CN102518947A - 一种城市管网泄露实时监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市管网泄露实时监测系统，包括：至少一个激光甲烷传感器，用于实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度值并获取当前采集甲烷浓度值的管道区域位置点信息；分析仪，用于接收各个激光甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集该甲烷浓度值时的管道区域位置点信息，依据预设的分析规则对甲烷浓度值进行分析，确定甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。本发明还公开了一种城市管网泄露实时监测方法，实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度，定位采集点的位置，利用实时采集的多点的甲烷浓度值和对应的采集位置点，依据预先设定的分析规则进行分析推算，定位甲烷泄露的管道区域位置点。采用该方法，可准确迅速定位泄露位置。

Description

一种城市管网泄露实时监测方法

技术领域

本发明涉及城市管网领域，尤其涉及一种城市管网泄露实时监测方法。

背景技术

城市管网，即城市管道网络系统，包括铺设在城市地下的错综复杂的用于传输气源、用水、用电等的各种管道。

目前，采用管道方式供气的主要气源是天然气、煤气。这种方式供气设备通常由管道、门站、高压站、调压装置及管道上的附属设备组成管网体系。由于管道属于隐蔽工程，随着时间的推移，管道设备老化、腐蚀严重。许多城市的燃气管网随着城市建设的需要，局部管道位置发生了变化，道路拓宽等原因使燃气管道置于车道下面，极易造成管道受压损坏，发生燃气泄露。另外由于阀门、法兰连接不严也会导致泄露。管道内的天然气、煤气的主要成分为甲烷，极易产生爆炸。一旦发生泄露，会严重威胁到周围人群的生命安全。

现有的监测城市管网泄露主要是依靠经验判断某一段管线是否已经出现老化，然后在地表进行打孔，在靠近管道的地方进行测量，如果发现泄露，但是无法确定位置，就继续密集打孔，直到发现泄漏点为止。随着城市网管越来越密集，城市建筑、人口越来越密集，这种方法已经无法满足需求。而且这种方法通常依赖于管网公司的数据与经验，只针对年久的管线，在每年的特定时间进行检查。采用这种泄露监测方法，不能准确迅速定位泄露位置。

打孔要浪费大量的人力、物力、财力。而且实时性很差，不能及时发现泄露的管道，威胁到周围的人群生命财产安全。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种城市管网泄露实时监测方法，以解决现有的城市网管监测不能准确迅速定位泄露位置的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种城市管网泄露实时监测系统包括：

至少一个激光甲烷传感器，用于实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度值并获取当前采集所述甲烷浓度值的管道区域位置点信息；

分析仪，用于接收各个所述激光甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集所述甲烷浓度值时的管道区域位置点信息，依据预设的分析规则对所述甲烷浓度值进行分析，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

优选的，所述激光甲烷传感器包括：

激光器，用于向甲烷管道区域发射特定波长的激光束；

探测器，用于探测所述激光束穿过所述甲烷管道区域内的甲烷气体时的穿透波长；

微处理器，用于获取所述激光器发送激光束时所述激光束的特定波长，及所述激光束穿透所述甲烷管道区域内的甲烷气体时的穿透波长，依据所述激光束的特定波长及所述激光束的穿透波长分析所述甲烷气体的浓度值；

定位仪，用于获取所述激光器发射激光束时，对应的甲烷管道区域位置点信息。

优选的，所述激光甲烷传感器还包括：

光强信号放大器，用于对所述探测器探测的激光束的穿透波长的波长信号进行放大，并将经过放大的波长信号发送至所述微处理器。

优选的，所述激光甲烷传感器还包括：

无线路由器，用于将所述微处理器分析获得的甲烷气体的浓度值及所述定位仪获取的所述甲烷气体浓度值对应的甲烷管道区域位置点信息发送至所述分析仪。

优选的，所述分析仪包括：

规则预设模块，用于预设分析甲烷浓度值的分析规则；

分析模块，用于依据所述规则预设模块的分析规则，对所述甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集所述甲烷浓度值时的管道区域位置点信息进行分析对比，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

优选的，该系统还包括：

预警器，用于在所述分析仪分析出发生甲烷泄露的管道区域位置点时发出预警信息。

一种城市管网泄露实时监测方法，步骤包括：

实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度值并获取当前采集所述甲烷浓度值的管道区域位置点信息；

