CN107120533A - 基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，该智能控压方法包括如下步骤，步骤1，利用北斗定位系统和燃气管网数据库确定燃气管道泄漏点的位置，将所述燃气管道泄漏点作为带气作业点；步骤2，根据来自带气作业点的数据反馈初步调节带气作业点上游的流量控制点的流量和压力；步骤3，采用闭环控制方式，根据带气作业点下游的检测采集点压力数据、周边燃气管网数据以及带气作业历史数据重新调节带气作业点上游的流量控制点的流量和压力。本发明通过智能调整管道内的压力达到了减少人员操作的目的，解决了传统燃气管道带气作业的压强调控精度低和带气作业安全性差的难题，实现了“安全、高效、合理、完善”的抢修目标。

Description

基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法

技术领域

本发明涉及城市燃气管道设备控制技术领域，更为具体地，本发明为基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法。

背景技术

近年来，随着城市规模的不断扩大和现代化程度的日益提高，城市埋地管网越来越密集，尤其是输送天然气、成品油以及其他危险化学品液氨、丙烯等的管道建设项目越来越多，管道腐蚀、老化等问题也逐渐暴露出来，管道泄漏事故时有发生。其中，天然气已经成为了城市居民生活必不可少的一部分，又是一种易燃、易爆且有害于人体健康的气体，一旦发生泄露将直接危及人民生命和财产的安全。

随着燃气应用的大量普及，燃气管线和设备也在数量上大幅增加，对燃气管网的安全维护也提出了更高的要求，同时一些安全问题也随之显现。因此，如何保证燃气管网的安全性，进而保证人民群众的生命财产安全，提高燃气公司的管理效率，成为迫切需要解决的问题。具体地，应用到现场的燃气管线及设备，由于种种原因导致燃气管道泄漏事件频发，而最高效的维修抢险手段无疑就是带气焊接。燃气管道带气作业是维修抢险过程中必不可少的，如何在不影响用户使用的情况下，安全、高效的带气作业或维修，成为了本领域技术人员研究的重点。

传统燃气管道带气作业的方法是通过人工降压，手动将管道压力调节至带气焊接安全压强范围。降压作业时，还需要关闭若干个调压站或截门，并在多处挂表、观测压力，需要大量的配合人员，这种传统方式作业点及监测点的压力都需要人为读数后再相互传递信息，同时为了防止出现燃气与空气的混合气体，也只能靠人员通过直读压力监测设备进行控制，因此压力读数浮动较大，作业误差相对较大；不仅如此，在抢修过程中，传统的燃气管道带气作业方法更无法解决因下游用户使用燃气而导致管道内压强骤降甚至产生负压的问题，此时带气作业的风险更大。

所以，传统的带气作业方法存在参与作业人数较多、作业管理难度大、指挥人员经验因素占主导地位、指挥效果差、信息传递时效性差、需要多设备进行信息传递、大范围作业滞后性严重、压力控制不稳定和不及时、风险源把控不到位、作业时安全风险系数高等问题。

因此，如何降低燃气管道带气作业难度、如何减少带气作业参与人数、如何降低作业时安全风险系数、如何降低作业管理难度、如何降低对指挥人员的经验依赖、如何提高指挥效果，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

为解决现有的城市燃气管道带气作业存在参与人数多、作业难度大、过度地依赖指挥人员经验、指挥效果差、信息传递时效性差、大范围作业滞后性严重、压力控制不稳定和不及时、风险源把控不到位、作业时安全风险系数高等问题，本发明提供了一种基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，创新地通过带气作业点的数据反馈和检测采集点的压力数据调节流量控制点的流量和压力，以保证带气作业点处于安全焊接压力状态，从而解决传统带气作业存在的诸多问题，实现了“安全、高效、合理、完善”的抢修目标。

为实现上述的技术目的，本发明公开了一种基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，该智能控压方法包括如下步骤，

步骤1，利用北斗定位系统和燃气管网数据库确定燃气管道泄漏点的位置，将所述燃气管道泄漏点作为带气作业点；

步骤2，根据来自带气作业点的数据反馈初步调节带气作业点上游的流量控制点的流量和压力；

步骤3，采用闭环控制方式，根据带气作业点下游的检测采集点压力数据、带气作业点周边燃气管网数据以及带气作业历史数据重新调节带气作业点上游的流量控制点的流量和压力，协调流量控制点、带气作业点及检测采集点的压强，保证带气作业管道处于安全压力状态。

通过上述的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，本发明能够在不停气的情况下实现安全、快速地对燃气管线进行作业或维修；而且本发明提高了带气作业的精度，并提高了带气降压作业的安全系数，良好地保障了人民群众和公共财产的安全。

进一步地，步骤3中，将所述检测采集点的压力数据与燃气管道带气作业数据库内的数据对比，生成用于重新调节流量控制点的流量和压力的控制方案；其中，所述燃气管道带气作业数据库是基于燃气管道带气作业历史数据建立的。

