CN107578594A - 油气管道区域入侵检测装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种油气管道区域入侵检测装置与方法，通过对运动物体的体积或轮廓变化判断运动物体是否属于人类入侵，可以有效排除草木等因风引起的摆动，降低误报率；充分考虑到油气管道埋设区域地处偏远，难以连通有线网络的特点，采用3G、4G或5G无线网络，进一步的，当分析处理器确定管道安全线内无运动物体，或者运动物体不属于人类入侵，亦或者运动物体在管道安全线内停留时间在设定的阈值以内时，分析处理器控制信号发送模块不发送图片，节省流量的同时，省电，节省使用成本；充分考虑到油气管道埋设区域地处偏远，难以供电的问题，采用蓄电池，配合风光发电，实现能源自给；误报率低，识别率高，性价比高，适合大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及油气管道安全技术领域，尤其涉及一种油气管道区域入侵检测装置与方法。
背景技术
长输油气管道是是原油和石油产品最主要的输送设备，与同属于陆上运输方式的铁路和公路输油相比，管道输油具有运量大、密闭性好、成本低和安全系数高等特点。长输油气管道两侧5米范围内，不允许有施工以及其他潜在的破坏管道的行为存在。一旦因为施工或者其他人为破坏导致长输油气管道泄露，会造成重大的安全事故，因此十分必要寻找一种能有效检测管道周围物体入侵的检测方案。
目前长输油气管道两侧范围内的监控主要由以下几种方式：光纤传感器、振动传感器以及人工巡线。其中光纤传感器以及振动传感器主要采用检测管道周围振动的方式来检测管道周围是否有施工或其他破坏管道的行为存在，该方法受限于不同的地理环境条件导致背景噪声不一致，并且对于边界的区分并不明显，在实际监测中存在着较高的误报和漏报率，在地质发生变化时，传感器也容易损坏。人工巡检的方法尽管能够消除误报，明确管道安全范围，但是其存在一定的漏报和监管不及时的情况，且巡检方式劳动强大，成本高昂。现阶段的巡检方式均无法做到对管道安全范围内施工以及其他潜在破坏管道行为实时监管，给管道安全生产留下了安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种误报率低，识别率高，性价比高的油气管道区域入侵检测装置与方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种油气管道区域入侵检测装置，其包括固定杆、摄像机、分析处理器、信号发送模块和远端服务器，所述摄像机、分析处理器、信号发送模块与固定杆固定，摄像机、分析处理器、信号发送模块和远端服务器依次信号连接，其中，
摄像机，对包含管道安全线内的区域拍摄视频图片；
分析处理器，对视频图片进行处理，识别管道安全线，并提取、计算道安全线内的运动物体的体积或轮廓形状变化，根据运动物体的体积或轮廓变化判断运动物体是否属于人类入侵，如果确定属于人类入侵，进一步计算运动物体在管道安全线内的停留时间，当停留时间超过设定的阈值时，通过信号发送模块向远端服务器发送摄像机拍摄的视频图片。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述信号发送模块为3G、4G或5G通信模块。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括蓄电池，以及风力发电装置或太阳能发电装置中的一种或两种，蓄电池分别与摄像机、分析处理器、信号发送模块电性连接，并且与风力发电装置或太阳能发电装置中的一种或两种电性连接。进一步优选的，还包括地埋箱，地埋箱分别与固定杆和地面固定，蓄电池置于地埋箱内。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述摄像机可视距离大于1km，夜视距离大于500m。
第二方面，本发明提供了一种油气管道区域入侵检测方法，包括以下步骤，
S1，将摄像机视角调整到与管线延伸方向一致，预设管道安全线范围，并设停留时间阈值；
S2，摄像机对准包含管道安全线内的区域拍摄视频图片并传送给分析处理器；