接收各个所述激光甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集所述甲烷浓度值时的管道区域位置点信息，依据预设的分析规则对所述甲烷浓度值进行分析，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

优选的，所述实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度值并获取当前采集所述甲烷浓度值的管道区域位置点信息包括：

向甲烷管道区域发射特定波长的激光束并记录当前发送激光束的甲烷管道区域位置点；

探测所述激光束穿过所述甲烷管道区域内的甲烷气体时的穿透波长；

获取所述激光束的特定波长，及所述激光束穿透所述甲烷管道区域内的甲烷气体时的穿透波长，依据所述激光束的特定波长及所述激光束的穿透波长分析所述甲烷气体的浓度值。

优选的，所述依据预设的分析规则对所述甲烷浓度值进行分析，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点包括：

预设分析甲烷浓度值的分析规则；

依据所述规则预设模块的分析规则，对所述甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集所述甲烷浓度值时的管道区域位置点信息进行分析对比，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

从上述方案可以看出，本发明提供了一种城市管网泄露实时监测系统，包括：至少一个激光甲烷传感器，用于实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度值并获取当前采集甲烷浓度值的管道区域位置点信息；分析仪，用于接收各个激光甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集该甲烷浓度值时的管道区域位置点信息，依据预设的分析规则对甲烷浓度值进行分析，确定该甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。本发明提供了一种城市管网泄露实时监测方法，激光甲烷传感器实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度，并且定位采集点的位置，分析仪利用实时采集的多点的甲烷浓度值和对应的采集位置点，依据预先设定的分析规则进行分析推算，定位甲烷泄露的管道区域位置点。使用本发明提供的监测方法，不必进行地表打孔，就能准确定位泄露位置，而且大量节约了时间，为及时维修做好准备，保障周围的人群生命财产安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种城市管网泄露实时监测系统结构图；

图2是本发明提供的一种激光甲烷传感器结构示意图；

图3是本发明提供的分析仪结构示意图；

图4是本发明提供的另一种城市管网泄露实时监测系统结构图；

图5是本发明提供的另一种激光甲烷传感器结构示意图；

图6是本发明提供的又一种激光甲烷传感器结构示意图；

图7是本发明实施例一的流程图；

图8是本发明实施例二的流程图；

图9是本发明实施例三的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种城市管网泄露实时监测系统，如图1所示，包括至少一个激光甲烷传感器101和分析仪102。

激光甲烷传感器101，用于实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度值并获取当前采集所述甲烷浓度值的管道区域位置点信息；

分析仪102，用于接收各个所述激光甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集所述甲烷浓度值时的管道区域位置点信息，依据预设的分析规则对所述甲烷浓度值进行分析，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

该激光甲烷传感器包括激光器201、探测器202、微处理器203和定位仪204，结构示意图如图2。

激光器201，用于向甲烷管道区域发射特定波长的激光束；

探测器202，用于探测激光束穿过甲烷管道区域内的甲烷气体时的穿透波长；

微处理器203，用于获取激光器发送激光束时该激光束的特定波长，及该激光束穿透甲烷管道区域内的甲烷气体时的穿透波长，依据该激光束的特定波长及该激光束的穿透波长采用采用朗伯—比尔定律，分析该甲烷气体的浓度值；

定位仪204，用于在激光器发射激光束时，获取对应的甲烷管道区域位置点信息。

该分析仪包括规则预设模块301和分析模块302，结构示意图如图3。

规则预设模块301，用于预设分析甲烷浓度值的分析规则；

分析模块302，用于依据规则预设模块的分析规则，对甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集该甲烷浓度值时的管道区域位置点信息进行分析对比，确定该甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

本发明提供的另一种城市管网泄露实时监测系统，图4所示，本系统还包括预警器103。本系统是在图1的基础上得到的，预警器103设置于分析仪102之后，用于在分析仪102分析出发生甲烷泄露的管道区域位置点时，发出预警信息，进行提示。

本系统中激光甲烷传感器101还包括光强信号放大器205，如图5。本系统的激光甲烷传感器101是在图2的基础之上得到的，光强信号放大器205设置于在探测器202和微处理器204之间，用于放大探测信号，再将放大的信号发送至分析仪102，放大探测信号，使信号的波形更明显，微处理器204计算的浓度值更加准确。

