CN115775088A - 一种智慧燃气巡检计划确定方法与物联网系统 - Google Patents

一种智慧燃气巡检计划确定方法与物联网系统 Download PDF

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Abstract

本说明书实施例提供一种智慧燃气巡检计划确定方法与物联网系统，该方法基于智慧燃气管网安全管理平台实现，包括：获取待巡检区域；基于待巡检区域，确定一个或多个下游用户，并获取一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据；基于一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，确定未来时刻的用气峰谷特征；基于未来时刻的用气峰谷特征，确定待巡检区域的巡检时间。根据下游用户的燃气使用数据预测未来时刻的用气峰谷特征，从而确定巡检区域的巡检时间，使得巡检人员可以在燃气用气速率较低的巡检时间进行作业，能够减少巡检时对下游用户的燃气使用的影响。

Description

一种智慧燃气巡检计划确定方法与物联网系统
技术领域
本说明书涉及燃气管网巡检领域，特别涉及一种智慧燃气巡检计划确定方法与物联网系统。
背景技术
为了保证燃气管网的安全运行，在燃气管网的使用过程中，需要对燃气管网进行巡检，例如，燃气管网是否存在燃气泄露、燃气异味、燃气设备损坏等。
不同区域的燃气用户存在不同的用气特征，例如，工业区对应的是燃气工业用户，居民区对应的是普通燃气用户。然而，巡检可能会对用户使用燃气造成一定影响，如何根据用户的用气特征，确定合理的燃气巡检计划，是燃气管网巡检领域亟待解决的问题。
发明内容
本说明书一个或多个实施例提供一种智慧燃气巡检计划确定方法，所述方法基于智慧燃气管网安全管理平台实现，所述方法包括：获取待巡检区域；基于待巡检区域，确定一个或多个下游用户，并获取一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据；基于一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，确定未来时刻的用气峰谷特征；基于未来时刻的用气峰谷特征，确定待巡检区域的巡检时间。
本说明书一个或多个实施例提供一种智慧燃气巡检计划确定物联网系统，所述系统包括智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气管网安全管理平台、智慧燃气传感网络平台和智慧燃气对象平台，所述智慧燃气管网安全管理平台被配置为执行的操作包括：获取待巡检区域；基于待巡检区域，确定一个或多个下游用户，并获取一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据；基于一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，确定未来时刻的用气峰谷特征；基于未来时刻的用气峰谷特征，确定待巡检区域的巡检时间。
附图说明
本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1是根据本说明书一些实施例所示的智慧燃气巡检计划确定物联网系统图；
图2是根据本说明书一些实施例所示的燃气巡检计划确定方法的示例性流程图；
图3是根据本说明书一些实施例所示的确定未来时刻的用气峰谷特征的示例性流程图；
图4是根据本说明书一些实施例所示的预测多个未来时刻的燃气使用数据的示例性示意图；
图5是根据本说明书一些实施例所示的燃气输配管网图示例性示意图；
图6是根据本说明书一些实施例所示的确定待巡检区域的巡检时间的示例性流程图；
图7是根据本说明书一些实施例所示的表示第一预设条件的示例性示意图；
图8是根据本说明书一些实施例所示的表示第二预设条件的示例性示意图。
附图标记说明：燃气巡检计划确定物联网系统100、智慧燃气用户平台110、智慧燃气服务平台120、智慧燃气管网安全管理平台130、智慧燃气传感网络平台140、智慧燃气对象平台150、多个历史时刻的用气速率410、预测模型420、未来时刻t1的用气速率430、未来时刻t2的用气速率440、未来时刻t3的用气速率450、气源节点511、长输管线511-1、门站/气配站511-2、调压节点512、高/中压调压站512-1、中/低压调压站512-2、管道交汇节点513、用户节点514、高压管网521、中压管网522、低压管网523。
