CN113780973B - 一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统 - Google Patents

一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器，以传感器实时监控燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值，根据各个节点的气压值和温度值构建燃气管道网络的动态网络模型，计算动态网络模型的节点阈值，进而用动态网络模型的节点阈值实时监控燃气管道网络的各节点，实现通过实时计算燃气网络的总体阈值以对园区整体的燃气网络的多个燃气设备节点进行协同高效监控。

Description

一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统
技术领域
本公开属于燃气设备技术领域，具体涉及一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统。
背景技术
由于燃气良好的能源特性，燃气已经成为现代社会日常生产生活中重要的能源，在工业园区中的能量供应方面占有重大比重。
在工业园区中，由于各种工业生产设施对能源的高度依赖和高度消耗，燃气的使用十分广泛。但是，工业园区中的设备的易燃易爆风险也相应较大，所以在工业园区中对燃气设备的安全性要求有了更高的要求。在园区的整体燃气使用量上，会呈现出随着事件而波动的趋势，衡量园区整体的燃气量与单一节点的燃气量的关系需要计算单一节点与所有节点的比重。
发明内容
本发明的目的在于提出一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
当前的工业园区燃气安全管理系统中大部分是对燃气管道的单一节点进行监控管理，没有利用实时有效的整体计算，不利于对给燃气管道系统的整体监控。
本发明提供了一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器，以传感器实时监控燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值，根据各个节点的气压值和温度值构建燃气管道网络的动态网络模型，计算动态网络模型的节点阈值，进而用动态网络模型的节点阈值实时监控燃气管道网络的各节点，实现通过实时计算燃气网络的总体阈值以对园区整体的燃气网络的多个燃气设备节点进行协同高效监控。
为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种提高园区安全性的智慧管理方法，所述方法包括以下步骤：
S100，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器；
S200，以传感器实时监控燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值；
S300，根据各个节点的气压值和温度值，构建燃气管道网络的动态网络模型；
S400，计算动态网络模型的节点阈值；
S500，以动态网络模型的节点阈值实时监控燃气管道网络的各节点。
进一步地，在S100中，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器的方法为：将园区内相互连通的各燃气管道、各燃气设备以及各燃气设备包括的阀门、调压器和可燃气体报警器所组成的网络作为燃气管道网络，将燃气管道网络中的各个燃气设备作为该燃气管道网络中的各个节点，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器，所述传感器包括气压传感器和温度传感器，所述传感器与燃气管道网络的各个节点相连接。
进一步地，在S200中，以传感器实时监控燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值的方法为：通过传感器采集燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值。
进一步地，在S300中，根据各个节点的气压值和温度值，构建燃气管道网络的动态网络模型的方法为：将燃气网络的各个节点采集到的气压值和温度值作为各个节点的属性值，通过计算各节点的属性值获取燃气网络的各节点的传输系数，燃气网络中节点的数量为n，变量i表示燃气网络中节点的序列，i为正整数，i属于[1,n]，燃气网络的每个节点记为Point，记序号为i的节点为Point(i)，记各节点Point(i)组成的集合为Points，节点Point(i)的气压值为T(i)、温度值为W(i)，记节点Point(i)在燃气网络中的上一个节点为节点Point(i+1)，节点Point(i)在燃气网络中的下一个节点为节点Point(i-1)，则节点Point(i+1)的气压值为T(i+1)、温度值为W(i+1)，节点Point(i-1)的气压值为T(i-1)、温度值为W(i-1)，计算各个节点之间流通量的比值作为衡量整个网络的燃气的整体的流动趋势，由此计算各个节点之间的流动的安全性，将节点的上节点与下节点之间的气压值、温度值进行计算偏差值的计算，得到相应的偏差的比值，由此表示该节点的在上节点与下节点的节点之间的燃气在管道中的流通情况:
Figure 616705DEST_PATH_IMAGE001
则将通过输入节点Point(i)而计算求得节点Point(i)的节点流通量L(i)的函数记为Lu(),有L(i)=Lu(Point(i))，将由各个节点Point(i)以及各节点对应的节点流通量L(i)组成的系统称为燃气管道网络的动态网络模型，记为动态网络模型Grid。