S3，分析处理器，对视频图片进行处理，识别管道安全线，并提取、计算道安全线内的运动物体的体积或轮廓形状变化，根据运动物体的体积或轮廓变化判断运动物体是否属于人类入侵，如果确定属于人类入侵，进一步计算运动物体在管道安全线内的停留时间，当停留时间超过设定的阈值时，通过信号发送模块向远端服务器发送摄像机拍摄的视频图片。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S1还包括S1-1，分析处理器记录下预设管道安全线范围时的摄像机视角位置以及摄像机当时拍摄到的图片，并提取图片中的特征物体信息；步骤S3还包括S3-1，分析处理器对步骤S2摄像机拍摄的视频图片进行特征物体信息提取，并与S1-1中提取的特征物体信息进行比对，当二者不一致时，控制摄像机调整到与S1-1相同的视角位置。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S1中管道安全线范围为油气管道周围5米以内的范围。
本发明的油气管道区域入侵检测装置与方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过对运动物体的体积或轮廓变化判断运动物体是否属于人类入侵，可以有效排除草木等因风引起的摆动，降低误报率；
(2)充分考虑到油气管道埋设区域地处偏远，难以连通有线网络的特点，采用3G、4G或5G无线网络，进一步的，当分析处理器确定管道安全线内无运动物体，或者运动物体不属于人类入侵，亦或者运动物体在管道安全线内停留时间在设定的阈值以内时，分析处理器控制信号发送模块不发送图片，节省流量的同时，省电，节省使用成本；
(3)充分考虑到油气管道埋设区域地处偏远，难以供电的问题，采用蓄电池，配合风光发电，实现能源自给；
(4)误报率低，识别率高，性价比高，适合大规模推广应用。
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为本发明油气管道区域入侵检测装置的连接关系框图；
图2为本发明油气管道区域入侵检测装置的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，结合图，本发明的油气管道区域入侵检测装置，其包括固定杆1、摄像机2、分析处理器3、信号发送模块4和远端服务器5。其中，所述摄像机2、分析处理器3、信号发送模块4与固定杆1固定，摄像机2、分析处理器3、信号发送模块4和远端服务器5依次信号连接。
摄像机2，对包含管道安全线内的区域拍摄视频图片。具体的，可采用现有技术，优选采用道路监控用焦距和拍摄角度可调的摄像机。优选的，摄像机2可视距离大于1km，夜视距离大于500m。
分析处理器3，对视频图片进行处理，识别管道安全线，并提取、计算道安全线内的运动物体的体积或轮廓形状变化，根据运动物体的体积或轮廓变化判断运动物体是否属于人类入侵，如果确定属于人类入侵，进一步计算运动物体在管道安全线内的停留时间，当停留时间超过设定的阈值时，通过信号发送模块4向远端服务器5发送摄像机2拍摄的视频图片。如此，当分析处理器3确定管道安全线内无运动物体，或者运动物体不属于人类入侵，亦或者运动物体在管道安全线内停留时间在设定的阈值以内时，分析处理器3控制信号发送模块4不发送图片；而当分析处理器3确定管道安全线内的运动物体属于人类入侵，且在管道安全线内停留时间超出设定的阈值时，通过向远端服务器5发送摄像机2拍摄的视频图片的方式，向后端报警。具体的，所述信号发送模块4采用无线通讯模块，具体可采用3G、4G或5G通信模块。
作为整个装置的供电部分，还包括蓄电池7，以及风力发电装置8或太阳能发电装置9中的一种或两种，蓄电池7分别与摄像机2、分析处理器3、信号发送模块4电性连接，并且与风力发电装置8或太阳能发电装置9中的一种或两种电性连接。如此，通过风光发电，通过蓄电池7储能，实现能源自给。更优选的，还包括地埋箱6，地埋箱6分别与固定杆1和地面固定，蓄电池7置于地埋箱6内。蓄电池7置于地埋箱6内，可以方便检修人员检查电路故障和更换蓄电池7。
接下来介绍本发明的油气管道区域入侵检测方法，其包括以下步骤，
S1，设定管道安全线范围和停留时间阈值。将摄像机视角调整到与管线延伸方向一致，预设管道安全线范围，并设停留时间阈值。所述管道安全线范围可通过人为设定，或者通过分析处理器3对摄像机2拍摄的照片进行处理，提取出管线埋设区域，进而自动设定管道安全线范围。具体的，管道安全线范围为油气管道周围5米以内的范围。优选的，在步骤S1的执行过程中，还S1-1，分析处理器3记录下预设管道安全线范围时的摄像机视角位置以及摄像机2当时拍摄到的图片，并提取图片中的特征物体信息。如此，在摄像机2拍摄角度或者焦距发生变化的情况下，可以通过比对特征物体信息，从而快速调整摄像机2到与管线延伸方向一致的视角。
