拟之后，还包括：虚拟引擎将仿真模拟结果导入数据引擎，数据引擎基于仿真模拟结果进行分析。
[0015]第二方面，提供了一种数据交互中台，该数据交互中台包括：数据获取模块，用于获取动态监测数据；发送模块，用于将动态监测数据发送至数据引擎和虚拟引擎，向数据引擎发送数据提取指令；交互模块，用于实现数据引擎与虚拟引擎之间的数据交互。
[0016]在一种可能实现的方式中，数据交互中台还包括数据转换模块，用于将动态监测数据转换为标准格式。
[0017]第三方面提供了一种数据引擎，该数据引擎包括：数据分析模块，用于接收数据交互中台发送的动态监测数据；依据动态监测数据确定最优泄漏模型分析方法，发出与最优泄漏模型分析方法对应的建模指令；基于建模指令获取天然气泄漏状态数据；基于天然气泄漏状态数据获取保守边界，将保守边界导入虚拟引擎；数据库模块，用于接收数据提取指令，根据数据提取指令调用管道属性数据与历史方案数据。
[0018]第四方面，提供了一种虚拟引擎，该虚拟引擎包括：图层模块，用于依据动态监测信息和保守边界，提取图层信息；仿真模块，用于基于各类数据，抽取各类仿真模型，对天然气泄漏后的各类行为进行建模和仿真模拟；规则模块，用于优化各类分析结果，得到决策处置方案。
[0019]第五方面，提供了一种基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的系统，该基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的系统包括数据引擎、虚拟引擎和数据交互中台，数据引擎用于实现第一方面中任一基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法中数据引擎所执行的功能；虚拟引擎用于实现第一方面中任一项的基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法中虚拟引擎所执行的功能；数据交互中台用于实现第一方面中任一项的基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法中数据交互中台所执行的功能。
[0020]第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，程序代码执行以实现第一方面中任一项的基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例提供的一种基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的系统的架构示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例提供的一种基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法流程图；
[0023]图3是本专利技术实施例提供的另一种基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法流程图。
具体实施方式
[0024]本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的实施例进行解释，而非旨在限定本申请。下面结合附图，对本专利技术的实施例进行描述。
[0025]随着对天然气应用需求的不断增大，保证天然气长输管道的安全变得极为重要。一旦发生天然气长输管道泄漏事故，各部门需要快速做出反应，联动合作，尽力将事故危害降低到最小。相关技术中，各部分之间对泄漏行为的建模处理独立进行，由于各模型的不同，得到的结果准确性较低，各部门之间的工作的协调性较弱。为了适应越来越复杂的泄漏事件、提高模型预测的准确性、实现各部门之间的联动，能够打通分离的数据孤岛、统一数据标准、规范化模型使用的数字孪生模型被逐步应用。
[0026]本专利技术实施例提供了一种基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法，该方法应用在图1所示的基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的系统中，通过构建数字孪生模型实现对天然气长输管道泄漏行为的处理。参见图1，该处理系统基于数据引擎101、虚拟引擎102和数据交互中台103实现对天然气长输管道泄漏行为的数字孪生模型的构建与应用。其中，数据引擎101包括了天然气长输管道泄漏行为涉及到的各类数值模型、经验模型、风险评价等分析模型，具有数据融合、图像识别分析、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生处理天然气长输管道泄漏行为的方法，其特征在于，所述方法包括：数据交互中台获取动态监测数据，将所述动态监测数据发送至数据引擎和虚拟引擎，向所述数据引擎发送数据提取指令；所述数据引擎根据所述数据提取指令提取相应的管道状态数据与历史方案数据，将所述管道状态数据与所述历史方案数据导入所述虚拟引擎；依据所述动态监测数据确定最优泄漏模型分析方法，发出与所述最优泄漏模型分析方法对应的建模指令，基于所述建模指令获取天然气泄漏状态数据；基于所述天然气泄漏状态数据获取保守边界，将所述保守边界导入所述虚拟引擎；所述虚拟引擎依据所述动态监测数据和所述保守边界，提取图层信息；基于各类数据，抽取各类仿真模型，对天然气泄漏后的各类行为进行建模和仿真模拟；优化各类分析结果，得到决策处置方案；其中，所述数据交互中台传输所述数据引擎与所述虚拟引擎之间交互的数据。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述将所述动态监测数据发送至数据引擎和虚拟引擎，包括：所述数据交互中台将所述动态监测数据转换为标准格式，将转换后的动态监测数据发送至所述数据引擎和所述虚拟引擎。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述最优泄漏模型分析方法包括反向建模法和负压波建模法。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述数据引擎基于所述建模指令获取天然气泄漏状态数据，包括：所述建模指令为反向建模指令时，所述数据引擎在内部模块中基于所述动态监测数据计算得到天然气泄漏状态数据；所述建模指令为负压波建模指令时，所述数据引擎接收所述虚拟引擎的内部模块计算得到的天然气泄漏状态数据。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述虚拟引擎基于各类数据，抽取各类仿真模型，对天然气泄漏后的各类行为进行建模和仿真模拟之后，还包括：所述虚拟引擎将仿真模拟结果导入所述数据引擎，所述数据引擎基于所述仿真模拟结果进行分析。6.一种数据交互中台，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖健楠，张强，李博，薛向东，杨玉峰，康阳，史皓宇，闫锋，柳建军，阎涛，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：