具体实施方式
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，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将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
图1是根据本说明书一些实施例所示的智慧燃气巡检计划确定物联网系统图。
在一些实施例中，燃气巡检计划确定物联网系统100可以包括智慧燃气用户平台110、智慧燃气服务平台120、智慧燃气管网安全管理平台130、智慧燃气传感网络平台140和智慧燃气对象平台150。
智慧燃气用户平台110指以用户为主导，并能够与用户进行交互的平台。用户例如可以是燃气用户、监管用户等。在一些实施例中，智慧燃气用户平台110可以被配置为终端设备。例如，终端设备可以包括移动设备、平板计算机等或其任意组合。在一些实施例中，智慧燃气用户平台110可以通过终端设备将信息反馈用户。例如，智慧燃气用户平台110可以通过终端设备（例如，显示器等）将燃气管网巡检管理信息反馈给用户。
在一些实施例中，智慧燃气用户平台110可以包括燃气用户分平台。燃气用户分平台针对燃气用户。燃气用户可以指消费者等真正使用燃气的用户。
在一些实施例中，燃气用户分平台可以与智慧燃气服务平台120的智慧用气服务分平台进行数据交互。例如，燃气用户分平台可以接收智慧燃气服务平台120的智慧用气服务分平台上传的燃气管网巡检管理信息等。燃气管网巡检管理信息指与燃气管网巡检相关的信息，例如待巡检区域、巡检时间、巡检计划等。关于待巡检区域、巡检时间、巡检计划的更多内容，可以参见图2中的相关描述。燃气用户可以通过燃气用户分平台获取燃气管网巡检管理信息。
在一些实施例中，智慧燃气用户平台110可以包括监管用户分平台。监管用户分平台针对监管用户，可以对整个智慧燃气巡检计划确定物联网系统100的运行进行监管。监管用户可以指燃气安全监管部门的用户。监管用户可以通过燃气用户分平台获取燃气管网巡检管理信息，还可以获取管网维护、排查策略等。
智慧燃气服务平台120可以是用于接收和传输数据和/或信息的平台。智慧燃气服务平台120可以与智慧燃气用户平台110和智慧燃气管网安全管理平台130进行数据交互。在一些实施例中，智慧燃气服务平台120可以将燃气管网巡检管理信息上传至智慧燃气用户平台110。
在一些实施例中，智慧燃气服务平台120可以包括智慧用气服务分平台。智慧燃气服务分平台可以与燃气用户分平台进行数据交互，为燃气用户提供燃气管网巡检管理信息。
在一些实施例中，智慧燃气服务平台120可以包括智慧用气服务分平台和智慧监管服务分平台。智慧燃气服务平台120可以与监管用户分平台进行数据交互，为监管用户提供燃气管网巡检管理信息。
智慧燃气管网安全管理平台130可以指统筹、协调各功能平台之间的联系和协作的平台。在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以接收智慧燃气传感网络平台140上传的燃气使用数据，并对其进行分析处理，以及将处理后的数据通过智慧燃气服务平台120上传至智慧燃气用户平台110。例如，智慧燃气管网安全管理平台130可以获取待巡检区域，基于待巡检区域确定下游用户，并获取下游用户的燃气使用数据，基于下游用户的燃气使用数据，确定未来时刻的用气峰谷特征，基于未来时刻的用气峰谷特征，确定待巡检区域的巡检时间，基于待巡检区域的巡检时间，确定待巡检区域的巡检计划。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以包括智慧燃气管网巡检管理分平台和智慧燃气数据中心。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以通过智慧燃气数据中心与智慧燃气服务平台120、智慧燃气传感网络平台140进行信息交互。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130被配置为执行以下操作：获取待巡检区域；基于待巡检区域，确定一个或多个下游用户，并获取一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据；基于一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，确定未来时刻的用气峰谷特征；基于未来时刻的用气峰谷特征，确定待巡检区域的巡检时间。
