CN110263416A - 一种基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法及装置，其中方法包括：获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型；获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据对管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型；获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将实时监测数据输入管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值；如果计算值与监测值的偏差超过预设范围，则确定发生泄露；根据管网入口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第一压力曲线，根据管网出口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第二压力曲线；确定第一压力曲线与第二圧力曲线的交点为泄露点位置，输出泄露点位置。

Description

一种基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法及装置

技术领域

本发明涉及管网泄露检测技术领域，尤其涉及一种基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法及装置。

背景技术

天然气的主要运输手段是管道，由于其具有易燃易爆特性，管道的安全性就显得非常重要。随着我国经济的发展，能源结构的调整，城市天然气管网也在飞速发展。天然气的泄漏检测与排除就显得尤为重要。而城市燃气管网具有多分支，多附件的特点，这就决定了其泄漏检测定位的难度很大。

目前，对埋地管网泄露的检测包括以下几种方式：

(1)人工巡检：人工巡检由巡线工人手持燃气检漏仪或检漏车定期沿管道敷设路径巡视，通过看、闻、听等多种方式来判断是否有燃气泄漏。对于泥土地面，用可调节浓度大小的气敏检测仪直接在地面检测，浓度最大点与管线定位一致点即为泄漏点。但是对于城市街道常见的水泥沥青地面，气体泄漏后会沿着管道周围的裂缝、空隙、疏松土壤窜流，不能穿透漏点上方的地表，在地面探测不到，而在远离泄漏点的地面裂缝中才能探到。对于公共管沟，包括专业管道沟、电缆沟和与裂缝相通的排水沟，泄漏气体会沿着这些通道窜到很远的地方。因此，人工巡检的工作量大，每次巡检无目的性，巡检工作覆盖范围大，定位困难。

(2)现场定点布置压力、流量传感器等基于信号处理的方法：主要通过对现场传回的压力、流量信号去除干扰后，采用特殊的分析手段提取信号突变位置及突变时间而实现泄漏检测及定位。该方法受传感器布设布置和布设点数量的影响，难以实现全线管网的泄漏监测。

因此，现有技术中的人工巡检原理简单，操作方便，但浪费人力，而且不能在线实时监测，实时巡检所有管线覆盖范围，定位困难，定位精度不高。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法及装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的一个方面提供了一种基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法，包括：获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型；获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据对管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型；获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将实时监测数据输入管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值，其中，计算值至少包括管道首末端及重点节点的压力和流量值；将计算值与监测值进行比对，如果计算值与监测值的偏差超过预设范围，则确定发生泄露；根据管网入口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第一压力曲线，根据管网出口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第二压力曲线；将第一压力曲线与第二压曲线进行比较，确定第一压力曲线与第二圧力曲线的交点，将交点确定为泄露点位置，输出泄露点位置。

其中，获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型包括：获取燃气管网地理信息系统数据，对燃气管网地理信息系统中管道的材质、管径、长度、节点和位置进行配置匹配，检测管网的连通性，进行错误分析和模型重建。

其中，获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据对管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型包括：获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据确定管网物理模型的边界条件及输入参数，对管网物理模型稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；根据获取的计量数据对稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型。

其中，获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据确定管网物理模型的边界条件及输入参数，对管网物理模型进行稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；根据获取的计量数据对稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型包括：获取数据采集与监视控制系统中的管网入口压力及各出口流量，进行管网的稳态计算，根据管线沿线压力监测点的测量压力值与用户计量的流量信息，进行稳态仿真计算模型的校准和验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型。

其中，获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将实时监测数据输入管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值包括：通过实时数据接口程序将数据采集与监视控制系统中的管网工况参数按照预设时间间隔实时赋值到管网运行模型中，计算管道首末端及重点节点的计算值。

