CN110500507A - 一种基于物联网的燃气地下管线实时管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的燃气地下管线实时管理系统，包括服务器、管线流量控制装置、管线检测传感设备，服务器与管线流量控制装置、管线探测传感设备通信连接。服务器包括管线实时监控模块、管线初始信息数据库、管线动态信息数据库、实时通信接口。管线流量控制装置包括多个流量控制阀、燃气截止阀、备用燃气截止阀。管线检测传感设备包括多个流量表、压力表、温度表。本方案还公开了一种基于物联网的燃气地下管线实时管理方法，包括数据采集、数据传输、数据分析、管线监控等过程。本发明采用能够实时监控地下管线运行情况的方案，具有能够实时智能监控地下管线的特点。

Description

一种基于物联网的燃气地下管线实时管理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种地下管线输送系统及方法，特别涉及一种基于物联网的燃气地下管线实时管理系统及方法，属于地下管线管理领域。

背景技术

城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”，担负着城市中各种资源和信息的传输任务，城市的正常运转需要地下管线合理布局，统筹兼顾。我国的城市化进程开始较晚，在城市的快速发展中，地下管线规划和管理缺位，运行监测体系不完善，地下管线资料不全，位置误差较大，经常出现挖损管线、管线老化泄露等情况，造成停水、停电、停气、交通中断、通讯中断等事故，影响城市运行质量和效率。城市管理者需要通过智能管理系统对地下管网的信息进行采集，进行分析，及时做出合理的处理维护措施，将城市地下管网事故消灭在萌芽阶段，防患于未然。

发明内容

本发明基于物联网的燃气地下管线实时管理系统及方法公开了新的方案，采用能够实时监控地下管线运行情况的方案，解决了现有方案无法实现智能监控地下管线的问题。

本发明基于物联网的燃气地下管线实时管理系统包括服务器、管线流量控制装置、管线检测传感设备，服务器与管线流量控制装置、管线探测传感设备通信连接。服务器包括管线实时监控模块、管线初始信息数据库、管线动态信息数据库、实时通信接口，管线实时监控模块用于实时监控管线营运，管线初始信息数据库用于存储管理管线初始信息，管线动态信息数据库用于存储管理管线动态信息，实时通信接口用于实现服务器与管线流量控制装置、管线探测传感设备的通信连接。管线流量控制装置包括多个流量控制阀、燃气截止阀、备用燃气截止阀，流量控制阀用于控制燃气的流量，燃气截止阀用于截断燃气流量，备用燃气截止阀用于启闭应急备用管线。管线检测传感设备包括多个流量表、压力表、温度表，流量表用于实时采集管线的流量信息，压力表用于实时采集管线的压力信息，温度表用于实时采集管线的温度信息。

进一步，本方案的燃气地下管线实时管理系统还包括移动端，移动端包括系统主界面、管线改扩建信息交互界面，管线改扩建信息交互界面用于巡线、施工人员与管线初始信息数据库、管线动态信息数据库进行信息交互。

进一步，本方案的服务器还包括燃气用量采集模块、燃气用量信息数据库，燃气用量采集模块用于采集用户的燃气用量信息，燃气用量信息数据库用于存储管理用户的燃气用量信息。

本方案还公开了一种基于物联网的燃气地下管线实时管理方法，燃气地下管线实时管理方法基于燃气地下管线实时管理系统，燃气地下管线实时管理系统包括服务器、管线流量控制装置、管线检测传感设备，服务器与管线流量控制装置、管线探测传感设备通信连接。服务器包括管线实时监控模块、管线初始信息数据库、管线动态信息数据库、实时通信接口。管线流量控制装置包括多个流量控制阀、燃气截止阀、备用燃气截止阀。管线检测传感设备包括多个流量表、压力表、温度表。包括过程：设在地下管线上的多个流量表、压力表、温度表将实时采集到的地下管线内燃气的流量、压力、温度信息通过实时通信接口存入管线动态信息数据库，管线实时监控模块调取管线初始信息数据库、管线动态信息数据库的数据根据设定的算法判断地下管线是否存在故障，管线实时监控模块根据存在故障的判断结果进一步判断地下管线发生故障的部位，管线实时监控模块关闭距离管线发生故障部位最近的燃气截止阀来阻止燃气外泄，管线实时监控模块开启管线发生故障部位的备用管线上的备用燃气截止阀来恢复正常供气，管线实时监控模块根据设定的算法控制地下管线上的流量控制阀来调节管线的供气流量。

