一种基于大数据的天然气管道运行状态监测系统技术方案

本发明专利技术涉及天然气管道技术领域，用于解决现有的对天然气管道运行状态的监测管理中，难以对天然气管道的运行状态进行全面的监测，也难以实现对天然气管道运行状态的准确分析，故无法提前预知事故危险，难以保障燃气供给系统安全运转的问题，尤其公开了一种基于大数据的天然气管道运行状态监测系统，包括数据采集单元、云数据存储单元、静态分析单元、动态分析单元、综合分析单元、运行深度监管单元、预警反馈单元和监测终端；本发明专利技术，分别从静态分析层面与动态分析层面对天然气管道的运行状态进行了明确的判定，实现了对天然气管道的运行状态的全面且准确的监测，保证了天然气管网的正常平稳运行，促进了燃气供给系统安全运转。促进了燃气供给系统安全运转。促进了燃气供给系统安全运转。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的天然气管道运行状态监测系统


[0001]本专利技术涉及天然气管道
，具体为一种基于大数据的天然气管道运行状态监测系统。

技术介绍

[0002]天然气管道是指将天然气(包括油田生产的伴生气)从开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道，又称输气管道，利用天然气管道输送天然气，是陆地上大量输送天然气的方式，在世界管道总长中，天然气管道约占一半，因此，能够掌握天然气管道的输送的稳定性、运行的安全性，则显得至关重要；
[0003]但现有的对天然气管道运行状态的监测管理中，存在片面性和误差性，难以对天然气管道的运行状态进行全面的监测，也难以实现对天然气管道运行状态的准确分析，故无法提前预知事故危险，难以保障燃气供给系统安全运转；
[0004]为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于为了解决现有的对天然气管道运行状态的监测管理中，难以对天然气管道的运行状态进行全面的监测，也难以实现对天然气管道运行状态的准确分析，故无法提前预知事故危险，难以保障燃气供给系统安全运转的问题，分别从静态分析层面与动态分析层面对天然气管道的运行状态进行了明确的判定，并实现了对天然气管道的运行状态的全面分析，利用文本字样描述的方式对天然气管道的运行状态进行明确的预警分析，从而在实现了对天然气管道的运行状态的全面监测分析的同时，也实现了对天然气管道运行状态的准确分析，做到了管道事故的提前预知，保证了天然气管网的正常平稳运行，促进了燃气供给系统安全运转，而提出一种基于大数据的天然气管道运行状态监测系统。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于大数据的天然气管道运行状态监测系统，包括数据采集单元、云数据存储单元、静态分析单元、动态分析单元、综合分析单元、运行深度监管单元、预警反馈单元和监测终端；
[0008]所述数据采集单元用于采集单位区域内各天然气管道的外观状态信息与运行状态信息，并将其均发送至云数据存储单元进行暂存；
[0009]所述静态分析单元用于从云数据存储单元中调取各天然气管道的外观状态信息，并进行外观损耗判定分析处理，据此生成基础损耗重度信号、基础损耗中度信号与基础损耗轻度信号，并将其发送至综合分析单元；
[0010]所述动态分析单元用于从云数据存储单元中调取各天然气管道的运行状态信息，并进行运行状态判定分析处理，据此生成管道运行平稳信号与管道运行异常信号，并将其发送至综合分析单元；
[0011]所述综合分析单元用于接收基础损耗类型判定信号与管道运行状态类型判定信号，并进行数据整合分析处理，据此生成综合优级定性信号、综合中级定性信号与综合次级定性信号，并将综合优级定性信号发送至预警反馈单元，将综合中级定性信号和综合次级定性信号发送至运行深度监管单元；
[0012]所述运行深度监管单元用于接收各等级综合定性判定信号，并进行逐项细化分析处理，据此生成管道轻度泄漏信号、管道中度泄漏信号或管道重度泄漏信号和温度严重影响信号或温度轻微影响信号，并将其发送至预警反馈单元；
[0013]所述预警反馈单元用于对接收的各类型判定信号进行预警分析处理，并分别以文本字样描述的方式发送至监测终端进行警示说明。
[0014]进一步的，外观损耗判定分析处理的具体操作步骤如下：
[0015]实时获取单位区域内各天然气管道的外观状态信息中的外观折损量值、投入使用时长和环境干扰量值，并将其分别标定为ws
i
、tc
i
和hg
i
，并将其进行归一化处理，依据公式求得各天然气管道的基础系数bas
i
，其中，e1、e2和e3分别为外观折损量值、投入使用时长和环境干扰量值的权重因子系数，且e1＞e3＞e2，e1+e2+e3＝6.8；
[0016]将基础系数与预设的基础对比参照阈值Y1进行比较分析，当基础系数大于预设的基础对比参照阈值Y1时，则生成基础损耗重度信号，当基础系数等于预设的基础对比参照阈值Y1时，则生成基础损耗中度信号，当基础系数小于预设的基础对比参照阈值Y1时，则生成基础损耗轻度信号。
[0017]进一步的，运行状态判定分析处理的具体操作步骤如下：
[0018]实时获取单位区域内各天然气管道的动态压力、动态流量和动态温度，并将其分别标定为dp
i
、fl
i
和dt
i
，并将其进行归一化分析，依据公式dyx
i
＝h1*dp
i
+h2*fl
i
+h3*dt
i
，求得运行系数dyx
i
，其中，h1、h2和h3分别为动态压力、动态流量和动态温度的修正因子系数；