进一步地，步骤1中，确定燃气管道泄漏点的位置之后，利用燃气管网数据库结合北斗定位系统确定检测采集点位置和流量控制点位置。

进一步地，步骤1中，在所述检测采集点位置设置用于检测压力和流量数据的智能采集分析仪，在所述流量控制点位置设置用于调节压力流量和压力的智能调压器；所述智能采集分析仪和智能调压器均与指挥控制中心无线通讯连接。

智能采集分析仪自动测量现场的压力数据，然后将压力数据无线传输给指挥控制中心的终端处理器；所述智能调压器用于调节管道内的流量和压力，能够实现双向无线通讯、自主运行、数据采集和存储、故障报警等功能。通过上述采用智能采集分析仪和智能调压器的方式，本发明取代了传统的人工操作、减少了对人员经验的依赖，并大大提高了测量的精度、稳定性及鲁棒性。

进一步地，步骤2和步骤3中，利用所述指挥控制中心获取来自带气作业点的数据反馈和检测采集点的压力数据，指挥控制中心根据所述数据反馈和所述压力数据自动调节流量控制点的流量和压力。

进一步地，所述北斗定位系统、燃气管网数据库、燃气管道带气作业数据库均设置于指挥控制中心内。

基于上述北斗定位系统、燃气管网数据库及燃气管道带气作业数据库，本发明具有精度更高、安全系数更高、科技含量更高等突出优点。

进一步地，通过移动终端与所述指挥控制中心通信，对控压和抢修过程进行监控。

基于上述改进的技术方案，本发明能够在智能手机等终端上开发应用，实现对现场工作的远程监控，提高了信息化传递的时效性。

进一步地，所述流量控制点的位置为距离带气作业点最近的上游闸井。

进一步地，带气作业管道的安全压力状态为：保证检测采集点的压强为80Pa～100Pa。

进一步地，所述检测采集点的数量至少为一个。

本发明的有益效果为：本发明通过智能调整管道内的压力达到了减少人员操作、减少作业人数、降低作业管理难度、降低对指挥人员经验依赖、提高指挥效果等目的，解决了传统燃气管道带气作业的压强调控精度低和带气作业安全性差的难题，实现了“安全、高效、合理、完善”的抢修目标。

附图说明

图1为基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法实施状态示意图。

图2为基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法进行详细的解释和说明。

如图1-2所示，本发明公开了一种基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，目的在于解决燃气管道带气作业时存在带气作业点压力变化导致的抢修困难问题，从而成功实现“安全、高效、合理、完善”的抢修目标；基于本发明，能够开发出一套较为成熟的自动化、数字化、智能化的管道带气作业控制系统。

具体来说，基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，该智能控压方法包括如下步骤，如图2所示。

步骤1，利用北斗定位系统和燃气管网数据库精确确定燃气管道泄漏点的位置，将燃气管道泄漏点作为带气作业点；在确定燃气管道泄漏点的位置之后，分析泄漏点和燃气管网数据库，利用燃气管网数据库结合北斗定位系统具体确定检测采集点位置和流量控制点位置，本实施例中，流量控制点位置为距离带气作业点最近的上游闸井，流量控制点数量可为一个；检测采集点数量至少为一个，可为多个。

更为具体来说，本实施例在检测采集点位置设置用于检测压力和流量数据的智能采集分析仪，在流量控制点位置设置用于调节压力流量和压力的智能调压器；智能采集分析仪和智能调压器均与指挥控制中心无线通讯连接。本发明采用我国自主研发的北斗定位系统，精度目前可达1米以内、最高可达0.2米，可实现精确定位，从而本发明将其应用于带气作业点、检测采集点、流量控制点的定位。借助北斗定位系统和燃气管网数据库，本发明可对泄漏点进行快速精准定位，同时定位泄漏点最近的监测采集点和合适的流量控制点，此时指挥中心通知抢险队赶赴现场并在泄漏点最近上游闸井安装智能调压器、在下游压力检测点设置智能采集分析仪。然后抢险队进行挖掘并最终确认泄漏管道位置-泄漏点，并向指挥控制中心反馈带气作业点泄漏情况。本发明所使用的智能采集分析仪具有功耗低、体积小、易于安装等优点，此产品具有天然气压力实时采集、超压报警、欠压报警、电池电量监测、环境温度监测、天然气泄漏报警、流量监测、GPRS无线远程通信等功能，采用低功耗设计，可在电脑端及手机端实时显示现场管线监测点压力、电池电量、环境温度、报警情况等各个参数。本发明所使用的智能调压器运用先进的数字控制技术，可由软件支持运行并直接伺服主阀实现压力调节，具有智能、高效、直接、稳定、安全、可靠的优良特性，具备压力和流量的多时段预约控制功能，能够自动实现各种调度管理。

步骤2，根据来自带气作业点的数据反馈初步调节带气作业点上游的流量控制点的流量和压力；具体来说，指挥控制中心通过带气作业点反馈信息，确定带气作业点稳压控制策略和智能调压器控制方案，并无线传输至上游的智能调压器。

