CN108591839A - 一种高层建筑天然气立管安全防护预警系统及预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高层建筑天然气立管安全防护预警系统，包括：传感光缆、光信号采集器、光纤接口、光电解调器和监控计算机；所述传感光缆沿所述立管铺设，一端设置有用于采集光信号的所述光信号采集器，另一端与所述光纤接口连接；所述光纤接口与所述光电解调器连接，所述光电解调器与所述监控计算机连接；所述传感光缆获取到所述立管相关参数变化时，所述传感光缆纤芯内光信号发生折射，通过所述光纤接口传输至所述光电解调器，光电解调器将光信号转换为电信号，电信号通过电线传输给所述监控计算机；所述监控计算机根据获取到的立管变化相关参数，匹配预警等级发出预警信号；可实现对高层建筑天然气立管的实时在线监测与预警。
Description
技术领域
本发明涉及天然气管道监测技术领域，尤其是涉及一种高层建筑天然气立管安全防护预警系统及预警方法。
背景技术
近年来市政建设迅速，兴建了许多高层建筑。在室内天然气管道的设计中需考虑的问题较多，如附加压力大，高层建筑沉降量大，立管较长且热伸缩量大，并且管道周边的第三方施工以及恶意破坏对管道安全带来了极大的危害。一旦发生第三方施工破坏或者其他因素导致的管道泄漏，后果很严重。如何在管道遭受破坏之前及时发现并制止危害事件是管道业主最为关心的问题。
现有技术中管道光纤预警技术的出现对于管道安全具有不可估量的意义，但并未实现实时在线监测与预警功能，部分需要人工参与和确认，智能化不够高。
因此，对于高层建筑天然气立管的安全问题，如何提供一种可实现实时在线监测并能及时预警的系统，是同行业技术人员亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种高层建筑天然气立管安全防护预警系统及预警方法，该系统可实现对高层建筑天然气立管的实时在线监测与预警。
第一方面，本发明实施例提供一种高层建筑天然气立管安全防护预警系统，包括：传感光缆、光信号采集器、光纤接口、光电解调器和监控计算机；
所述传感光缆沿所述立管铺设，一端设置有用于采集光信号的所述光信号采集器，另一端与所述光纤接口连接；
所述光纤接口与所述光电解调器连接，所述光电解调器与所述监控计算机连接；
所述传感光缆获取到所述立管相关参数变化时，所述传感光缆纤芯内光信号发生折射，通过所述光纤接口传输至所述光电解调器，所述光电解调器将光信号转换为电信号，电信号通过电线传输给所述监控计算机；所述监控计算机根据获取到的立管变化相关参数，匹配预警等级发出预警信号。
所述立管相关参数包括：外围温度参数、外围振动参数和外围应力参数。
在一个实施例中，所述系统还包括：设置在高层建筑上的沉降监测仪和与所述沉降监测仪连接的通信模块；所述通信模块通过无线传输与所述监控计算机连接。
在一个实施例中，所述系统还包括：监控探头，对所述立管进行现场拍照和摄像，用于信息的收集和取证。
在一个实施例中，所述传感光缆包含传感光纤和定位光纤，两纤共用一纤芯；
所述纤芯内光信号发生折射，根据所述光电解调器接收到光信号的时间差和光纤折射率，确定所述立管外围相关参数变化异常点位置。
在一个实施例中，所述系统还包括声光报警器；所述声光报警器与所述监控计算机连接，根据所述预警信号发出声光提醒。
第二方面，本发明实施例还提供一种预警方法，使用上述实施例中任一项所述的一种高层建筑天然气立管安全防护预警系统，实现对高层建筑物天然气立管的监控管理。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