[0019]将运行系数与预设的运行对比参照区间Q1进行比较分析，当运行系数处于预设的运行对比参照区间Q1之内时，则生成管道运行平稳信号，当运行系数处于预设的运行对比参照区间Q1之外时，则生成管道运行异常信号。
[0020]进一步的，数据整合分析处理的具体操作步骤如下：
[0021]依据基础损耗类型判定信号建立集合A，将基础损耗重度信号标定为元素1，将基础损耗中度信号标定为元素2，将基础损耗轻度信号标定为元素3，且元素1∈集合A，元素2∈集合A，元素3∈集合A；
[0022]依据管道运行状态类型判定信号建立集合B，将管道运行平稳信号标定为元素4，将管道运行异常信号标定为元素5，且元素4∈集合B，元素5∈集合B；
[0023]将集合A与B进行并集分析，若A∪B＝{1，5}或{2，5}时，则生成综合次级定性信号，若A∪B＝{3，4}时，则生成综合优级定性信号，而其他情况下，则均生成综合中级定性信号。
[0024]进一步的，逐项细化分析处理的具体操作步骤如下：
[0025]实时获取单位区域内各天然气管道的进口压力与出口压力，并将其进行绝对值作差分析，求得压力偏差值；
[0026]设置压力偏差值的对比区间Q2，并将压力偏差值p代入对比区间Q2内进行比较分
析，据此生成管道压力正常偏差信号或管道压力异常偏差信号；
[0027]依据管道压力异常偏差信号，获取各天然气管道的进口压力与出口压力，并进行数据比较分析，据此生成管道压力下降信号与管道压力升高信号；
[0028]依据管道压力下降信号，调取各天然气管道的壁厚量值与裂纹量值进行压力下降故障分析处理，据此生成管道轻度泄漏信号、管道中度泄漏信号和管道重度泄漏信号；
[0029]依据管道压力升高信号，调取各天然气管道的温度量值进行压力上升因素分析处理，据此生成温度严重影响信号与温度轻微影响信号。
[0030]进一步的，压力下降故障分析处理的具体操作步骤如下：
[0031]依据管道压力下降信号，实时获取各天然气管道的壁厚量值与裂纹量值，并将其分别标定为bh
o
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的天然气管道运行状态监测系统，其特征在于，包括数据采集单元、云数据存储单元、静态分析单元、动态分析单元、综合分析单元、运行深度监管单元、预警反馈单元和监测终端；所述数据采集单元用于采集单位区域内各天然气管道的外观状态信息与运行状态信息，并将其均发送至云数据存储单元进行暂存；所述静态分析单元用于从云数据存储单元中调取各天然气管道的外观状态信息，并进行外观损耗判定分析处理，据此生成基础损耗重度信号、基础损耗中度信号与基础损耗轻度信号，并将其发送至综合分析单元；所述动态分析单元用于从云数据存储单元中调取各天然气管道的运行状态信息，并进行运行状态判定分析处理，据此生成管道运行平稳信号与管道运行异常信号，并将其发送至综合分析单元；所述综合分析单元用于接收基础损耗类型判定信号与管道运行状态类型判定信号，并进行数据整合分析处理，据此生成综合优级定性信号、综合中级定性信号与综合次级定性信号，并将综合优级定性信号发送至预警反馈单元，将综合中级定性信号和综合次级定性信号发送至运行深度监管单元；所述运行深度监管单元用于接收各等级综合定性判定信号，并进行逐项细化分析处理，据此生成管道轻度泄漏信号、管道中度泄漏信号或管道重度泄漏信号和温度严重影响信号或温度轻微影响信号，并将其发送至预警反馈单元；所述预警反馈单元用于对接收的各类型判定信号进行预警分析处理，并分别以文本字样描述的方式发送至监测终端进行警示说明。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的天然气管道运行状态监测系统，其特征在于，外观损耗判定分析处理的具体操作步骤如下：实时获取单位区域内各天然气管道的外观状态信息中的外观折损量值、投入使用时长和环境干扰量值，并将其进行归一化处理，求得各天然气管道的基础系数；将基础系数与预设的基础对比参照阈值Y1进行比较分析，当基础系数大于预设的基础对比参照阈值Y1时，则生成基础损耗重度信号，当基础系数等于预设的基础对比参照阈值Y1时，则生成基础损耗中度信号，当基础系数小于预设的基础对比参照阈值Y1时，则生成基础损耗轻度信号。3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的天然气管道运行状态监测系统，其特征在于，运行状态判定分析处理的具体操作步骤如下：实时获取单位区域内各天然气管道的动态压力、动态流量和动态温度，并将其进行归一化分析，求得运行系数；将运行系数与预设的运行对比参照区间Q1进行比较分析，当运行系数处于预设的运行对比参照区间Q1之内时，则生成管道运行平稳信号，当运行系数处于预设的运行对比参照区间Q1之外时，则生成管道运行异常信号。4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的天然气管道运行状态监测系统，其特征在于，数据整合分析处理的具体操作步骤如下：依据基础损耗类型判定信号建立集合A，将基础损耗重度信号标定为元素1，将基础损耗中度信号标定为元素2，将基础损耗轻度信号标定为元素3，且元素1∈集合A，元素2∈集
合A，元素3∈集合A；依据管道运行状态类型判定信号建立集合B...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东，王钰，张炜珅，马开冀，陈晶，
申请(专利权)人：江西省天然气管道有限公司运营分公司，
类型：发明
国别省市：