本发明提供的又一种城市管网泄露实时监测系统。

本系统中的激光甲烷传感器101还包括无线路由器206，如图6。本系统的激光甲烷传感器101是在图5的基础之上得到的。无线路由器206设置于微处理器203和定位仪204之后，用于将微处理器203分析获得的甲烷气体的浓度值及定位仪204获取的该甲烷气体浓度值对应的甲烷管道区域位置点信息发送至分析102。

无线路由器206通过专为物联网应用开发的无线传感网络模块(WSN)构建的无线网络发送信息至分析仪102，使用无线路由器通过无线网络发送信息，增强了信息传送的稳定性和可靠度。

与上述系统相对应的，本发明实施例中提供了一种城市管网实时监测方法。

实施例一

本发明实施例提供的一种城市管网泄露实时监测方法，如图7。

本实施例的方法与图1所示的系统对应，激光甲烷传感器201结构与图2对应。

步骤S1 01：激光甲烷传感器101实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度值并获取当前采集该甲烷浓度值的管道区域位置点信息；

激光器201向甲烷管道区域发射特定波长的激光束，并在特定的波长范围内连续调频，同时GPS定位仪204记录当前发送激光束的甲烷管道区域位置点；被测甲烷气体在该特定的波长范围内有吸收谱线，探测器202探测激光束穿过被测甲烷气体时的穿透波长；微处理器203接收激光束的特定波长和激光束穿透被测甲烷气体时的穿透波长，利用接收的特定波长和穿透波长，采用朗伯—比尔定律，分析被测甲烷气体的浓度值。

分析过程为：

当激光束穿过甲烷气体介质时透射光强和入射光强的关系

$\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\ν}\right)={\left(\frac{I_t}{I_O}\right)}_V=e^{-\mathrm{\α}\left(\mathrm{\ν}\right)\·L}---\left(1\right)$

其中τ_ν为激光的透射率；I_t和I_o分别为激光的初始光强以及透射光强即；α(ν)[cm-1]为光谱的吸收系数；L[cm]为光程长度。α(ν)L代表光谱的吸收强度，

$A_i=\underset{-\∞}{\overset{+\∞}{\∫}}-\mathrm{In}\left(\frac{I}{I_O}\right)\mathrm{dv}=S_i\left(T\right)\·P\·X\·L---\left(2\right)$

积分面积正比于被测气体的分压，因此根据方程(2)，被测气体的浓度可以通过方程(3)得到：

$X=\frac{A}{\∫\mathrm{PL}{\mathrm{\Φ}}_{V}S\left(T\right)\mathrm{dv}}=\frac{A}{P\·L\·S\left(T\right)}---\left(3\right)$

其中P[atm]为总压，L[cm]为光程长度，S(T)[cm-2/atm]为吸收强度，A[cm-1]为光谱积分面积。

步骤S102：分析仪102接收各个激光甲烷传感器101发送的甲烷浓度值及采集该甲烷浓度值时的管道区域位置点信息，依据预设的分析规则对该甲烷浓度值进行分析，确定该管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

在分析仪102的规则预设模块301中预设分析甲烷浓度值的分析规则；依据分析仪102预设的分析甲烷浓度值的分析规则——溯源算法，结合城市管网的分布图和管线实时压力，分析模块302对激光甲烷传感器101发送的甲烷浓度值及采集甲烷浓度值时的管道区域位置点信息进行分析对比，分析方式为反演分析，分析方法采用贝叶斯推理和蒙特卡洛抽样算法相结合计算方法，就能反演推算出甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

分析方法具体为：

1.贝叶斯推理：

$P\left(X\right|Y)=\frac{P\left(Y\right|X)\·P\left(X\right)}{P\left(Y\right)}$

$=\frac{\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Π}}}p\left(Y_i\right|X)\∝\exp \{-\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{(F_i\left(X\right)-Y_i)}^2}{2({\mathrm{\σ}}_{f,i}^2+{\mathrm{\σ}}_{y,i}^2)}\}}{\∫\exp \{-\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{(F_i\left(X\right)-Y_i)}^2}{2({\mathrm{\σ}}_{f,i}^2+{\mathrm{\σ}}_{y,i}^2)}\}p\left(X\right)\mathrm{dX}}$