智慧燃气管网巡检管理分平台指用于从智慧燃气数据中心获取数据，并反馈对应的燃气管网巡检管理相关数据的平台。例如，慧燃气管网巡检管理分平台可以将处理后的管网巡检管理信息（例如，待巡检区域、巡检时间、巡检计划等）发送至智慧燃气数据中心。在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以包括巡检计划管理模块、巡检时间预警模块、巡检状态管理模块和巡检问题管理模块中的一个或多个。
巡检计划管理模块指用于设置和调整管网设备巡检计划的模块。巡检计划管理模块可以将巡检计划下发至智慧燃气管网巡检工程传感网络分平台，这可能影响用户用气的巡检计划发送至用户平台。
巡检时间预警模块指用于对尚未执行的巡检计划进行预警的模块。巡检时间预警模块可以根据巡检时间自动排列尚未执行的巡检计划，并根据预设阈值进行提示报警。管理人员可通过巡检时间预警模块直接生成巡检提醒指令，并由智慧燃气数据中心通过智慧燃气管网巡检工程传感网络分平台下发至对应的智慧燃气管网巡检工程对象分平台。
巡检状态管理模块指用于查阅管网设备历史巡检执行情况和巡检计划的模块。
巡检问题管理模块指用于查阅、远程处理巡检问题以及发送消息的模块。
智慧燃气数据中心可以汇总、存储燃气巡检计划确定物联网系统100的所有运行数据。智慧燃气管网巡检管理分平台与智慧燃气数据中心双向交互。在一些实施例中，智慧燃气数据中心可以接收智慧燃气管网传感网络平台上传的数据，并将其发送到智慧燃气管网巡检管理分平台进行分析处理。例如，智慧燃气数据中心可以将管网巡检管理信息发送到智慧燃气管网巡检管理分平台进行分析、处理，智慧燃气管网巡检管理分平台可以将处理后的管网巡检管理信息发送至智慧燃气数据中心。
智慧燃气传感网络平台140可以是对传感通信进行管理的功能平台。在一些实施例中，智慧燃气传感网络平台140可以被配置为通信网络和网关。
在一些实施例中，智慧燃气传感网络平台140可以与智慧燃气管网安全管理平台130和智慧燃气对象平台150进行数据交互，实现感知信息传感通信和控制信息传感通信的功能。例如，智慧燃气传感网络平台140可以接收智慧燃气对象平台150上传的管网巡检管理信息，或下发获取管网巡检管理信息的指令至智慧燃气对象平台150。又例如，智慧燃气传感网络平台140可以接收智慧燃气数据中心下发的获取管网巡检管理信息的指令，并上传管网巡检管理信息至智慧燃气数据中心。
在一些实施例中，智慧燃气传感网络平台140可以包括智慧燃气管网设备传感网络分平台。智慧燃气管网设备传感网络分平台与智慧燃气管网设备对象分平台相对应，用于获取管网设备的相关数据。智慧燃气管网设备传感网络分平台可以与智慧燃气对象平台150进行数据交互。例如，智慧燃气管网设备传感网络分平台可以接收智慧燃气对象平台150上传的管网巡检管理信息，或下发获取管网巡检管理信息的指令至智慧燃气对象平台150。在一些实施例中，智慧燃气传感网络平台140可以包括多个智慧燃气管网设备传感网络分平台，用于监测不同的管网区域。
在一些实施例中，智慧燃气传感网络平台140可以包括智慧燃气管网巡检工程传感网络分平台。慧燃气管网巡检工程传感网络分平台与智慧燃气管网巡检工程对象分平台相对应，可以用于将巡检提醒指令下发至智慧燃气管网巡检工程对象分平台。智慧燃气管网巡检工程传感网络分平台可以与智慧燃气对象平台150进行数据交互。例如，智慧燃气管网巡检工程传感网络分平台可以接收智慧燃气对象平台150上传的管网巡检管理信息，以及将巡检提醒指令下发至智慧燃气管网巡检工程对象分平台。
