【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于供热智慧供热领域，具体涉及一种基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测方法及系统。
技术介绍
1、热力管线是城市供热系统的重要组成部分，其安全运行直接关系到城市居民的生活质量和能源利用效率。然而，由于热力管线的长期使用、老化、腐蚀、外力损伤等原因，可能导致管线的漏损或大规模泄漏，造成供热不稳定、能源浪费、环境污染、安全隐患等严重后果。因此，及时有效地监测热力管线的泄漏情况，是保障热力管线安全运行的重要手段。
2、热力管线泄漏监测技术是城市供热系统的重要支撑技术，其目的是通过对供热管网的温度、压力、流量等参数的实时监测和分析，及时发现和处理供热管网的故障，保障供热系统的安全、稳定和高效运行。城市供热管网监测技术涉及多个学科领域，例如热力学、流体力学、信号处理、控制理论、信息技术等，是一个综合性和交叉性的
3、目前，常用的热力管线泄漏监测方法主要有压力测试法、温度测试法、声波测试法、红外测试法等。这些方法各有优缺点，但都存在一些共同的问题，如监测精度不高、监测范围有限、监测成本较高、监测结果受多种因素影响等。因此，如何综合利用多种监测方法和数据，提高热力管线泄漏监测的效率和准确性，是目前亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，该系统可以利用温度传感器采集热力管线和周边土壤的温度数据，通过导热特性数据库和导热模型分析温度数据的变化，通过数据分析子模块判断泄漏的
2、为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
3、本专利技术提出一种基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，包括泄漏监测传感器、导热特性数据库、数据处理模块和预案调控模块；所述数据处理模块包括：数据分析子模块、数据预判子模块、泄漏定位子模块；
4、其中所述泄漏监测传感器分段埋置于热力管线可控周边地下土壤中，实时采集热力线管道地下热传递区域温度数据；
5、所述导热特性数据库用于记录热力管线和周边土壤的导热影响参数，建立导热模型；
6、所述数据分析子模块所述数据分析子模块接入热力管线数字孪生仿真模型，基于热力管线全网供水温度、压力，热力站的实测流量数据，计算供热管线全网的温度、压力、流量理论值，并作为导热模型的软测量数据结合实时采集热力线管道地下热传递区域温度数据，对导热模型进行校核及辨识；
7、所述数据预判子模块预置热力管道在不同情况下的土壤温度变化模型，根据实时采集的温度数据预判泄漏类型；
8、所述泄漏定位子模块采用ahp层次分析法，构建层次结构模型用以推演分析，确认泄漏类别和泄漏点位。
9、所述预案调控模块基于泄漏点位和泄漏类别生成调控方案，并可选地向自动调控系统发送相应的调控指令，对泄漏事故进行快速预处理。
10、系统通过接入热力管线数字孪生仿真模型支持对供热系统全网运行状态参数的软测量。通过获取热源供水温度、压力，热力站的实测流量数据，可快速计算供热管线全网的温度、压力、流量分布状态，准确获取管线“表计监测盲区”的温度、压力、流量数据，实现对全网运行状态的在线感知与监测，进一步基于软测量结果对实际热力管线泄漏监测系统可能出现的运行故障提供预警信息。
11、软测量是对物理测量的补充，通过将系统运行状态数据实时接入热力管线数字孪生仿真模型，跟随系统的运行，可以按照设定的周期反复进行全过程仿真计算，获得全网运行状态参数(温度、压力、流向、流量)的理论值，所获得的理论值可以视为是对热力管线的一种虚拟测量。系统可以结合拓扑结构图或gis地图展示全网压力分布图、温度分布图、流速分布图等，使运行人员实时掌握管网中流体流动方向、流速、实时站点供热情况、热源需求负荷等信息。
12、在这里，主要以三种方式支持数据源接入，包括对接sqlserver、mysql、oracle、postgresql数据库类型，其他类型数据库、opc或api形式接口，需要将数据放入上述中间层数据库，实现数据源信息与系统信息的匹配对应。
13、进一步地，还包括：所述泄漏监测传感器为温度胶囊，内置温度传感器及包含gis定位的无线通信设备。多个温度胶囊在无线信号可接收的分段区域内埋置在热力管线的地下土壤中；埋置位置均等可控。
14、温度胶囊是一种集温度传感器和无线通信技术为一体的监测供热管网的泄漏和运行状况的设备。温度胶囊可以埋在管道旁边，通过实时采集和传输管道周围的温度数据，从而发现热力管线的异常变化。温度胶囊可以有效地减少供热管网的漏水损失，提高供热系统的安全性和效率，节约能源和成本。
15、温度胶囊是由不锈钢或其他耐高温、耐腐蚀、耐压的材料制成的圆柱形或球形的密封容器，内部装有电池、微型电路板、温度传感器和gis定位无线通信模块。无线通信模块采用蓝牙、wi-fi、zigbee、lora或其他低功耗、长距离、高可靠性的无线通信技术，与数据中心进行双向通信。
16、进一步地，所述导热特性数据库用于记录热力管线和周边土壤的导热影响参数，建立导热模型，具体如下：
17、导热特性数据库收集录入热力管线和周边土壤物理性质数据作为导热影响参数，包括且不限于材料、结构、厚度、密度、比热容、导热系数；
18、根据热力管道的材料、结构、厚度、密度、比热容、导热系数等物理性质，以及周边土壤的类型、含水量、密度、比热容、导热系数等物理性质，