S2，摄像机2对准包含管道安全线内的区域拍摄视频图片并传送给分析处理器3。
S3，分析处理器3，对视频图片进行处理，识别管道安全线，并提取、计算道安全线内的运动物体的体积或轮廓形状变化，根据运动物体的体积或轮廓变化判断运动物体是否属于人类入侵，如果确定属于人类入侵，进一步计算运动物体在管道安全线内的停留时间，当停留时间超过设定的阈值时，通过信号发送模块4向远端服务器5发送摄像机2拍摄的视频图片。具体的，在执行该步骤的过程中，为了方便根据步骤S1中设定的管道安全线范围快速在视频图片中识别出管道安全线，需要对摄像机2拍摄视角进行校正，找准预设拍摄视角。因此，还包括S3-1，分析处理器3对步骤S2摄像机2拍摄的视频图片进行特征物体信息提取，并与S1-1中提取的特征物体信息进行比对，当二者不一致时，控制摄像机2调整到与S1-1相同的视角位置。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种油气管道区域入侵检测装置，其包括固定杆(1)、摄像机(2)、分析处理器(3)、信号发送模块(4)和远端服务器(5)，所述摄像机(2)、分析处理器(3)、信号发送模块(4)与固定杆(1)固定，摄像机(2)、分析处理器(3)、信号发送模块(4)和远端服务器(5)依次信号连接，其特征在于：
摄像机(2)，对包含管道安全线内的区域拍摄视频图片；
分析处理器(3)，对视频图片进行处理，识别管道安全线，并提取、计算道安全线内的运动物体的体积或轮廓形状变化，根据运动物体的体积或轮廓变化判断运动物体是否属于人类入侵，如果确定属于人类入侵，进一步计算运动物体在管道安全线内的停留时间，当停留时间超过设定的阈值时，通过信号发送模块(4)向远端服务器(5)发送摄像机(2)拍摄的视频图片。
2.如权利要求1所述的油气管道区域入侵检测装置，其特征在于：所述信号发送模块(4)为3G、4G或5G通信模块。
3.如权利要求1所述的油气管道区域入侵检测装置，其特征在于：还包括蓄电池(7)，以及风力发电装置(8)或太阳能发电装置(9)中的一种或两种，蓄电池(7)分别与摄像机(2)、分析处理器(3)、信号发送模块(4)电性连接，并且与风力发电装置(8)或太阳能发电装置(9)中的一种或两种电性连接。
4.如权利要求3所述的油气管道区域入侵检测装置，其特征在于：还包括地埋箱(6)，地埋箱(6)分别与固定杆(1)和地面固定，蓄电池(7)置于地埋箱(6)内。
5.如权利要求1所述的油气管道区域入侵检测装置，其特征在于：所述摄像机(2)可视距离大于1km，夜视距离大于500m。
6.一种油气管道区域入侵检测方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，将摄像机视角调整到与管线延伸方向一致，预设管道安全线范围，并设停留时间阈值；
S2，摄像机(2)对准包含管道安全线内的区域拍摄视频图片并传送给分析处理器(3)；
S3，分析处理器(3)，对视频图片进行处理，识别管道安全线，并提取、计算道安全线内的运动物体的体积或轮廓形状变化，根据运动物体的体积或轮廓变化判断运动物体是否属于人类入侵，如果确定属于人类入侵，进一步计算运动物体在管道安全线内的停留时间，当停留时间超过设定的阈值时，通过信号发送模块(4)向远端服务器(5)发送摄像机(2)拍摄的视频图片。
7.如权利要求6所述的油气管道区域入侵检测方法，其特征在于：步骤S1还包括S1-1，分析处理器(3)记录下预设管道安全线范围时的摄像机视角位置以及摄像机(2)当时拍摄到的图片，并提取图片中的特征物体信息；步骤S3还包括S3-1，分析处理器(3)对步骤S2摄像机(2)拍摄的视频图片进行特征物体信息提取，并与S1-1中提取的特征物体信息进行比对，当二者不一致时，控制摄像机(2)调整到与S1-1相同的视角位置。
8.如权利要求6所述的油气管道区域入侵检测方法，其特征在于：步骤S1中管道安全线范围为油气管道周围5米以内的范围。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180112 |