进一步，本方案的方法的燃气地下管线实时管理系统还包括移动端，移动端包括系统主界面、管线改扩建信息交互界面，巡线、施工人员通过管线改扩建信息交互界面调用管线实时监控模块调取、修改管线初始信息数据库、管线动态信息数据库的数据信息。

进一步，本方案的方法的服务器还包括燃气用量采集模块、燃气用量信息数据库，燃气用量采集模块采集地下管线采集点的流量表发送的燃气用量信息存入燃气用量信息数据库供后台统计模块生成燃气用量收费表。

本发明基于物联网的燃气地下管线实时管理系统及方法采用能够实时监控地下管线运行情况的方案，具有能够实时智能监控地下管线的特点。

附图说明

图1是本发明基于物联网的燃气地下管线实时管理系统的原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明基于物联网的燃气地下管线实时管理系统包括服务器、管线流量控制装置、管线检测传感设备，服务器与管线流量控制装置、管线探测传感设备通信连接。服务器包括管线实时监控模块、管线初始信息数据库、管线动态信息数据库、实时通信接口，管线实时监控模块用于实时监控管线营运，管线初始信息数据库用于存储管理管线初始信息，管线动态信息数据库用于存储管理管线动态信息，实时通信接口用于实现服务器与管线流量控制装置、管线探测传感设备的通信连接。管线流量控制装置包括多个流量控制阀、燃气截止阀、备用燃气截止阀，流量控制阀用于控制燃气的流量，燃气截止阀用于截断燃气流量，备用燃气截止阀用于启闭应急备用管线。管线检测传感设备包括多个流量表、压力表、温度表，流量表用于实时采集管线的流量信息，压力表用于实时采集管线的压力信息，温度表用于实时采集管线的温度信息。上述方案采用能够实时监控地下管线运行情况的方案，大幅提高了系统的智能自动化监控水平。

为了实现根据维护、维修进度实时更新管线信息，本方案的燃气地下管线实时管理系统还包括移动端，移动端包括系统主界面、管线改扩建信息交互界面，管线改扩建信息交互界面用于巡线、施工人员与管线初始信息数据库、管线动态信息数据库进行信息交互。为了进一步提高数据采集的效率，节约人工采集过程，本方案的服务器还包括燃气用量采集模块、燃气用量信息数据库，燃气用量采集模块用于采集用户的燃气用量信息，燃气用量信息数据库用于存储管理用户的燃气用量信息。

本方案还公开了一种基于物联网的燃气地下管线实时管理方法，燃气地下管线实时管理方法基于燃气地下管线实时管理系统，燃气地下管线实时管理系统包括服务器、管线流量控制装置、管线检测传感设备，服务器与管线流量控制装置、管线探测传感设备通信连接。服务器包括管线实时监控模块、管线初始信息数据库、管线动态信息数据库、实时通信接口。管线流量控制装置包括多个流量控制阀、燃气截止阀、备用燃气截止阀。管线检测传感设备包括多个流量表、压力表、温度表。包括过程：设在地下管线上的多个流量表、压力表、温度表将实时采集到的地下管线内燃气的流量、压力、温度信息通过实时通信接口存入管线动态信息数据库，管线实时监控模块调取管线初始信息数据库、管线动态信息数据库的数据根据设定的算法判断地下管线是否存在故障，管线实时监控模块根据存在故障的判断结果进一步判断地下管线发生故障的部位，管线实时监控模块关闭距离管线发生故障部位最近的燃气截止阀来阻止燃气外泄，管线实时监控模块开启管线发生故障部位的备用管线上的备用燃气截止阀来恢复正常供气，管线实时监控模块根据设定的算法控制地下管线上的流量控制阀来调节管线的供气流量。上述方案采用能够实时监控地下管线运行情况的方案，在实时监控管线的基础上及时发现、排出管线故障，大幅提高了管线的效率。