本发明实施例提供的一种高层建筑天然气立管安全防护预警系统，包括：传感光缆、光信号采集器、光纤接口、光电解调器和监控计算机；所述传感光缆沿所述立管铺设，一端设置有用于采集光信号的所述光信号采集器，另一端与所述光纤接口连接；所述光纤接口与所述光电解调器连接，所述光电解调器与所述监控计算机连接；所述传感光缆获取到所述立管相关参数变化时，所述传感光缆纤芯内光信号发生折射，通过所述光纤接口传输至所述光电解调器，所述光电解调器将光信号转换为电信号，电信号通过电线传输给所述监控计算机；所述监控计算机根据获取到的立管变化相关参数，匹配预警等级发出预警信号；可实现对高层建筑天然气立管的实时在线监测与预警。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的高层建筑天然气立管安全防护预警系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的监控计算机包括的模块示意图；
其中：1-传感光缆，2-光信号采集器，3-光纤接口，4-光电解调器，5-监控计算机，6-沉降监测仪，7-通信模块，8-监控探头，51-管道图像预置模块，52-异常管道标记模块，53-环境数据标记模块，54-图像合成模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明实施例提供了一种高层建筑天然气立管安全防护预警系统，参照图1所示，包括：传感光缆1、光信号采集器2、光纤接口3、光电解调器4和监控计算机5；
其中传感光缆1沿天然气立管同向铺设，传感光缆1一端设置有用于采集光信号的光信号采集器2，传感光缆1另一端与光纤接口3连接；
光纤接口3与光电解调器4连接，光电解调器4与监控计算机5连接；
为了更精确和获得更全面的数据，将传感光缆1等距离螺旋式紧贴立管缠绕布线。当传感光缆1获取到立管相关参数变化时，比如立管外围温度参数、立管外围振动参数和外围应力参数，发生较大波动时，该传感光缆1纤芯内光信号发生折射，通过光纤接口3传输至光电解调器4，光电解调器4将光信号转换为电信号，电信号通过再传输给监控计算机5；监控计算机5根据获取到的立管变化相关参数，匹配相对应的立管安全状况等级，并判断发生何种险情，发出相应的预警信号。该系统可实现对高层建筑天然气立管的实时在线监测与预警，对施工产生的振动、人为破坏、突发火灾导致的温度变化、天然气泄漏等典型事件进行有效区分和精确定位，并能实现多点多事件同时报警，有效提高报警的准确性。
在一个实施例中，上述传感光缆包含传感光纤和定位光纤，两纤共用一纤芯，可实现数据的传输与定位功能。参照图1所示，以振动参数变化为例，光信号采集器采集光信号，该光信号进入纤芯，当传感光缆感受到外界振动时，纤芯内的光信号发生折射，导致通过光纤接口到达光电解调器的光信号强度及时间发送变化，根据光电解调器接收到光信号的时间差和光纤折射率，采用定位公式一：
X＝L-C/N*t
其中：X为振动信号产生位置；C为光速；N为光折射率；t为光纤抵达光电解调器的时间差。
可对振动信号产生位置进行定位。监控计算机对获取到的由光信号转换为电信号的数据，进行分析和处理，确定立管破坏的类型，并最终发出预警信号。该预警系统安装方便，易用性强，适用于高层建筑天然气立管的安全防护预警工作。
在一个实施例中，需要考虑到高层建筑物的沉降对立管安装的影响，可能由于地质松软，很容易产生建筑物沉降，而且一般在竣工5年后沉降速度最大。建筑物的沉降对天然气引入管的影响非常严重，因为建筑物产生沉降时，固定在建筑物上的天然气管道与建筑物一同下降，而埋设在室外的天然气引入管是静止的，这样天然气管道就会变形产生切应力，当切应力达到管道承受极限时，管道就会断裂，造成天然气泄漏。因此有必要对高层建筑物的沉降实时监测，根据沉降量采取相应的措施。
本实施例中，为了实时获取高层建筑物的沉降，该预警系统还包括设置在高层建筑物上的沉降监测仪和与该沉降监测仪连接的通信模块，沉降监测仪获取到的沉降数据通过通信模块传输到监控计算机，监控计算机根据获取到的沉降数据，发出预警提醒，并匹配相应的应对措施，比如在管道穿墙处扩大竖槽。
另外，高层建筑因其立管长，管道自重较大，受环境温度变化影响，管道热胀冷缩，就会胀缩变形和产生热应力。该系统也可以实施获取该形变量和热应力。
进一步地，参照图1所示，该系统还包括：监控探头8，在告警区域可自动将摄像头对准过去。通过摄像头将异常点的情况进行拍照和摄像，便于管理员查看，也方便信息的收集和取证。