步骤3，采用闭环控制方式，根据带气作业点下游的检测采集点压力数据、带气作业点周边燃气管网数据以及带气作业历史数据重新调节带气作业点上游的流量控制点的流量和压力，如图1所示；具体来说，指挥控制中心将检测采集点的压力数据与燃气管道带气作业数据库内的数据对比，生成用于重新调节流量控制点的流量和压力的控制方案，即根据智能采集分析仪采集的压力和流量数据自动调节智能调压器；本发明的步骤3可根据实际情况反复执行，以保证带气作业点的压强符合焊接要求；其中，燃气管道带气作业数据库是事先基于燃气管道带气作业历史数据及结合数字化的模拟仿真建立的，带气作业数据库可使用云计算和大数据等方法实现；通过上述调节过程实现协调流量控制点、带气作业点以及检测采集点的压强，保证带气作业点处于安全焊接压力状态，当带气作业点的管道压强处于稳定的范围时，指挥控制中心通知带气作业点处的抢修人员进行带气焊接。本实施例中，上述提到的带气作业管道的安全压力状态(即稳定的范围)为：保证检测采集点的压强为80Pa～100Pa；在保证上述前提下，带气作业点的压强尽量低。

需要特别指出的是，本发明能够有效解决管道内压强骤减的问题。在带气作业时，下游用户可能用气导致管道内压强骤减，甚至可能出现负压的状态，会给带气作业增加风险，此时，下游智能采集分析仪将管道内部流量与压力等数据通过无线传输给指挥控制中心，指挥控制中心通过燃气管道带气作业数据库快速分析、计算并给出调节方案，并自动发出命令给上游智能调压器，加大阀门开度、增加燃气的流量，从而提高带气作业点处内的管道压强，降低甚至避免管道内压强骤减而产生的风险。

步骤4，带气焊接结束、完成管道带气作业之后，指挥控制中心调节上游智能调压器、恢复常规供气，供气稳定后，通知现场施工人员填土、恢复现场。

需要说明的是，如图1所示，本发明涉及的北斗定位系统、燃气管网数据库、燃气管道带气作业数据库均设置于指挥控制中心内，或者说，本发明的指挥控制中心包括北斗定位系统、燃气管网数据库、燃气管道带气作业数据库等。同时，指挥控制中心作为本实施例的指挥终端系统，利用指挥控制中心获取来自带气作业点的数据反馈和检测采集点的压力数据，指挥控制中心根据数据反馈和压力数据自动调节流量控制点的流量和压力。基于指挥控制中心的调度功能，本发明可以通过移动终端与指挥控制中心通信，从而实现对采集数据的实时共享、对控压和抢修过程进行监控。另外，本发明的燃气管道作业数据库经过多年技术经验积累，结合可靠有效的管道数据仿真，通过云计算、大数据等技术在实际应用中不断完善，将成为今后燃气管道作业的可靠依据。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，其特征在于：该智能控压方法包括如下步骤，

步骤1，利用北斗定位系统和燃气管网数据库确定燃气管道泄漏点的位置，将所述燃气管道泄漏点作为带气作业点；

步骤2，根据来自带气作业点的数据反馈初步调节带气作业点上游的流量控制点的流量和压力；

步骤3，采用闭环控制方式，根据带气作业点下游的检测采集点压力数据、带气作业点周边燃气管网数据以及带气作业历史数据重新调节带气作业点上游的流量控制点的流量和压力，协调流量控制点、带气作业点及检测采集点的压强，保证带气作业管道处于安全压力状态。

2.根据权利要求1所述的基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，其特征在于：步骤3中，将所述检测采集点的压力数据与燃气管道带气作业数据库内的数据对比，生成用于重新调节流量控制点的流量和压力的控制方案；其中，所述燃气管道带气作业数据库是基于燃气管道带气作业历史数据建立的。

3.根据权利要求2所述的基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，其特征在于：步骤1中，确定燃气管道泄漏点的位置之后，利用燃气管网数据库结合北斗定位系统确定检测采集点位置和流量控制点位置。

4.根据权利要求3所述的基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，其特征在于：步骤1中，在所述检测采集点位置设置用于检测压力和流量数据的智能采集分析仪，在所述流量控制点位置设置用于调节压力流量和压力的智能调压器；所述智能采集分析仪和智能调压器均与指挥控制中心无线通讯连接。

5.根据权利要求4所述的基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，其特征在于：步骤2和步骤3中，利用所述指挥控制中心获取来自带气作业点的数据反馈和检测采集点的压力数据，指挥控制中心根据所述数据反馈和所述压力数据自动调节流量控制点的流量和压力。

6.根据权利要求5所述的基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，其特征在于：所述北斗定位系统、燃气管网数据库、燃气管道带气作业数据库均设置于指挥控制中心内。

7.根据权利要求6所述的基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，其特征在于：通过移动终端与所述指挥控制中心通信，对控压和抢修过程进行监控。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，其特征在于：所述流量控制点位置为距离带气作业点最近的上游闸井。

9.根据权利要求1所述的基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，其特征在于：步骤3中，带气作业管道的安全压力状态为：保证检测采集点的压强为80Pa～100Pa。

10.根据权利要求1所述的基于北斗定位的城市燃气管道带气作业的智能控压方法，其特征在于：步骤3中，所述检测采集点的数量至少为一个。