本发明另一方面提供了一种基于仿真技术的燃气管网泄漏检测装置，包括：管网物理模型建立模块，用于获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型；管网运行模型建立模块，用于获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据对管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型；计算模块，用于获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将实时监测数据输入管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值，其中，计算值至少包括管道首末端及重点节点的压力和流量值；比对模块，用于将计算值与监测值进行比对，如果计算值与监测值的偏差超过预设范围，则确定发生泄露；圧力曲线获取模块，用于根据管网入口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第一压力曲线，根据管网出口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第二压力曲线；泄露点确定模块，用于将第一压力曲线与第二压曲线进行比较，确定第一压力曲线与第二圧力曲线的交点，将交点确定为泄露点位置，输出泄露点位置。

其中，管网物理模型建立模块通过如下方式获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型：管网物理模型建立模块，具体用于获取燃气管网地理信息系统数据，对燃气管网地理信息系统中管道的材质、管径、长度、节点和位置进行配置匹配，检测管网的连通性，进行错误分析和模型重建。

其中，管网运行模型建立模块通过如下方式获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据对管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型：管网运行模型建立模块，具体用于获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据确定管网物理模型的边界条件及输入参数，对管网物理模型稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；根据获取的计量数据对稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型。

其中，管网运行模型建立模块通过如下方式获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据确定管网物理模型的边界条件及输入参数，对管网物理模型进行稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；根据获取的计量数据对稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型：管网运行模型建立模块，具体用于获取数据采集与监视控制系统中的管网入口压力及各出口流量，进行管网的稳态计算，根据管线沿线压力监测点的测量压力值与用户计量的流量信息，进行稳态仿真计算模型的校准和验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型。

其中，计算模块通过如下方式获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将实时监测数据输入管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值：计算模块，具体用于通过实时数据接口程序将数据采集与监视控制系统中的管网工况参数按照预设时间间隔实时赋值到管网运行模型中，计算管道首末端及重点节点的计算值。

由此可见，通过本发明提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法及装置，当存在管网泄漏的可能时，分别以管道入口和管道出口的SCADA系统压力传感器监测数值作为边界输入条件计算管道沿线各处压力，将计算出的两条管道压力曲线进行比较，其交点即为漏点位置计算得出的漏点位置，可以实时计算管线运行参数，根据管道泄漏造成的流量、压力等参数的变化来判断管道泄漏与否，并通过计算确定泄漏点的位置；由实时动态模型计算疑似泄漏点，再由人工小范围精细化巡检的方法，改变了现有人工巡检投入人工多，无效巡检范围大的弊端。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种具体的选取GIS管网数据建立的管网物理模型的示意图；

图3为本发明实施例提供的某计算时刻压力沿线分布图示意图；

图4为本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法一种具体流程图；

图5为本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明的核心是：利用模型对管道系统的参数进行在线估算，将估算结果按照特定的算法处理来进行泄漏故障诊断，首先需要建立管道的模型，利用流体的质量、动量、能量守恒方程等建立管内流体动态模型，此模型与实际管道同步执行，定时采集管道上的一组实际值，如管道首末端的压力和流量，运用这些测量值，由模型观测管道中流体的压力和流量值，然后将这些观测值与实测值作比较来检漏，若二者不一致，则说明管道发生泄漏。泄漏检测和定位分三步，首先根据管道入口端的压力传感器数据计算管道各处压力；然后根据管道出口端的压力传感器数据计算管道各处压力；再将计算出的两条管道压力曲线进行比较，其交点即为漏点位置。

图1示出了本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法的流程图，参见图1，本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法，包括：

S1，获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型。

具体地，在现有燃气管网的地理信息系统(Geographic Information System或Geo－Information system，GIS)的基础上，获取该地理信息系统的数据，以便利用该地理信息系统的数据建立管网物理模型。

作为一个具体实施例，选取某燃气集团亦庄区域中压管网数据为例进行计算，管线长度305.00KM，有调压站4座，调压箱434个，实现108个远程站点监控，SCADA监控系统沿线压力监测点300多个。选取GIS管网数据如下图2所示，生成中压管网物理模型。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型包括：获取燃气管网地理信息系统数据，对燃气管网地理信息系统中管道的材质、管径、长度、节点和位置进行配置匹配，检测管网的连通性，进行错误分析和模型重建。通过利用地理信息系统数据可以精确得到管网物理模型。

S2，获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据对管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型。