进一步地，在S400中，计算动态网络模型的节点阈值的方法为：根据动态网络模型Grid中的各个节点Point(i)的节点流通量L(i)，定义节点比值记作Bt(i)表示节点Point(i)的节点流通量对比集合Points中所有节点的总共的节点流通量的比值，记Grid中所有节点各自的节点比值Bt(i)组成的集合为Bt_set，记集合Bt_set的取值范围的上限为Bt_max，记函数Max()为取集合中数值最大的元素的函数，记函数exp()为以自然常数e为底的指数函数，则计算各个节点的节点比值Bt(i)的公式为：
Figure 680476DEST_PATH_IMAGE002
记各个节点的节点比值Bt(i)得集合为Bt_set：
Figure 676114DEST_PATH_IMAGE003
则集合Bt_set的取值范围的上限Bt_max的计算公式为：
Figure 407309DEST_PATH_IMAGE004
以所得的取值范围的上限Bt_max计算燃气网络各个节点的节点流通量的阈值为L_t，L_t的计算公式为：
Figure 698876DEST_PATH_IMAGE005
由此计算得到的L_t即为节点阈值。
进一步地，在S500中，以动态网络模型的节点阈值实时监控各节点，监控园区的燃气管道网络的方法为：获取燃气网络中的各个节点的实时的气温值和气压值，计算各个节点的节点流通量，当存在有一节点序号为k记作Point(k)的节点，其流通量L(k)超过了阈值L_t时，即满足约束条件L(k)≧L_t时，则向该节点Point(k)的可燃气体报警器发送报警信号。
本公开还提供了一种提高园区安全性的智慧管理系统，所述一种提高园区安全性的智慧管理系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种提高园区安全性的智慧管理方法中的步骤用于控制园区内相互连通的各燃气管道、各燃气设备以及各燃气设备包括的阀门、调压器和可燃气体报警器所组成的燃气管道网络，所述一种提高园区安全性的智慧管理系统可以运行于桌上型计算机、笔记本、移动电话、手提电话、平板电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：
传感器设置单元，用于在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器；
数据采集单元，用于以传感器实时监控燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值；
网络建模单元，用于根据各个节点的气压值和温度值来构建燃气管道网络的动态网络模型；
阈值计算单元，用于计算动态网络模型的节点阈值；
实时监控网络，用于以动态网络模型的节点阈值实时监控燃气管道网络的各节点。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统，根据各个节点的气压值和温度值构建燃气管道网络的动态网络模型计算动态网络模型的节点阈值，进而用动态网络模型的节点阈值实时监控燃气管道网络的各节点，实现通过实时计算燃气网络的总体阈值以对园区整体的燃气网络的多个燃气设备节点进行协同高效监控。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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，在附图中：
图1所示为一种提高园区安全性的智慧管理方法的流程图；
图2所示为一种提高园区安全性的智慧管理系统的系统结构图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
如图1所示为根据本发明的一种提高园区安全性的智慧管理方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本发明的实施方式的一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统。
本公开提出一种提高园区安全性的智慧管理方法，所述方法具体包括以下步骤：
S100，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器；
S200，以传感器实时监控燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值；
S300，根据各个节点的气压值和温度值，构建燃气管道网络的动态网络模型；
S400，计算动态网络模型的节点阈值；
S500，以动态网络模型的节点阈值实时监控燃气管道网络的各节点。
进一步地，在S100中，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器的方法为：将园区内相互连通的各燃气管道、各燃气设备以及各燃气设备包括的阀门、调压器和可燃气体报警器所组成的网络作为燃气管道网络，将燃气管道网络中的各个燃气设备作为该燃气管道网络中的各个节点，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器，所述传感器包括气压传感器和温度传感器，所述传感器与燃气管道网络的各个节点相连接。
进一步地，在S200中，以传感器实时监控燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值的方法为：通过传感器采集燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值。