2.蒙特卡洛抽样算法：

(1)构造转移概率，如，X^t+1：N(X^t，σ²)

(2)根据转移概率，实施状态X^t向状态

的转换

(3)计算接受概率：α＝min{1，π_j/π_i}，其中

(4)产生随机数u～U[0，1]，更新抽样点：

(5)重复(1)至(4)，直至形成的抽样点序列，收敛至后验概率。

(6)抽样点统计，参数X的后验联合分布可以根据蒙特卡洛积分获得：

$\mathrm{\π}\left(X\right)=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}(X_i-X)$

采用贝叶斯推理，利用之前的管道泄漏信息经验，与当前采集的甲烷浓度值及采集甲烷浓度值时的管道区域位置点信息进行推理计算，推算出可能的管道区域泄露位置点，再依据蒙特卡洛抽样算法，计算得到最大概率点，即计算得到甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

实施例二

本发明实施例提供了另一种城市管网泄露实时监测方法，如图8所示。

本实施例的方法与图4所示的系统对应，激光甲烷传感器201结构与图5对应。

步骤S201：激光器201向甲烷管道区域发射特定波长的激光束，并在特定的波长范围内连续调频，GPS定位仪204记录当前发送激光束的甲烷管道区域位置点；

步骤S202：被测甲烷气体在该特定的波长范围内有吸收谱线，探测器202探测激光束穿过被测甲烷气体时的穿透波长；

步骤S203：光强信号放大器205将探测器202探测的激光束的穿透波长的波长信号进行放大，并将经过放大的波长信号发送至微处理器203；

步骤S204：微处理器203接收激光束的特定波长和激光束穿透被测甲烷气体时的穿透波长，利用接收的特定波长和穿透波长，采用朗伯—比尔定律，分析被测甲烷气体的浓度值；

分析过程为：

当激光束穿过甲烷气体介质时透射光强和入射光强的关系

$\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\ν}\right)={\left(\frac{I_t}{I_O}\right)}_V=e^{-\mathrm{\α}\left(\mathrm{\ν}\right)\·L}---\left(1\right)$

其中τ_ν为激光的透射率；I_t和I_o分别为激光的初始光强以及透射光强即；α(ν)[cm-1]为光谱的吸收系数；L[cm]为光程长度。α(ν)L代表光谱的吸收强度，

$A_i=\underset{-\∞}{\overset{+\∞}{\∫}}-\mathrm{In}\left(\frac{I}{I_O}\right)\mathrm{dv}=S_i\left(T\right)\·P\·X\·L---\left(2\right)$

积分面积正比于被测气体的分压，因此根据方程(2)，被测气体的浓度可以通过方程(3)得到：

$X=\frac{A}{\∫\mathrm{PL}{\mathrm{\Φ}}_{V}S\left(T\right)\mathrm{dv}}=\frac{A}{P\·L\·S\left(T\right)}---\left(3\right)$

其中P[atm]为总压，L[cm]为光程长度，S(T)[cm-2/atm]为吸收强度，A[cm-1]为光谱积分面积。

步骤S205：接收各个激光甲烷传感器101发送的甲烷浓度值及采集该甲烷浓度值时的管道区域位置点信息，依据预设的分析规则对所述甲烷浓度值进行分析，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点；

在分析仪102的规则预设模块301中预设分析甲烷浓度值的分析规则；依据分析仪102预设的分析甲烷浓度值的分析规则——溯源算法，结合城市管网的分布图和管线实时压力，分析模块302对激光甲烷传感器101发送的甲烷浓度值及采集甲烷浓度值时的管道区域位置点信息进行分析对比，分析方式为反演分析，分析方法采用贝叶斯推理和蒙特卡洛抽样算法相结合的方法，以及基于κ-ε湍流模型和SIMPLE算法的计算方法，就能反演推算出甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点和泄露强度，同时还能分析出泄露事故可能的影响范围和程度。