具体地，在现有的燃气管网的数据采集与监视控制系统(Supervisory ControlAnd Data Acquisition，SCADA)的基础上，获取该数据采集与监视控制系统的监测数据，以便利用该监测数据建立管网运行模型。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据对管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型包括：获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据确定管网物理模型的边界条件及输入参数，对管网物理模型稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；根据获取的计量数据对稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型。具体地，作为本发明实施例的一个可选实施方式，获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据确定管网物理模型的边界条件及输入参数，对管网物理模型进行稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；根据获取的计量数据对稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型包括：获取数据采集与监视控制系统中的管网入口压力及各出口流量，进行管网的稳态计算，根据管线沿线压力监测点的测量压力值与用户计量的流量信息，进行稳态仿真计算模型的校准和验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型。

具体地，在获取到数据采集与监视控制系统的监测数据的基础上，可以对管网工况参数赋值，选取SCADA系统中的管网入口压力及各出口流量，进行管网的稳态计算，根据管线沿线压力监测点的测量压力值与用户计量的流量信息，进行模型的校准和验证，从而可以使得建立的动态管网模型(管网运行模型)与实际运行工况相符。

S3，获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将实时监测数据输入管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值，其中，计算值至少包括管道首末端及重点节点的压力和流量值；

S4，将计算值与监测值进行比对，如果计算值与监测值的偏差超过预设范围，则确定发生泄露。

具体地，通过利用实时监测数据和管网运行模型可以确定是否发生泄露。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将实时监测数据输入管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值包括：通过实时数据接口程序将数据采集与监视控制系统中的管网工况参数按照预设时间间隔实时赋值到管网运行模型中，计算管道首末端及重点节点的计算值。

具体地，通过实时数据接口程序将SCADA系统中的管网工况参数实时赋值到动态管网模型(管网运行模型)中(例如预设时间间隔为每2min赋值一次)，在线动态仿真模型计算管道末端及重点监测节点的压力和流量值，将重点监测节点上的模型计算压力值与SCADA系统中的实时监测值进行比对，当偏差范围在预设范围(例如5％)以内则认为管线运行正常，若偏差范围超出预设范围(例如5％)则认为存在管网泄漏的可能。

S5，根据管网入口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第一压力曲线，根据管网出口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第二压力曲线；

S6，将第一压力曲线与第二压曲线进行比较，确定第一压力曲线与第二圧力曲线的交点，将交点确定为泄露点位置，输出泄露点位置。

具体地，当存在管网泄漏的可能时，分别以管道入口和管道出口的SCADA系统压力传感器监测数值作为边界输入条件计算管道沿线各处压力，将计算出的两条管道压力曲线(如图3所示)进行比较，其交点即为漏点位置。计算得出的漏点位置可用于指导人工精细化小范围泄漏巡检，节省人员劳动力，使巡检的方式由无目的性被动巡检变为有疑似泄漏范围主动巡检。

由此可见，利用本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法，当存在管网泄漏的可能时，分别以管道入口和管道出口的SCADA系统压力传感器监测数值作为边界输入条件计算管道沿线各处压力，将计算出的两条管道压力曲线进行比较，其交点即为漏点位置计算得出的漏点位置，可以实时计算管线运行参数，根据管道泄漏造成的流量、压力等参数的变化来判断管道泄漏与否，并通过计算确定泄漏点的位置；由实时动态模型计算疑似泄漏点，再由人工小范围精细化巡检的方法，改变了现有人工巡检投入人工多，无效巡检范围大的弊端。

以下，结合图4，对本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法的一种具体流程进行说明：

根据城市管网GIS数据，建立管网物理模型；

根据SCADA数据，确定模型的边界条件及输入参数；

进行管网模型稳态仿真计算；

根据SCADA数据、用户计量数据对模型进行调整与验证；

建立与实际运行情况相符的管网运行模型；

将SCADA实时监控数据输入管网运行模型计算管道首末端及重点监测节点的压力和流量值；

将计算值与监测值进行比对，如果一致则无泄漏，如果不一致，且超出偏差范围，则确认发生泄露；

将管网入口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到压力曲线图，将管网出口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到压力曲线图；

