燃气管网泄漏源实时定位分析方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种燃气管网泄漏源实时定位分析方法及系统，其中，该方法包括：在待监控区域内布置多个集成探测模块，对待监控区域划分网格分区；分别假想待监控区域内各个网格分区中具有假想泄漏源，假想泄漏源连续泄漏预定时间后集成探测模块中的模拟探测数据，建立模拟泄漏数据库；集成探测模块实时采集泄漏气体的实际测量数据，传送到计算机监控终端；计算机监控终端将实际测量数据与模拟泄漏数据库中的多组模拟探测数据进行相似度计算，当相似度取得最大值时，模拟探测数据对应的假想泄漏源的位置、时间和持续泄漏时间，即为实际泄漏源的位置、时间和持续泄漏时间。本发明专利技术可快速找到实际泄漏源的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于公共安全领域和传感
，具体涉及一种燃气管网泄漏源实时定位分析方法及系统。
技术介绍
燃气广泛应用于城市运行的多个方面，并在各方面的使用比率日益增加，这使燃气在城市运行中的生命线作用日益明显。管道一旦破裂，泄漏出的燃气遇明火可能产生火灾、爆炸等事故，对周围的人员生命安全、建筑和环境造成严重危害。现有的城市燃气管道泄漏定位分析技术基本上沿用传统的打孔方式或采用燃气报警仪对地表上空气体进行检测，检测周期长，耗费大量的人力物力。为了及时发现燃气管网泄漏事故、实时监测事故影响范围并快速准确判断泄漏点的位置，以保障城市安全运行，实现对城市燃气管网的有效科学监控，是城市安全发展的重大和紧迫需求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种燃气管网泄漏源实时定位分析方法，该方法可以快速找到实际泄漏源的位置，为事故应急响应决策提供依据。为了实现上述目的，根据本专利技术实施例的燃气管网泄漏源实时定位分析方法，其特征在于，包括以下步骤:S1.在待监控区域内布置多个集成探测模块以组成分布式网络，然后对所述待监控区域划分网格分区；S2.进行泄漏源模拟实验，分别假想所述待监控区域内各个所述网格分区中具有假想泄漏源，计算各个假想泄漏源连续泄漏预定时间后所述各个集成探测模块中的模拟探测数据，建立模拟泄漏数据库；S3.实时定位分析阶段，所述多个集成探测模块实时采集泄漏气体的实际测量数据，并传送到计算机监控终端；S4.所述计算机监控终端根据反演溯源方法，将所述实际测量数据与所述模拟泄漏数据库中的多组所述模拟探测数据进行相似度计算，当所述相似度取得最大值时，对应的所述模拟探测数据对应的假想泄漏源的位置、时间和持续泄漏时间，即为所述燃气管网的实际泄漏源的位置、时间和持续泄漏时间。在本专利技术的一个实施例中，采用菲克扩散定律和高斯扩散模型进行泄漏源模拟实验。在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S3进一步包括:实时定位分析阶段，多个所述集成探测模块中的气体浓度传感器实时采集泄漏气体监测信息，然后由所述集成探测模块中的无线数据传输模块传送到所述计算机监控终端。在本专利技术的一个实施例中，定义所述待监控区域具有N个集成探测模块且被划分为AXA个网格分区，记网格分区的行编号为i，列编号为j，则在第(i，j)个网格分区中的假想泄漏源连续泄漏ts时间后的模拟探测数据记为Λ ,,, =cn]，实际测量数据记为权利要求1.燃气管网泄漏源实时定位分析方法，其特征在于，包括以下步骤: 51.在待监控区域内布置多个集成探测模块以组成分布式网络，然后对所述待监控区域划分网格分区； 52.进行泄漏源模拟实验，分别假想所述待监控区域内各个所述网格分区中具有假想泄漏源，计算各个假想泄漏源连续泄漏预定时间后所述各个集成探测模块中的模拟探测数据，建立模拟泄漏数据库； 53.实时定位分析阶段，所述多个集成探测模块实时采集泄漏气体的实际测量数据，并传送到计算机监控终端； 54.所述计算机监控终端根据反演溯源方法，将所述实际测量数据与所述模拟泄漏数据库中的多组所述模拟探测数据进行相似度计算，当所述相似度取得最大值时，对应的所述模拟探测数据对应的假想泄漏源的位置、时间和持续泄漏时间，即为所述燃气管网的实际泄漏源的位置、时间和持续泄漏时间。2.如权利要求1所述的燃气管网泄漏源实时定位分析方法，其特征在于，采用菲克扩散定律和高斯扩散模型进行泄漏源模拟实验。3.如权利要求1所述的燃气管网泄漏源实时定位分析系统，其特征在于，所述步骤S3进一步包括:实时定位分 析阶段，多个所述集成探测模块中的气体浓度传感器实时采集泄漏气体监测信息，然后由所述集成探测模块中的无线数据传输模块传送到所述计算机监控终端。