分析方法具体为：

1.贝叶斯推理：

$P\left(X\right|Y)=\frac{P\left(Y\right|X)\·P\left(X\right)}{P\left(Y\right)}$

$=\frac{\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Π}}}p\left(Y_i\right|X)\∝\exp \{-\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{(F_i\left(X\right)-Y_i)}^2}{2({\mathrm{\σ}}_{f,i}^2+{\mathrm{\σ}}_{y,i}^2)}\}}{\∫\exp \{-\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{(F_i\left(X\right)-Y_i)}^2}{2({\mathrm{\σ}}_{f,i}^2+{\mathrm{\σ}}_{y,i}^2)}\}p\left(X\right)\mathrm{dX}}$

2.蒙特卡洛抽样算法：

(1)构造转移概率，如，X^t+1：N(X^t，σ²)

(2)根据转移概率，实施状态X^t向状态

的转换

(3)计算接受概率：α＝min{1，π_j/π_i}，其中

(4)产生随机数u～U[0，1]，更新抽样点：

(5)重复(1)至(4)，直至形成的抽样点序列，收敛至后验概率。

(6)抽样点统计，参数X的后验联合分布可以根据蒙特卡洛积分获得：

$\mathrm{\π}\left(X\right)=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\δ}(X_i-X)$

采用贝叶斯推理，利用之前的管道泄漏信息经验，与当前采集的甲烷浓度值及采集甲烷浓度值时的管道区域位置点信息进行推理计算，推算出可能的管道区域泄露位置点。再依据蒙特卡洛抽样算法，计算得到最大概率点，即计算得到甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

3.计算流体力学方法及其与蒙特卡洛方法的结合

不可压缩Navier-Stokes方程

$\▿\·\stackrel{r}{V}=0$

$\frac{\∂\stackrel{r}{V}}{\∂t}+\stackrel{r}{V}\·\▿\stackrel{r}{V}=\stackrel{r}{F}+\▿\·\mathrm{\σ}$

$\frac{\∂C}{\∂t}+\stackrel{r}{V}\·\▿C-\▿(D\▿C)=S$

计算方法为：SIMPLE算法

κ-ε两方程湍流模型

流量守恒校正边界条件

由上述一组方程式可推出

将上述计算方法和蒙特卡洛方法结合，可得到方程式

$p\left(Y\right|X)=\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Π}}}p\left(Y_i\right|X)\∝\exp \{-\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{(F_i\left(X\right)-Y_i)}^2}{2({\mathrm{\σ}}_{f,i}^2+{\mathrm{\σ}}_{y,i}^2)}\}$

结合城市管网的分布图和管线实时压力，基于SIMPLE算法、κ-ε两方程湍流模型和流量守恒校正边界条件等计算方法的计算，就可得出泄露点的泄露强度，同时还能分析出泄露事故可能的影响范围和程度。

步骤S206：在分析仪102分析出发生甲烷泄露的管道区域位置点时，预警器103发出铃声预警。

实施例三

本发明实施例提供了又一种城市管网泄露实时监测方法，本实施例是基于实施例二，如图9。

本实施例的方法包括步骤S301～S307。与实施例二相比，增加了步骤S305，其余步骤与实施例二相同。

本实施例的方法与图4所示的系统对应，激光甲烷传感器201结构与图6对应。

本实施例的方法是在微处理器203分析得到甲烷浓度值之后执行步骤S305，本实施例中增加的步骤S305为：

步骤S305：无线路由器206将微处理器203分析获得的甲烷气体的浓度值及GPS定位仪204获取的该甲烷气体浓度值对应的甲烷管道区域位置点信息发送至分析仪102。

无线路由器206通过无线网络发送信息至分析仪102，则步骤S305具体为：

步骤S3051：无线路由器206将微处理器203分析获得的甲烷气体的浓度值及GPS定位仪204获取的该甲烷气体浓度值对应的甲烷管道区域位置点信息；

步骤S3052：无线路由器206将获得的浓度值和位置点信息通过无线传输方式发送给无线路由节点；

无线路由节点可以接收多个无线路由器206的信息，整个网络中存在多个无线路由节点。

步骤S3053：无线路由节点将获得的浓度值和位置点信息通过无线传输方式发送给无线路网关(基站)；

无线网关(基站)可以接收多个无线路由节点的信息。

步骤S3054：无线路网关(基站)将获得的浓度值和位置点信息通过GPRS等无线网络传输给分析仪102。

本发明中激光甲烷传感器包括车载式、固定式和便携式三种形式。车载式激光甲烷传感器安装在行驶的车辆等移动装置中，包括根据城市管网的地理分布挑选的相应的公交线路、出租车及快递车辆等；固定式激光甲烷传感器安装在住宅小区、街道的特定位置或是城市管网的重要节点上；便携式激光甲烷传感器配备在城市管网巡检员及维修人员上。