智慧燃气对象平台150可以指用于获取感知信息的功能平台。在一些实施例中，智慧燃气对象平台150可以被配置为包括至少一个设备。例如，智慧燃气对象平台150可以包括燃气设备和巡检工程设备。燃气设备可以包括管网设备，管网设备包括管道、门站等。巡检工程设备可以包括巡检车辆、报警装置等。其中，燃气设备或巡检工程设备可以配置有唯一的标识，可以用于智慧燃气管网安全管理平台130对部署在管网不同区域的燃气设备或巡检工程设备进行控制。在一些实施例中，智慧燃气对象平台150可以与智慧燃气传感网络平台140进行数据交互，将获取的管网巡检管理信息上传至智慧燃气传感网络平台140。
在一些实施例中，智慧燃气对象平台150可以包括智慧燃气管网设备对象分平台。智慧燃气管网设备对象分平台与智慧燃气管网设备传感网络分平台相对应。智慧燃气管网设备对象分平台可以将管网设备的相关信息上传到智慧燃气管网设备传感网络分平台。智慧燃气管网设备对象分平台可以与智慧燃气传感网络平台140进行数据交互。例如，智慧燃气管网设备对象分平台可以上传管网设备的相关信息至智慧燃气管网设备传感网络分平台，或接收智慧燃气管网设备传感网络分平台下发的获取管网设备的相关信息的指令。在一些实施例中，智慧燃气对象平台150可以包括多个智慧燃气管网设备对象分平台，用于监测或控制不同的管网区域。
在一些实施例中，智慧燃气对象平台150可以包括智慧燃气管网巡检工程对象分平台。智慧燃气管网巡检工程对象分平台与智慧燃气管网巡检工程传感网络分平台相对应。智慧燃气管网巡检工程对象分平台可以接收智慧燃气管网巡检工程传感网络分平台下发的获取管网巡检管理信息的指令。智慧燃气管网巡检工程对象分平台可以与智慧燃气管网巡检工程传感网络分平台进行数据交互。例如，智慧燃气管网巡检工程对象分平台可以接收智慧燃气管网巡检工程传感网络分平台下发的获取巡检提醒的指令/反馈、获取巡检问题的指令等。
在本说明书的一些实施例中，通过建立智慧燃气巡检计划确定物联网系统，包括智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气管网安全管理平台、智慧燃气传感网络平台和智慧燃气对象平台，在管网设备、燃气运营商、燃气用户、监管用户间形成智管网巡检管理信息运行闭环，实现管网巡检管理信息化和智慧化，确保优质的管理效果，减少巡检时对下游用户的燃气使用的影响。
需要注意的是，以上对于燃气巡检计划确定物联网系统及其平台的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。在一些实施例中，图1中披露的智慧燃气传感网络平台、智慧燃气对象平台可以是一个系统中的不同平台，也可以是一个平台实现上述的两个或两个以上平台的功能。例如，各个平台可以共用一个存储模块，各个平台也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。
图2是根据本说明书一些实施例所示的燃气巡检计划确定方法的示例性流程图。在一些实施例中，流程200可以由燃气巡检计划确定物联网系统执行。如图2所示，流程200包括下述步骤：
步骤210，获取待巡检区域。
待巡检区域是指需要进行燃气巡检的区域。例如，待巡检区域可以是城市A区。又例如，待巡检区域可以是一个小区。
在一些实施例中，可以通过多种方式获取待巡检区域。例如，待巡检区域可以基于城市区划分配确定。
步骤220，基于待巡检区域，确定一个或多个下游用户，并获取一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据。
下游用户是指进行燃气巡检时，会影响其燃气使用的下游区域。例如，下游用户可以是在进行燃气巡检时，其燃气使用会受到影响的下游小区。
在一些实施例中，下游用户可以通过多种方式进行确定。例如，可以基于燃气门站的燃气输送信息确定下游用户。其中，燃气门站是指用于接收、管理和分配燃气的中转站。
燃气使用数据是指与下游用户的燃气使用情况有关的数据。例如，燃气使用数据可以包括下游用户在历史时间段的燃气使用量、下游用户在历史时刻的燃气用气速率等。
在一些实施例中，燃气使用数据可以通过多种方式获取。例如，燃气使用数据基于燃气门站的历史燃气统计数据获取。
步骤230，基于一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，确定未来时刻的用气峰谷特征。
