CN107966946A - 基于物联网的热网管道泄漏感知系统及感知方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的公共热网管道泄漏感知系统包括：流量计、M‑BUS处理器以及GPRS网络、中心服务器和远程监控中心，流量计分别安装在每一用户和每一小区换热站的热力管网进口处；M‑BUS处理分别设置在每个小区和社区，流量计通过M‑BUS总线线缆与M‑BUS处理器连接，每个述M‑BUS处理器根据M‑BUS标准协议采集所述流量计的数据，并通过GPRS网络将获取的数据发送至所述中心服务器；中心服务器对接收到的数据进行处理，远程监控中心根据所述中心服务器处理后的数据对各社区的管网的安全运行实施远程监控，并在线查看所有被监控管网的运行状况。本发明通过数据分析和预警阈值设定，能够实时远程监控，及时发现各监测点流量的异常变化，从而准确定位管道泄漏点。
Description
技术领域
本发明涉及管道泄露感知技术领域，特别涉及一种基于物联网的热网管道泄漏感知系统及感知方法。
背景技术
供热管网系统作为城市生命线系统中最重要的子系统之一，对城市人民生活的安定起着举足轻重的作用，随着我国社会的发展以及人民生活水平的提高，城市供热管网以前所未有的速度发展，不仅表现在热网管道铺设的普及率提高，而且供热地区由北向南逐步延伸，热网管道铺设范围也在逐步扩大。由于热网管道布线长，管道部件多，随着热网规模的增大和使用年数的增加，出现运行安全问题的可能性大大增加，其中以泄漏事故最为常见。一旦发生泄漏事故，会导致大量能源浪费。
保障城市生命线系统中的供热管网安全运行是当前城市规划和建设管理中一个重要的课题，急需建立集热网管道泄漏事故危险源感知信号识别、实时数据转换、转换信息分析、警情评估、预警研判功能和应急预案运行为一体的基于物联网的管道泄漏感知系统，动态跟踪与快速反馈应急平台，实现有效的公共设施风险“事前”控制。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种对管道泄露事故危险源进行感知识别、数据分析和应急预案运行为一体的基于物联网的热网管道泄漏感知系统。
本发明的另一目的是提供一种用上述系统进行热网管道泄漏感知的方法。
为此，本发明的技术方案如下：
一种基于物联网的公共热网管道泄漏感知系统，包括多个流量计、多个M-BUS处理器以及GPRS网络、中心服务器和远程监控中心，所述多个流量计分别安装在每一用户和每一小区换热站的热力管网进口处，作为热网管道监测点；所述多个M-BUS处理器分别设置在每个小区和每个社区，每个所述流量计分别通过M-BUS总线线缆与所述M-BUS处理器连接，每个所述M-BUS处理器根据M-BUS标准协议采集所述流量计的数据，并通过GPRS网络将获取的数据发送至所述中心服务器；所述中心服务器对接收到的数据进行处理，所述远程监控中心根据所述中心服务器处理后的数据对各社区的管网的安全运行实施远程监控，并在线查看所有被监控管网的运行状况。
优选的是，所述公共热网管道泄漏感知系统还包括用户的移动终端，所述远程监控中心在监测到泄漏情况后，将管网泄漏事故信息及时准确地反馈到所述移动终端。
优选的是，所述公共热网管道泄漏感知系统还包括多个M-BUS中心处理器，每个所述 M-BUS中心处理器通过M-BUS总线与多个社区的M-BUS处理器连接，所述多个社区的 M-BUS处理器的数据经相应的M-BUS中心处理器和GPRS网络发送至所述中心服务器。
一种利用上述的公共热网管道泄漏感知系统感知公共热网管道泄漏的方法，包括以下步骤：
1)通过所述流量计分别采集各用户和小区的热力管网流量数据；
2)通过M-BUS处理器采集各流量计的数据，并通过GPRS网络将获取的数据发送至所述中心服务器；
3)所述中心服务器对所述数据进行处理；
4)所述远程监控中心根据所述中心服务器处理后的数据对各社区的管网的安全运行实施远程监控，并在线查看所有被监控管网的运行状况；
5)当所述远程监控中心监测到泄漏情况后，将管网泄漏事故信息及时准确地反馈到用户的移动终端，用户在所述移动终端输入用户名和密码后实时查看热网的泄漏报警信息。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过数据分析和预警阈值设定，能够实时远程监控，及时发现各监测点流量的异常变化，从而准确定位管道泄漏点，将隐蔽性强不可观察的因素转换成可视化、可感知的因素，可以同时实现供热计量、管网平衡、隐患感知等功能，有效防止事故的发生和控制泄露事故的进一步扩大。
本发明可推广至供水系统、天然气系统、输油系统等其他管道工程，对其他城市生命线系统的改进及研究也能够起到借鉴和推动作用。
附图说明
图1为本发明的基于物联网的热网管道泄漏感知系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的基于物联网技术的管道泄漏感知系统进行详细说明，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
如图所示，本发明的基于物联网的公共热网管道泄漏感知系统包括：多个流量计、多个M-BUS处理器(远程抄表系统)以及GPRS网络、中心服务器和远程监控中心。所述多个流量计分别安装在每一用户和每一小区换热站的热力管网进口处，作为热网管道监测点；所述多个M-BUS处理分别设置在每个小区和每个社区，每个所述流量计分别通过M-BUS总线线缆与所述M-BUS处理器连接，每个所述M-BUS处理器根据M-BUS标准协议采集所述流量计的数据，并通过GPRS网络将获取的数据发送至所述中心服务器；所述中心服务器对接收到的数据进行处理，所述远程监控中心根据所述中心服务器处理后的数据对各社区的管网的安全运行实施远程监控，并在线查看所有被监控管网的运行状况。