进一步地，在S300中，根据各个节点的气压值和温度值，构建燃气管道网络的动态网络模型的方法为：将燃气网络的各个节点采集到的气压值和温度值作为各个节点的属性值，通过计算各节点的属性值获取燃气网络的各节点的传输系数，燃气网络中节点的数量为n，变量i表示燃气网络中节点的序列，i为正整数，i属于[1,n]，燃气网络的每个节点记为Point，记序号为i的节点为Point(i)，记燃气网络中的各个节点组成的集合为Points，Point(i)∈Points，节点Point(i)的气压值为T(i)、温度值为W(i)，记节点Point(i)在燃气网络中的上一个节点为节点Point(i+1)，节点Point(i)在燃气网络中的下一个节点为节点Point(i-1)，则节点Point(i+1)的气压值为T(i+1)、温度值为W(i+1)，节点Point(i-1)的气压值为T(i-1)、温度值为W(i-1)，计算各个节点之间流通量的比值作为衡量整个网络的燃气的整体的流动趋势，由此计算各个节点之间的流动的安全性，将节点的上节点与下节点之间的气压值、温度值进行计算偏差值的计算，得到相应的偏差的比值，由此表示该节点的在上节点与下节点的节点之间的燃气在管道中的流通情况，其计算过程如下所示:
Figure 249943DEST_PATH_IMAGE001
则将通过输入节点Point(i)而计算求得节点Point(i)的节点流通量L(i)的函数记为Lu(),有L(i)=Lu(Point(i))，将由各个节点Point(i)以及各节点对应的节点流通量L(i)组成的系统称为燃气管道网络的动态网络模型，记为动态网络模型Grid。
进一步地，在S400中，计算动态网络模型的节点阈值的方法为：根据动态网络模型Grid中的各个节点Point(i)的节点流通量L(i)，定义节点比值记作Bt(i)表示节点Point(i)的节点流通量对比集合Points中所有节点的总共的节点流通量的比值，记Grid中所有节点各自的节点比值Bt(i)组成的集合为Bt_set，记集合Bt_set的取值范围的上限为Bt_max，记函数Max()为取集合中数值最大的元素的函数，记函数exp()为以自然常数e为底的指数函数，则计算各个节点的节点比值Bt(i)的公式为：
Figure 783692DEST_PATH_IMAGE002
记各个节点的节点比值Bt(i)得集合为Bt_set：
Figure 103815DEST_PATH_IMAGE003
则集合Bt_set的取值范围的上限Bt_max的计算公式为：
Figure 64818DEST_PATH_IMAGE004
以所得的取值范围的上限Bt_max计算燃气网络各个节点的节点流通量的阈值为L_t，L_t的计算公式为：
Figure 103181DEST_PATH_IMAGE005
由此计算得到的L_t即为节点阈值。
进一步地，在S500中，以动态网络模型的节点阈值实时监控各节点，监控园区的燃气管道网络的方法为：获取燃气网络中的各个节点的实时的气温值和气压值，计算各个节点的节点流通量，当存在有一节点序号为k记作Point(k)的节点，其流通量L(k)超过了阈值L_t时，即满足约束条件L(k)≧L_t时，则向该节点Point(k)的可燃气体报警器发送报警信号。
所述一种提高园区安全性的智慧管理系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种提高园区安全性的智慧管理方法实施例中的步骤用于控制园区内相互连通的各燃气管道、各燃气设备以及各燃气设备包括的阀门、调压器和可燃气体报警器所组成的燃气管道网络，所述一种提高园区安全性的智慧管理系统可以运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群。
本公开的实施例提供的一种提高园区安全性的智慧管理系统，如图2所示，该实施例的一种提高园区安全性的智慧管理系统包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种提高园区安全性的智慧管理方法实施例中的步骤，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：
传感器设置单元，用于在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器；
数据采集单元，用于以传感器实时监控燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值；
网络建模单元，用于根据各个节点的气压值和温度值来构建燃气管道网络的动态网络模型；
阈值计算单元，用于计算动态网络模型的节点阈值；
实时监控网络，用于以动态网络模型的节点阈值实时监控燃气管道网络的各节点。
所述一种提高园区安全性的智慧管理系统可以运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中。所述一种提高园区安全性的智慧管理系统包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统的示例，并不构成对一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种提高园区安全性的智慧管理系统还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立元器件门电路或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种提高园区安全性的智慧管理系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种提高园区安全性的智慧管理系统的各个分区域。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（比如音频数据、电话本等）等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明提供了一种提高园区安全性的智慧管理方法及系统，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器，以传感器实时监控燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值，根据各个节点的气压值和温度值构建燃气管道网络的动态网络模型，计算动态网络模型的节点阈值，进而用动态网络模型的节点阈值实时监控燃气管道网络的各节点，实现通过实时计算燃气网络的总体阈值以对园区整体的燃气网络的多个燃气设备节点进行协同高效监控。
尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，从而有效地涵盖本公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本公开进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本公开的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。

Claims (5)

1.一种提高园区安全性的智慧管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器；
S200，以传感器实时监控燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值；
S300，根据各个节点的气压值和温度值，构建燃气管道网络的动态网络模型；
S400，计算动态网络模型的节点阈值；
S500，以动态网络模型的节点阈值实时监控燃气管道网络的各节点；
其中，在S100中，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器的方法为：将园区内相互连通的各燃气管道、各燃气设备以及各燃气设备包括的阀门、调压器和可燃气体报警器所组成的网络作为燃气管道网络，将燃气管道网络中的各个燃气设备作为该燃气管道网络中的各个节点，在园区的燃气管道网络的各个节点处设置传感器，所述传感器包括气压传感器和温度传感器，所述传感器与燃气管道网络的各个节点相连接；
其中，在S300中，根据各个节点的气压值和温度值，构建燃气管道网络的动态网络模型的方法为：将燃气网络的各个节点采集到的气压值和温度值作为各个节点的属性值，通过计算各节点的属性值获取燃气网络的各节点的传输系数，燃气网络中节点的数量为n，变量i表示燃气网络中节点的序列，i为正整数，i属于[1,n]，燃气网络的每个节点记为Point，记序号为i的节点为Point(i)，记各节点Point(i)组成的集合为Points，节点Point(i)的气压值为T(i)、温度值为W(i)，记节点Point(i)在燃气网络中的上一个节点为节点Point(i+1)，节点Point(i)在燃气网络中的下一个节点为节点Point(i-1)，则节点Point(i+1)的气压值为T(i+1)、温度值为W(i+1)，节点Point(i-1)的气压值为T(i-1)、温度值为W(i-1)，计算各个节点之间流通量的比值作为衡量整个网络的燃气的整体的流动趋势，由此计算各个节点之间的流动的安全性，将节点的上节点与下节点之间的气压值、温度值进行计算偏差值的计算，得到相应的偏差的比值，由此表示该节点的在上节点与下节点的节点之间的燃气在管道中的流通情况:
Figure 427758DEST_PATH_IMAGE001
，
则将通过输入节点Point(i)而计算求得节点Point(i)的节点流通量L(i)的函数记为Lu(),有L(i)=Lu(Point(i))，将由各个节点Point(i)以及各节点对应的节点流通量L(i)组成的系统称为燃气管道网络的动态网络模型，记为动态网络模型Grid。
2.根据权利要求1所述的一种提高园区安全性的智慧管理方法，其特征在于，在S200中，以传感器实时监控燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值的方法为：通过传感器采集燃气管道网络的各个节点的气压值和温度值。
3.根据权利要求1所述的一种提高园区安全性的智慧管理方法，其特征在于，在S400中，计算动态网络模型的节点阈值的方法为：根据动态网络模型Grid中的各个节点Point(i)的节点流通量L(i)，定义节点比值记作Bt(i)表示节点Point(i)的节点流通量对比集合Points中所有节点的总共的节点流通量的比值，记Grid中所有节点各自的节点比值Bt(i)组成的集合为Bt_set，记集合Bt_set的取值范围的上限为Bt_max，记函数Max()为取集合中数值最大的元素的函数，记函数exp()为以自然常数e为底的指数函数，则计算各个节点的节点比值Bt(i)的公式为：
Figure 133546DEST_PATH_IMAGE002
，
记各个节点的节点比值Bt(i)得集合为Bt_set：
Figure 778634DEST_PATH_IMAGE003
，
则集合Bt_set的取值范围的上限Bt_max的计算公式为：
Figure 304293DEST_PATH_IMAGE004
，
以所得的取值范围的上限Bt_max计算燃气网络各个节点的节点流通量的阈值为L_t，L_t的计算公式为：
Figure 179845DEST_PATH_IMAGE005
，
由此计算得到的L_t即为节点阈值。
4.根据权利要求3所述的一种提高园区安全性的智慧管理方法，其特征在于，在S500中，以动态网络模型的节点阈值实时监控各节点，监控园区的燃气管道网络的方法为：获取燃气网络中的各个节点的实时的气温值和气压值，计算各个节点的节点流通量，当存在有一节点序号为k记作Point(k)的节点，其流通量L(k)超过了阈值L_t时，即满足约束条件L(k)≧L_t时，则向该节点Point(k)的可燃气体报警器发送报警信号。
5.一种提高园区安全性的智慧管理系统，其特征在于，所述一种提高园区安全性的智慧管理系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1中的一种提高园区安全性的智慧管理方法中的步骤，所述一种提高园区安全性的智慧管理系统运行于桌上型计算机、笔记本、移动电话、掌上电脑及云端数据中心中，运行的系统包括处理器、存储器、服务器集群。
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