用气峰谷特征是指燃气用气速率的变化率为0时对应的时间点和燃气用气速率大小。其中，燃气用气速率的变化率可以通过对燃气用气速率求导得到，燃气用气速率的变化率为0的点对应燃气用气速率的波峰或波谷（后续称为峰值点或谷值点）。例如，用气峰谷特征可以是2022年11月11日9:00时燃气用气速率的变化率为0，此时的用气速率为v。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台可以通过多种方式确定未来时刻的用气峰谷特征。例如，智慧燃气管网安全管理平台可以将过去一年中与未来时间段对应的时刻的历史用气峰谷特征作为未来时刻的用气峰谷特征。又例如，智慧燃气管网安全管理平台可以通过预测模型确定未来时刻的用气峰谷特征。关于通过预测模型确定未来时刻的用气峰谷特征的更多内容可以参见图4及其相关描述。
步骤240，基于未来时刻的用气峰谷特征，确定待巡检区域的巡检时间。
巡检时间是指需要对燃气相关设备进行巡检的时间段。例如，巡检时间可以是2022年11月11日的9:00~11:00。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台可以通过多种方式确定待巡检区域的巡检时间。例如，智慧燃气管网安全管理平台可以将未来用气速率最低的点对应的时刻作为巡检时间。又例如，智慧燃气管网安全管理平台可以基于用气峰谷特征，确定多个可选时间点；基于多个可选时间点，确定目标巡检时间点；将目标巡检时间点确定为下一次巡检时间。关于将目标巡检时间点确定为下一次巡检时间的更多内容可以参见图6及其相关描述。
本说明书一些实施例中，通过下游用户的燃气使用数据预测未来时刻的用气峰谷特征，从而确定巡检区域的巡检时间，使得巡检人员可以在燃气用气速率较低的巡检时间进行作业，能够最大程度的减少巡检时对下游用户的燃气使用的影响。
图3是根据本说明书一些实施例所示的确定未来时刻的用气峰谷特征的示例性流程图。如图3所示，流程300包括下述步骤。在一些实施例中，流程300可以由智慧燃气管网安全管理平台130执行。
步骤310，基于一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，预测多个未来时刻的燃气使用数据。
在一些实施例中，多个未来时刻的燃气使用数据可以通过各种方式预测得到。例如，可以将多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据进行拟合，得到时间-燃气使用数据的关系曲线，基于该关系曲线预测多个未来时刻的燃气使用数据。又例如，可以通过预测模型420预测多个未来时刻的燃气使用数据。关于预测模型420的更多内容，可以参见图4中的相关描述。
步骤320，基于多个未来时刻的燃气使用数据，确定用气峰谷特征。
在一些实施例中，用气峰谷特征可以基于各种方式确定。例如，可以根据多个历史时刻的燃气使用数据，建立时间-燃气用气速率的关系曲线（例如图7及图8所示的曲线），通过曲线拟合、求导等数学方法确定用气峰谷特征。又例如，可以构建燃气输配管网图，基于燃气输配管网图确定用气峰谷特征。关于燃气输配管网图的更多内容，可以参见图5中的相关描述。
图4是根据本说明书一些实施例所示的预测多个未来时刻的燃气使用数据的示例性示意图。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以分别基于一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，独立预测一个或多个下游用户中的每个下游用户的多个未来时刻的燃气使用数据。例如，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于算法或模型独立预测多个未来时刻的燃气使用数据。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于预测模型420独立预测多个未来时刻的燃气使用数据。
预测模型420可以指用于预测未来时刻的燃气使用数据的模型。预测模型420可以是训练好的机器学习模型。预测模型420可以包括其他模型，例如，循环神经网络模型、卷积神经网络或其他自定义的模型结构等中的任意一种或组合。