将两个压力曲线进行比较，将曲线交叉点作为泄露点位置进行提示或输出。

由此可见，利用本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法，可以实时计算管线运行参数，根据管道泄漏造成的流量、压力等参数的变化来判断管道泄漏与否，并通过计算确定泄漏点的位置。可以解决全线管网的实时泄漏状态监控，将泄漏范围限定在小范围内或者直接得出疑似泄漏点，并可以解决人工巡检的工作量大，每次巡检无目的性，巡检工作覆盖范围大的弊端，该计算方法得出的结论可用于指导人工定点定位精细化巡检，也可以解决受布设传感器监测点，监测范围受限的弊端，并且可以实现全线的实时泄漏状态监测。

图5示出了本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测装置的结构示意图，本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测装置应用于上述方法，以下仅对基于仿真技术的燃气管网泄漏检测装置的结构进行简要说明，其他未尽事宜，请参考上述方法中的相关描述，在此不再赘述，参见图5，本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测装置，包括：

管网物理模型建立模块501，用于获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型；

管网运行模型建立模块502，用于获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据对管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型；

计算模块503，用于获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将实时监测数据输入管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值，其中，计算值至少包括管道首末端及重点节点的压力和流量值；

比对模块504，用于将计算值与监测值进行比对，如果计算值与监测值的偏差超过预设范围，则确定发生泄露；

圧力曲线获取模块505，用于根据管网入口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第一压力曲线，根据管网出口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第二压力曲线；

泄露点确定模块506，用于将第一压力曲线与第二压曲线进行比较，确定第一压力曲线与第二圧力曲线的交点，将交点确定为泄露点位置，输出泄露点位置。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，管网物理模型建立模块501通过如下方式获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型：管网物理模型建立模块501，具体用于获取燃气管网地理信息系统数据，对燃气管网地理信息系统中管道的材质、管径、长度、节点和位置进行配置匹配，检测管网的连通性，进行错误分析和模型重建。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，管网运行模型建立模块502通过如下方式获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据对管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型：管网运行模型建立模块502，具体用于获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据确定管网物理模型的边界条件及输入参数，对管网物理模型稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；根据获取的计量数据对稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，管网运行模型建立模块502通过如下方式获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用监测数据确定管网物理模型的边界条件及输入参数，对管网物理模型进行稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；根据获取的计量数据对稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型：管网运行模型建立模块502，具体用于获取数据采集与监视控制系统中的管网入口压力及各出口流量，进行管网的稳态计算，根据管线沿线压力监测点的测量压力值与用户计量的流量信息，进行稳态仿真计算模型的校准和验证，建立与实际运行情况相符的管网运行模型。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，计算模块503通过如下方式获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将实时监测数据输入管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值：计算模块503，具体用于通过实时数据接口程序将数据采集与监视控制系统中的管网工况参数按照预设时间间隔实时赋值到管网运行模型中，计算管道首末端及重点节点的计算值。

由此可见，利用本发明实施例提供的基于仿真技术的燃气管网泄漏检测装置，当存在管网泄漏的可能时，分别以管道入口和管道出口的SCADA系统压力传感器监测数值作为边界输入条件计算管道沿线各处压力，将计算出的两条管道压力曲线进行比较，其交点即为漏点位置计算得出的漏点位置，可以实时计算管线运行参数，根据管道泄漏造成的流量、压力等参数的变化来判断管道泄漏与否，并通过计算确定泄漏点的位置；由实时动态模型计算疑似泄漏点，再由人工小范围精细化巡检的方法，改变了现有人工巡检投入人工多，无效巡检范围大的弊端。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于仿真技术的燃气管网泄漏检测方法，其特征在于，包括：

获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型；

获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用所述监测数据对所述管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型；

获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将所述实时监测数据输入所述管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值，其中，所述计算值至少包括所述管道首末端及所述重点节点的压力和流量值；

将所述计算值与监测值进行比对，如果所述计算值与所述监测值的偏差超过预设范围，则确定发生泄露；

根据管网入口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第一压力曲线，根据管网出口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第二压力曲线；