上述涉及的算法可以采用分析对比的方式发现管线的故障部位，例如，可以将相邻或相近的传感器采集得到的参数差异与预设的标准值或阈值进行比较，当比较结果超出一定范围时即可判断该段管线存在泄漏等故障，管线实时监控模块提取该故障部位的标识信息，并根据该信息获得距离故障部位最近的截止阀标识，据此关闭该截止阀来阻止泄漏，并开启对应的备用截止阀及时恢复供气。

为了实现根据维护、维修进度实时更新管线信息，本方案的方法的燃气地下管线实时管理系统还包括移动端，移动端包括系统主界面、管线改扩建信息交互界面，巡线、施工人员通过管线改扩建信息交互界面调用管线实时监控模块调取、修改管线初始信息数据库、管线动态信息数据库的数据信息。为了进一步提高数据采集的效率，节约人工采集过程，本方案的方法的服务器还包括燃气用量采集模块、燃气用量信息数据库，燃气用量采集模块采集地下管线采集点的流量表发送的燃气用量信息存入燃气用量信息数据库供后台统计模块生成燃气用量收费表。

本方案涉及的各种管线流量控制装置、管线探测传感设备(阀门、传感器)都具有远程通信功能或可以通过附件的基站或信号转接设备实现远程通信，其供电方式可以采用就近电网供电或采用太阳能、风能电池供电。

城市管网主要位于地下，管线的空间位置信息可以通过施工资料获得，但管线自身寿命、负荷运行情况、外界对其影响的情况等以及与地下管线健康运行有关的其他关键信息的采集是一个比较难以解决的问题，而物联网则可通过各种传感器轻松获取地下管线自身及运行情况的关键参数，从而解决城市地下管线智能动态监控的问题。基于物联网技术的城市地下管线智能管理体系的日趋完善，可以把城市管理中枢和城市各功能模块有机地结合起来，从而提高城市管理的水平，满足城市规划、建设和管理的需要。物联网是指在互联网基础上整合传感、通信和信息处理等技术，按约定的协议把相关物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。通过地下管线智能管理系统可以将埋于地下的各种处于地下的管线相关信息集中到一个综合信息管理分析平台上，为城市的规划建设和管理决策、应急处置提供信息服务。物联网技术的核心是物物相联，智能化相关、合作，利用物联网技术的特点可以实现城市地下管线信息的采集、传输、分析、应用的整个过程。

城市地下管线智能管理系统主要包括感知层、传输层、应用层。感知层(管线检测传感设备)由各种类型的传感器组成，可实时获得地下管线的各种相关信息，包括空间位置、尺寸规格、材质、传输物质、传输状态、腐蚀情况、泄露点位置、大小等管线自身健康情况信息。管线智能传感器实时收集管线运行中的工作状态信息、管线的空间位置及自身属性信息，并传送给传输层设备。传输层通过网络将感知层获得的数据由现场实时传输到服务器。应用层是城市地下管线智能管理系统功能的具体实现平台，应用层软件可以通过各种数据接口与城市其他领域的管理系统进行共享数据。

感知层通过预埋于管线自身或附近的各类传感器实现对地下管线多维参数的获取。地下管线智能管理系统具备强大的空间数据库功能，可以将一个城市的基础地理信息、各种管线空间信息、负荷运行信息及自身健康状况信息等复杂的属性信息一体化存储，并实观信息实时动态更新。系统对地下管线多参数进行监测分析，及时对管线中传输物质的运行状态作出判断，对管线运行中的突发事故作出紧急处理，同时可以指导市政管理部门对管线进行预防性维护和科学管理，最终实现城市地下管线的智能化管理。