在一些实施例中，一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据可以包括多个历史时刻的用气速率410，多个未来时刻的燃气使用数据可以包括多个未来时刻的用气速率，例如未来时刻t1的用气速率430、未来时刻t2的用气速率440、未来时刻t3的用气速率450……。智慧燃气管网安全管理平台130可以分别将不同的用气速率输入至预测模型420，基于预测模型420的处理，依次输出不同的未来时刻的用气速率。例如，可以将多个历史时刻的用气速率410输入至预测模型420，得到未来时刻t1的用气速率430；将多个历史时刻的用气速率410、未来时刻t1的用气速率430输入至预测模型420，得到未来时刻t2的用气速率440；将多个历史时刻的用气速率410、未来时刻t1的用气速率430、未来时刻t2的用气速率440输入至预测模型420，得到未来时刻t3的用气速率450……。
预测模型420可以基于大量带有第一标签的第一训练样本训练获得，例如，可以将多个带有第一标签的第一训练样本输入初始预测模型，通过第一标签和初始预测模型的结果构建损失函数，基于损失函数通过梯度下降或其他方法迭代更新初始预测模型的参数。当满足预设条件时模型训练完成，得到训练好的预测模型420。其中，预设条件可以是损失函数收敛、迭代的次数达到阈值等。
在一些实施例中，用于训练预测模型420的第一训练样本可以包括多个历史时刻的用气速率410。第一训练样本可以基于历史数据获取。第一标签可以是多个历史时刻的用气速率410对应的实际用气速率。第一标签可以人工标注。例如，可以计算预测的用气速率与实际用气速率的误差，将误差小于预设阈值（例如，1%、0.1%等）的第一训练样本标记为1，其余为0。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于一个或多个下游用户中的每个下游用户的多个未来时刻的燃气使用数据，独立确定一个或多个下游用户中的每个下游用户的未来时刻的多个用气峰谷子特征，基于多个用气峰谷子特征确定用气峰谷特征。其中，每个下游用户的未来时刻的用气峰谷特征可以包括该用户的未来时刻的多个用气峰谷子特征。关于确定用气峰谷特征的更多内容，可以参见图5中的相关描述。
在一些实施例中，基于多个用气峰谷子特征确定用气峰谷特征的方法包括加权计算方法，加权计算方法的权重可以基于巡检影响度确定，巡检影响度的确定方法包括：构建燃气输配管网图，基于燃气输配管网图确定可达度，基于可达度确定巡检影响度。
图5是根据本说明书一些实施例所示的燃气输配管网图示例性示意图。燃气输配管网图可以包括节点和边。
在一些实施例中，可以将燃气输配管网图中具有特定功能的位置以及一些特殊的位置抽象为节点。例如，节点可以包括气源节点511、调压节点512、管道交汇节点513和用户节点514中的一种或多种。
气源节点511指将燃气输送至城市管网的起点。在一些实施例中，气源节点511可以包括长输管线511-1、门站/气配站511-2。
调压节点512指用于调节燃气输送压力的节点。在一些实施例中，调压节点512可以包括高/中压调压站512-1、中/低压调压站512-2中的至少一个。调压节点512的特征可以包括气压的转换类型（例如，高/中压转换、中/低压转换等）。调压节点512的数量可以为一个或多个。
管道交汇节点513指包含三个及以上分支的交汇处的节点。管道交汇节点513的数量可以为一个或多个。
用户节点514指将管网中任一用户（例如小区、企业等）所在的位置抽象为节点。在一些实施例中，可以根据实际物理位置从燃气输配管网中的任一位置（例如低压管网任一位置）连出一条线连至每个用户节点。用户节点514的数量可以为一个或多个。
在一些实施例中，可以将燃气输送管道抽象为边。例如，边可以包括高压管网521、中压管网522和低压管网523中的一种或多种。边的边特征可以包括传输压力（例如，高压、中压、低压等）、传输方向中的至少一种。
可达度用于表征气源节点能否向用户节点正常供气。关于可达度的更多内容可以参见步骤620及其相关描述。
在一些实施例中，确定可达度可以包括步骤S1~步骤S3：
步骤S1，将燃气输配管网图中涉及的待巡检区域包括的管道/节点视作不可用。例如，将这些管道/节点对应的节点和边从该图中暂时隐藏。