上述监控计算机，可以用于图像处理，参见附图2，监控计算机包括：管道图像预置模块51、异常管道标记模块52、环境数据标记模块53和图像合成模块54，管道图像预置模块51与异常管道标记模块52和环境数据标记模块53连接，管道图像预置模块51存储有预先绘制好的管道图像，异常管道标记模块52和环境数据标记模块53均与图像合成模块54连接。
监控计算机整合图像合成模块54合成的数据与监控探头8拍摄的视频，将管道异常点及管道周围环境数据标记在预先绘制好管道图像上，可以清楚的显示管道状态信息，直观显示地理信息坐标(或标示物)；直观展示各类预警信息发生的位置、采集方式、预警类别、等级、时间等必要信息；当点击标记异常点时，可以在新图层中展示监控探头拍摄的实时画面。
其中可预警点的颜色用于区分预警类别，如红色代表“泄露预警”，橙色代表“施工预警”，黄色代表“温度预警”，蓝色代表“振动预警”。方便该系统的管理员清楚的查看管道状态，使系统更加人性化。
进一步地，该系统还可以包括声光报警器，与上述监控计算机连接，根据预警等级发出相应的声光提醒。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种预警方法，由于该预警方法所解决问题的原理与前述预警系统相似，因此该预警方法的实施可以参见前述预警系统的实施，重复之处不再赘述。
本发明实施例还提供一种预警方法，使用如上述任一项实施例所提供的高层建筑天然气立管安全防护预警系统，可实现对高层建筑天然气立管的实时在线监测与预警，对施工产生的振动、人为破坏、突发火灾导致的温度变化、天然气泄漏等典型事件进行有效区分和精确定位，并能实现多点多事件同时报警，有效提高报警的准确性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种高层建筑天然气立管安全防护预警系统，其特征在于，包括：传感光缆、光信号采集器、光纤接口、光电解调器和监控计算机；
所述传感光缆沿所述立管铺设，一端设置有用于采集光信号的所述光信号采集器，另一端与所述光纤接口连接；
所述光纤接口与所述光电解调器连接，所述光电解调器与所述监控计算机连接；
所述传感光缆获取到所述立管相关参数变化时，所述传感光缆纤芯内光信号发生折射，通过所述光纤接口传输至所述光电解调器，所述光电解调器将光信号转换为电信号，电信号通过电线传输给所述监控计算机；所述监控计算机根据获取到的立管变化相关参数，匹配预警等级发出预警信号。
所述立管相关参数包括：外围温度参数、外围振动参数和外围应力参数。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：设置在高层建筑上的沉降监测仪和与所述沉降监测仪连接的通信模块；所述通信模块通过无线传输与所述监控计算机连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：监控探头，对所述立管进行现场拍照和摄像，用于信息的收集和取证。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感光缆包含传感光纤和定位光纤，两纤共用一纤芯；
所述纤芯内光信号发生折射，根据所述光电解调器接收到光信号的时间差和光纤折射率，确定所述立管外围相关参数变化异常点位置。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括声光报警器；所述声光报警器与所述监控计算机连接，根据所述预警信号发出声光提醒。
6.一种预警方法，其特征在于，使用如权利要求1-5任一项所述的一种高层建筑天然气立管安全防护预警系统，实现对高层建筑物天然气立管的监控管理。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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