在本发明的实施例中，采集被测甲烷气体浓度值时位置点信息的定位仪是采用GPS全球定位系统，但不局限于GPS定位系统，也可采用其他定位系统。

在本发明的实施例中，无线路由器和无线路由节点之间、无线路由节点与无线网关(基站)之间的无线传输方式可采用Wi-Fi、ZigBee、蓝牙等。

在本发明的实施例中，信息通过无线路由器、无线路由节点、无线网关(基站)、分析仪的顺序进行传递，根据分析仪的分析结果发布控制命令也可通过相同的网络，通过无线网关(基站)、无线路由节点将控制命令传送给无线路由器及传感器。

在本发明的实施例中，分析预设的算法有溯源算法、预警算法，本发明不局限于这两种算法，也可采用其他算法推算发生甲烷泄露的管道区域位置点和/或泄露事故的信息。

在本发明的实施例中，预警器发出铃声预警进行预警，也可采用其他预警方式，不局限于此种方式。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种城市管网泄露实时监测系统，其特征在于，包括：

至少一个激光甲烷传感器，用于实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度值并获取当前采集所述甲烷浓度值的管道区域位置点信息；

分析仪，用于接收各个所述激光甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集所述甲烷浓度值时的管道区域位置点信息，依据预设的分析规则对所述甲烷浓度值进行分析，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光甲烷传感器包括：

激光器，用于向甲烷管道区域发射特定波长的激光束；

探测器，用于探测所述激光束穿过所述甲烷管道区域内的甲烷气体时的穿透波长；

微处理器，用于获取所述激光器发送激光束时所述激光束的特定波长，及所述激光束穿透所述甲烷管道区域内的甲烷气体时的穿透波长，依据所述激光束的特定波长及所述激光束的穿透波长分析所述甲烷气体的浓度值；

定位仪，用于获取所述激光器发射激光束时，对应的甲烷管道区域位置点信息。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述激光甲烷传感器还包括：

光强信号放大器，用于对所述探测器探测的激光束的穿透波长的波长信号进行放大，并将经过放大的波长信号发送至所述微处理器。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述激光甲烷传感器还包括：

无线路由器，用于将所述微处理器分析获得的甲烷气体的浓度值及所述定位仪获取的所述甲烷气体浓度值对应的甲烷管道区域位置点信息发送至所述分析仪。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分析仪包括：

规则预设模块，用于预设分析甲烷浓度值的分析规则；

分析模块，用于依据所述规则预设模块的分析规则，对所述甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集所述甲烷浓度值时的管道区域位置点信息进行分析对比，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

预警器，用于在所述分析仪分析出发生甲烷泄露的管道区域位置点时发出预警信息。

7.一种城市管网泄露实时监测方法，其特征在于，步骤包括：

实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度值并获取当前采集所述甲烷浓度值的管道区域位置点信息；

接收各个所述激光甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集所述甲烷浓度值时的管道区域位置点信息，依据预设的分析规则对所述甲烷浓度值进行分析，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述实时采集甲烷管道区域范围内的甲烷浓度值并获取当前采集所述甲烷浓度值的管道区域位置点信息包括：

向甲烷管道区域发射特定波长的激光束并记录当前发送激光束的甲烷管道区域位置点；

探测所述激光束穿过所述甲烷管道区域内的甲烷气体时的穿透波长；

获取所述激光束的特定波长，及所述激光束穿透所述甲烷管道区域内的甲烷气体时的穿透波长，依据所述激光束的特定波长及所述激光束的穿透波长分析所述甲烷气体的浓度值。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据预设的分析规则对所述甲烷浓度值进行分析，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点包括：

预设分析甲烷浓度值的分析规则；

依据所述规则预设模块的分析规则，对所述甲烷传感器发送的甲烷浓度值及采集所述甲烷浓度值时的管道区域位置点信息进行分析对比，确定所述甲烷管道区域范围内发生甲烷泄露的管道区域位置点。

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