所述公共热网管道泄漏感知系统还包括用户的移动终端，所述远程监控中心在监测到泄漏情况后，将管网泄漏事故信息及时准确地反馈到所述移动终端。
所述公共热网管道泄漏感知系统还包括多个M-BUS中心处理器，每个所述M-BUS中心处理器通过M-BUS总线与多个社区的M-BUS处理器连接，所述多个社区的M-BUS处理器的数据经相应的M-BUS中心处理器和GPRS网络发送至所述中心服务器。
本发明的利用上述的公共热网管道泄漏感知系统感知公共热网管道泄漏的方法包括以下步骤：
1)通过所述流量计分别采集各用户和小区的热力管网流量数据；
2)通过M-BUS处理器采集各流量计的数据，并通过GPRS网络将获取的数据发送至所述中心服务器；
3)所述中心服务器对所述数据进行处理；
4)所述远程监控中心根据所述中心服务器处理后的数据对各社区的管网的安全运行实施远程监控，并在线查看所有被监控管网的运行状况；
5)当所述远程监控中心监测到泄漏情况后，将管网泄漏事故信息及时准确地反馈到用户的移动终端，用户在所述移动终端输入用户名和密码后实时查看热网的泄漏报警信息。
本发明中，流量计具有连接M-BUS总线的数据传输功能接口，具有累计流量记录功能和瞬时流量记录功能。M-BUS中心处理器具有连接GPRS基站的远程数据传输功能。远程监控中心将中心服务器的数据可视化，实时发送到监控中心远程实时监视屏和移动终端，并提供预警功能。
本发明中，在用户和小区换热站的热力管网进口处安装流量计，作为热网管道监测点，流量计通过M-BUS总线线缆进行连接，分别在小区和社区设立M-BUS处理器，根据M-BUS标准协议进行数据获取，并通过GPRS将获取的数据发送至中心服务器。经过中心服务器的数据处理可以对多个社区管网的安全运行实施远程监控，同时，将管网泄漏事故信息及时准确地反馈到用户的移动终端。远程监控中心在线查看所有监控管网的运行状况；个人在移动终端输入用户名和密码即可实时查看热网运行状况和泄漏报警信息。
由于供热管网是封闭运行的，因此它应该遵守流量平衡原理，即供水流量等于回水流量，同时也满足各支管流量等于总管流量，任何一个不满足就意味着流量失去平衡，即存在流量损失，而小的损失久而久之就可能会造成大的安全事故。依据并联管路特性，通过分析流量计记录的累计流量和瞬时流量数据，对流量大小变化进行实时监测，根据流量计的累计流量记录计算出供热管网的供水流量和回水流量的流量差，并预估下一站监测点的瞬时流量；流量计的瞬时流量计算出当前管路的瞬时流量大小，并与累计流量的数据进行比对分析。
将公共网络中不同采集终端的数据传输至中心服务器进行处理与存储，针对监测过程中的流量、实时数据进行信号的转换，形成量化的系统输入信息。利用先进的平台产生所需的数据信息报表，从而定位管道泄漏点。
根据不同小区规模来界定不同的供热网络的平衡范围，对于小规模的居住区，其供热量小，则系统对其设定的警阈范围窄；对于规模较大的小区，其供热量相对较大，则系统对其设定的警阈范围宽。一旦发生少量“跑、冒、滴、漏”的热量泄漏则会出现“事前”预警，提前感知泄漏点，据此对预警信号的等级进行划分，使得系统在不同的阈值范围内，判断和预报出相应的预警等级；对大量泄漏的突发管路泄漏事故，能够及时准确定位，最大程度地减少险情的发生和管网泄漏造成的损失。
Claims (4)
1.一种基于物联网的公共热网管道泄漏感知系统，其特征在于：包括多个流量计、多个M-BUS处理器以及GPRS网络、中心服务器和远程监控中心，
所述多个流量计分别安装在每一用户和每一小区换热站的热力管网进口处，作为热网管道监测点；
所述多个M-BUS处理器分别设置在每个小区和每个社区，每个所述流量计分别通过M-BUS总线线缆与所述M-BUS处理器连接，每个所述M-BUS处理器根据M-BUS标准协议采集所述流量计的数据，并通过GPRS网络将获取的数据发送至所述中心服务器；
所述中心服务器对接收到的数据进行处理，
所述远程监控中心根据所述中心服务器处理后的数据对各社区的管网的安全运行实施远程监控，并在线查看所有被监控管网的运行状况。
2.根据权利要求1所述的公共热网管道泄漏感知系统，其特征在于：还包括用户的移动终端，所述远程监控中心在监测到泄漏情况后，将管网泄漏事故信息及时准确地反馈到所述移动终端。
3.根据权利要求2所述的公共热网管道泄漏感知系统，其特征在于：还包括多个M-BUS中心处理器，每个所述M-BUS中心处理器通过M-BUS总线与多个社区的M-BUS处理器连接，所述多个社区的M-BUS处理器的数据经相应的M-BUS中心处理器和GPRS网络发送至所述中心服务器。
4.一种利用权利要求3所述的基于物联网的公共热网管道泄漏感知系统感知公共热网管道泄漏的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)通过所述流量计分别采集各用户和小区的热力管网流量数据；
2)通过M-BUS处理器采集各流量计的数据，并通过GPRS网络将获取的数据发送至所述中心服务器；
3)所述中心服务器对所述数据进行处理；
4)所述远程监控中心根据所述中心服务器处理后的数据对各社区的管网的安全运行实施远程监控，并在线查看所有被监控管网的运行状况；
5)当所述远程监控中心监测到泄漏情况后，将管网泄漏事故信息及时准确地反馈到用户的移动终端，用户在所述移动终端输入用户名和密码后实时查看热网的泄漏报警信息。
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