19、选择等效导热系数模型，描述热力管线和周边土壤的导热特性；并建立热力管线和周边土壤的热传导方程，如傅里叶定律、热扩散方程等，输入导热数据库中导热影响参数和所在区域热力管线软测量数据，求解热力管线和周边土壤的温度分布和热流密度。
20、在这里，等效导热模型可以简化复杂的热传导过程，将具有不同热特性的材料或结构用一个等效的热导率来表示，从而减少计算量和模型复杂度；并且可以适用于不同的工况和环境，通过调整等效热导率的参数或结构，可以提高模型的适应性和灵敏性；方便地与其他热模型或仿真软件相结合，通过输入或输出等效热导率，可以实现不同热元件或系统的热分析和优化。
21、所述数据分析子模块用于分析实时采集温度数据变化结合所在区域热力管线软测量数据，对导热模型中不同工况下的实时测量数据进行模型的校核及辨识，具体如下：
22、(1)从泄漏监测传感器中读取实时采集的温度数据，将其存储在数据分析模块的内存中，并进行如滤波、平滑、去噪等，以提高数据的质量和可用性；
23、(2)根据导热模型求解出的温度分布和热流密度和所在区域热力管线软测量数据，计算热力管线和周边土壤的导热参数，如导热系数、比热容、密度等，与导热特性数据库中的参数进行比较，评估模型的校核程度；
24、(3)若模型的校核程度不满足预设的阈值，调整导热模型的结构和参数，重复步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，包括泄漏监测传感器、导热特性数据库、数据处理模块和预案调控模块；
2.根据权利要求1所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，所述泄漏监测传感器为温度胶囊，内置、温度传感器及包含GIS定位的无线通信设备。
3.根据权利要求1所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，所述导热特性数据库用于记录热力管线和周边土壤的导热影响参数，建立导热模型，具体如下：
4.根据权利要求1所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，所述数据分析子模块用于分析实时采集温度数据变化，对导热模型中不同工况下的实时测量数据进行模型的校核及辨识，具体如下：
5.根据权利要求1所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，所述数据预判子模块预置热力管道在不同情况下的土壤温度变化模型，根据实时采集的温度数据预判泄漏类型，具体如下：
6.根据权利要求1所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，所述泄漏定位子模块采用
7.根据权利要求1和6所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，所述预案调控模块基于泄漏类型和泄漏点位生成预案调控指令，并通过接口传输与热力管线所在的智能调控调度系统关联，响应预案调控指令，对泄漏区域所关联的物联网调控设备进行预调控调度。
8.根据权利要求7所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，还包括：设置响应指令范围，根据物联网调控设备安全调控范围和实际热力管线运行情况可选择性地响应预案调控指令。
9.根据权利要求1和6所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，还包括告警显示子模块，用于关联泄漏定位子模块，响应泄漏点位的确认，以GIS图的形式进行直观展示，不同泄漏等级用不同的颜色或符号进行区分和标注。
10.一种基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测方法，用于权利要求1-9任意一项所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，包括泄漏监测传感器、导热特性数据库、数据处理模块和预案调控模块；
2.根据权利要求1所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，所述泄漏监测传感器为温度胶囊，内置、温度传感器及包含gis定位的无线通信设备。
3.根据权利要求1所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，所述导热特性数据库用于记录热力管线和周边土壤的导热影响参数，建立导热模型，具体如下：
4.根据权利要求1所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，所述数据分析子模块用于分析实时采集温度数据变化，对导热模型中不同工况下的实时测量数据进行模型的校核及辨识，具体如下：
5.根据权利要求1所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，所述数据预判子模块预置热力管道在不同情况下的土壤温度变化模型，根据实时采集的温度数据预判泄漏类型，具体如下：
6.根据权利要求1所述的基于土壤环境实时监测热力管线泄漏监测系统，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘定杰，裘天阅，赵琼，卢瑞瑞，
申请(专利权)人：浙江英集动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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