本方案的基于物联网的燃气地下管线实时管理系统及方法并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。

Claims (6)

1.一种基于物联网的燃气地下管线实时管理系统，其特征是包括服务器、管线流量控制装置、管线检测传感设备，所述服务器与所述管线流量控制装置、管线探测传感设备通信连接，

所述服务器包括管线实时监控模块、管线初始信息数据库、管线动态信息数据库、实时通信接口，所述管线实时监控模块用于实时监控管线营运，所述管线初始信息数据库用于存储管理管线初始信息，所述管线动态信息数据库用于存储管理管线动态信息，所述实时通信接口用于实现所述服务器与所述管线流量控制装置、管线探测传感设备的通信连接，

所述管线流量控制装置包括多个流量控制阀、燃气截止阀、备用燃气截止阀，所述流量控制阀用于控制燃气的流量，所述燃气截止阀用于截断燃气流量，所述备用燃气截止阀用于启闭应急备用管线，

所述管线检测传感设备包括多个流量表、压力表、温度表，所述流量表用于实时采集管线的流量信息，所述压力表用于实时采集管线的压力信息，所述温度表用于实时采集管线的温度信息。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的燃气地下管线实时管理系统，其特征在于，所述燃气地下管线实时管理系统还包括移动端，所述移动端包括系统主界面、管线改扩建信息交互界面，所述管线改扩建信息交互界面用于巡线、施工人员与所述管线初始信息数据库、管线动态信息数据库进行信息交互。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的燃气地下管线实时管理系统，其特征在于，所述服务器还包括燃气用量采集模块、燃气用量信息数据库，所述燃气用量采集模块用于采集用户的燃气用量信息，所述燃气用量信息数据库用于存储管理用户的燃气用量信息。

4.一种基于物联网的燃气地下管线实时管理方法，所述燃气地下管线实时管理方法基于燃气地下管线实时管理系统，所述燃气地下管线实时管理系统包括服务器、管线流量控制装置、管线检测传感设备，所述服务器与所述管线流量控制装置、管线探测传感设备通信连接，所述服务器包括管线实时监控模块、管线初始信息数据库、管线动态信息数据库、实时通信接口，所述管线流量控制装置包括多个流量控制阀、燃气截止阀、备用燃气截止阀，所述管线检测传感设备包括多个流量表、压力表、温度表，其特征是包括过程：

设在地下管线上的多个流量表、压力表、温度表将实时采集到的地下管线内燃气的流量、压力、温度信息通过实时通信接口存入管线动态信息数据库，管线实时监控模块调取管线初始信息数据库、管线动态信息数据库的数据根据设定的算法判断地下管线是否存在故障，管线实时监控模块根据存在故障的判断结果进一步判断地下管线发生故障的部位，管线实时监控模块关闭距离管线发生故障部位最近的燃气截止阀来阻止燃气外泄，管线实时监控模块开启管线发生故障部位的备用管线上的备用燃气截止阀来恢复正常供气，管线实时监控模块根据设定的算法控制地下管线上的流量控制阀来调节管线的供气流量。

5.根据权利要求4所述的基于物联网的燃气地下管线实时管理方法，其特征在于，所述燃气地下管线实时管理系统还包括移动端，所述移动端包括系统主界面、管线改扩建信息交互界面，巡线、施工人员通过管线改扩建信息交互界面调用管线实时监控模块调取、修改管线初始信息数据库、管线动态信息数据库的数据信息。

6.根据权利要求4所述的基于物联网的燃气地下管线实时管理方法，其特征在于，所述服务器还包括燃气用量采集模块、燃气用量信息数据库，燃气用量采集模块采集地下管线采集点的流量表发送的燃气用量信息存入燃气用量信息数据库供后台统计模块生成燃气用量收费表。