4.如权利要求1所述的燃气管网泄漏源实时定位分析方法，其特征在于，定义所述待监控区域具有N个集成探测模块且被划分为AXA个网格分区，记网格分区的行编号为i，列编号为j，则在第(i，j)个网格分区中的假想泄漏源连续泄漏t s时间后的模拟探测数据记为ο ]实际测量数据记为及 為,...，<]，相似度的计算公式为 -\ M； ■.Rg(0) = cos[Mu,R)= ^ 灸，其中 N、A、1、j 为正整数且 1、j 彡 A。5.如权利要求1所述的燃气管网泄漏源实时定位分析方法，其特征在于，还包括:利用风速风向仪检测所述待监控区域的风速风向，并传输给所述计算机监控终端进行显示。6.如权利要求1所述的燃气管网泄漏源实时定位分析方法，其特征在于，所述步骤SI中，在所述待监控区域内通过人工手动固定布置或者通过小型无线遥控机器人移动布置多个所述集成探测模块。7.燃气管网泄漏源实时定位分析系统，其特征在于，包括: 多个集成探测模块，所述多个集成探测模块分布于待监控区域内并组成分布式网络，在其中所述待监控区域被划分网格分区，在实时定位分析阶段，所述多个集成探测模块用于实时采集泄漏气体的实际测量数据，并传送到计算机监控终端； 计算机监控终端，所述计算机监控终端进一步包括: 模拟泄漏计算模块，在泄漏源模拟实验阶段，假想所述待监控区域内各个所述网格分区中具有假想泄漏源，所述模拟泄漏计算模块用于计算各个假想泄漏源连续泄漏预定时间后所述各个集成探测模块中的模拟探测数据，建立模拟泄漏数据库； 反演定位模块，所述反演定位模块将所述实际测量数据与所述模拟泄漏数据库中的多组所述模拟探测数据进行相似度计算，当所述相似度取得最大值时，对应的所述模拟探测数据对应的假想泄漏源的位置、时间和持续泄漏时间，即为所述燃气管网的实际泄漏源的位置和持续泄漏时间。8.如权利要求7所述的燃气管网泄漏源实时定位分析系统，其特征在于，所述模拟泄漏计算模块中，采用菲克扩散定律和高斯扩散模型进行泄漏源模拟实验。9.如权利要求7所述的燃气管网泄漏源实时定位分析系统，其特征在于，所述集成探测模块进一步包括: 气体浓度传感器，所述气体浓度传感器用于实时采集泄漏气体监测信息； 无线数据传输模块，所述无线数据传输模块用于组成无线传感网络的收发，将所述实际测量数据通过无线网络传输传送到计算机监控终端。10.如权利要求7所述的燃气管网泄漏源实时定位分析系统，其特征在于，定义所述待监控区域具有N个集成探测模块且被划分为AXA个网格分区，记网格分区的行编号为i，列编号为j，则在第(i, j)个网格分区中的假想泄漏源连续泄漏ts时间后的模拟探测数据记为i,v=[Cl.C2..c J实际测量数据记为及 ,&，...，则所述反演定位模块中相似度的计算公式为11.如权利要求7所述的燃气管网泄漏源实时定位分析系统，其特征在于，还包括:风速风向仪，所述风速风向仪检测所述待监控区域的风速风向，传输给所述计算机监控终端进行显示。12.如权利要求7所述的燃气管网泄漏源实时定位分析系统，其特征在于，多个所述集成探测模块是通过人工手动固定布置或者通过小型无线遥控机器人移动布置在所述待监控区域的。13.如权利要求9所述的燃气管网泄漏源实时定位分析系统，其特征在于，所述集成探测模块还包括:电源管理单元、数据存储单元。14.如权利要求9所述的燃气管网泄漏源实时定位分析系统，其特征在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
燃气管网泄漏源实时定位分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在待监控区域内布置多个集成探测模块以组成分布式网络，然后对所述待监控区域划分网格分区；S2.进行泄漏源模拟实验，分别假想所述待监控区域内各个所述网格分区中具有假想泄漏源，计算各个假想泄漏源连续泄漏预定时间后所述各个集成探测模块中的模拟探测数据，建立模拟泄漏数据库；S3.实时定位分析阶段，所述多个集成探测模块实时采集泄漏气体的实际测量数据，并传送到计算机监控终端；S4.所述计算机监控终端根据反演溯源方法，将所述实际测量数据与所述模拟泄漏数据库中的多组所述模拟探测数据进行相似度计算，当所述相似度取得最大值时，对应的所述模拟探测数据对应的假想泄漏源的位置、时间和持续泄漏时间，即为所述燃气管网的实际泄漏源的位置、时间和持续泄漏时间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，黄弘，刘全义，苏伯尼，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：