将所述第一压力曲线与所述第二压曲线进行比较，确定所述第一压力曲线与所述第二圧力曲线的交点，将所述交点确定为泄露点位置，输出所述泄露点位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型包括：

获取所述燃气管网地理信息系统数据，对所述燃气管网地理信息系统中管道的材质、管径、长度、节点和位置进行配置匹配，检测管网的连通性，进行错误分析和模型重建。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用所述监测数据对所述管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型包括：

获取所述数据采集与监视控制系统的监测数据，利用所述监测数据确定所述管网物理模型的边界条件及输入参数，对所述管网物理模型稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；

根据获取的计量数据对所述稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的所述管网运行模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述数据采集与监视控制系统的监测数据，利用所述监测数据确定所述管网物理模型的边界条件及输入参数，对所述管网物理模型进行稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；根据获取的计量数据对所述稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的所述管网运行模型包括：

获取数据采集与监视控制系统中的管网入口压力及各出口流量，进行管网的稳态计算，根据管线沿线压力监测点的测量压力值与用户计量的流量信息，进行所述稳态仿真计算模型的校准和验证，建立与实际运行情况相符的所述管网运行模型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将所述实时监测数据输入所述管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值包括：

通过实时数据接口程序将数据采集与监视控制系统中的管网工况参数按照预设时间间隔实时赋值到所述管网运行模型中，计算管道首末端及重点节点的计算值。

6.一种基于仿真技术的燃气管网泄漏检测装置，其特征在于，包括：

管网物理模型建立模块，用于获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型；

管网运行模型建立模块，用于获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用所述监测数据对所述管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型；

计算模块，用于获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将所述实时监测数据输入所述管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值，其中，所述计算值至少包括所述管道首末端及所述重点节点的压力和流量值；

比对模块，用于将所述计算值与监测值进行比对，如果所述计算值与所述监测值的偏差超过预设范围，则确定发生泄露；

圧力曲线获取模块，用于根据管网入口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第一压力曲线，根据管网出口端压力监测数据作为边界条件计算沿线压力分布，得到第二压力曲线；

泄露点确定模块，用于将所述第一压力曲线与所述第二压曲线进行比较，确定所述第一压力曲线与所述第二圧力曲线的交点，将所述交点确定为泄露点位置，输出所述泄露点位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述管网物理模型建立模块通过如下方式获取燃气管网地理信息系统数据，建立管网物理模型：

所述管网物理模型建立模块，具体用于获取所述燃气管网地理信息系统数据，对所述燃气管网地理信息系统中管道的材质、管径、长度、节点和位置进行配置匹配，检测管网的连通性，进行错误分析和模型重建。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述管网运行模型建立模块通过如下方式获取数据采集与监视控制系统的监测数据，利用所述监测数据对所述管网物理模型进行调整和验证，得到管网运行模型：

所述管网运行模型建立模块，具体用于获取所述数据采集与监视控制系统的监测数据，利用所述监测数据确定所述管网物理模型的边界条件及输入参数，对所述管网物理模型稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；根据获取的计量数据对所述稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的所述管网运行模型。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述管网运行模型建立模块通过如下方式获取所述数据采集与监视控制系统的监测数据，利用所述监测数据确定所述管网物理模型的边界条件及输入参数，对所述管网物理模型进行稳态仿真计算，得到稳态仿真计算模型；根据获取的计量数据对所述稳态仿真计算模型进行调整与验证，建立与实际运行情况相符的所述管网运行模型：

所述管网运行模型建立模块，具体用于获取数据采集与监视控制系统中的管网入口压力及各出口流量，进行管网的稳态计算，根据管线沿线压力监测点的测量压力值与用户计量的流量信息，进行所述稳态仿真计算模型的校准和验证，建立与实际运行情况相符的所述管网运行模型。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，计算模块通过如下方式获取数据采集与监视控制系统的实时监测数据，将所述实时监测数据输入所述管网运行模型计算管道首末端及重点节点的计算值：

所述计算模块，具体用于通过实时数据接口程序将数据采集与监视控制系统中的管网工况参数按照预设时间间隔实时赋值到所述管网运行模型中，计算管道首末端及重点节点的计算值。