步骤S2，以步骤S1得到的图为基础，从气源节点出发，判断燃气能否输送至用户节点，其中行进过程需满足压力转换条件和有向条件。
压力转换条件指高压管网521的天然气要进入中压管网522，必须先经过高/中压调压站512-1，则可以视为满足压力转换条件，否则视为不满足压力转换条件。
有向条件指从节点A到节点B，必须要求方向也一致。例如，边的方向是A→B，那么从A可以到达B，而从B无法到达A。
在一些实施例中，可达度的判断方法可以包括多种。例如，穷举法（若能找到至少一条路线，就认为可达），或其他现有算法。
步骤S3，若不能到达某个用户节点，则该用户节点的可达度为0；若能到达某个用户节点，根据路线情况，可以将可达度赋值0~1中的任意实数。例如，如果可以按照执行步骤S1前的同样的路线到达，说明巡检对其没影响，则可达度为1。又例如，若能到达某个用户节点，但比执行步骤S1，后的路线较远（例如绕了更多的管道、走了更长的传输路径等），则可达度适当降低。降低的幅度可以基于增加的传输路径确定，例如，增加的传输路径越长，降低的幅度越大，可达度越低。
巡检影响度指巡检对燃气用户使用燃气的影响程度。巡检影响度与可达度负相关，例如，可达度越低，巡检影响度越大。
图6是根据本说明书一些实施例所示的确定待巡检区域的巡检时间的示例性流程图。在一些实施例中，流程600可以由燃气巡检计划确定物联网系统执行。如图6所示，流程600包括下述步骤：
步骤610，基于用气峰谷特征，确定多个可选时间点。
可选时间点是指可以被选择用于作为待巡检区域的巡检时间的时间点。例如，可选时间点可以是2022年11月11日的9:00。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台可以通过多种方式确定可选时间点。例如，智慧燃气管网安全管理平台可以将峰谷特征中谷值点对应的用气速率小于用气速率阈值的谷值点对应的时刻作为可选时间点。其中，用气速率阈值的大小可以基于经验人为设定。谷值点可以是用气峰谷特征中燃气用气速率的变化率为0，且相邻时间点的用气速率大于该用气速率的点。关于谷值点的更多内容可以参见步骤230及其相关描述。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台可以基于用气峰谷特征，确定满足第一预设条件的多个特征时间点；在多个特征时间点的每个特征时间点的周围，选取满足第二预设条件的多个时间点作为多个可选时间点。其中，多个可选时间点的数量相关于多个特征时间点对应的谷值点的谷值。
第一预设条件可以通过多种方式进行确定。例如，第一预设条件可以是用气峰谷特征中谷值点的谷值小于谷值阈值。其中，谷值阈值可以基于经验人为设定。
在一些实施例中，第一预设条件可以是与谷值点相邻的两个峰值点的峰值与该谷值点的谷值之间的差值均小于第一阈值，以及与谷值点相邻的两个峰值点的时间间隔大于第二阈值。其中，峰值点可以是用气峰谷特征中燃气用气速率的变化率为0，且相邻时间点的用气速率小于该用气速率的点。关于峰值点的更多内容可以参见步骤230及其相关描述。
如图7所示，第一预设条件可以是谷值点1对应的燃气用气速率v1分别与峰值点1和峰值点2对应的燃气用气速率v2和v3的差值小于第一阈值，以及峰值点1和峰值点2对应的时间间隔（t3-t2）大于第二阈值。
本说明书一些实施例中，通过将第一预设条件设定为与谷值点相邻的两个峰值点的峰值与该谷值点的谷值之间的差值均小于第一阈值，以及与谷值点相邻的两个峰值点的时间间隔大于第二阈值，获得的特征时间点相邻时间段内，燃气用气速率都较低的，将其作为巡检时间时，能够有效降低对下游用户的燃气使用影响。
特征时间点是指满足第一预设条件的特征点对应的时间点。例如，特征时间点可以是满足第一预设条件的谷值点对应的时间点。
第二预设条件可以通过多种方式进行确定。例如，第二预设条件可以是与特征时间点的间隔n个预设时间段，且其对应的燃气用气速率小于速率阈值。其中，n可以是整数；预设时间段的长度和速率阈值的大小可以根据经验提前设定。
如图8所示，谷值点2对应的时间点tO为特征时间点，第二预设条件可以是与特征时间点tO相距整数倍个ti时间段长度，且其对应的燃气用气速率小于第二阈值。图中存在满足该第二预设条件的多个可选时间点tA、tB和tC。
在一些实施例中，多个可选时间点的数量正相关于多个特征时间点对应的谷值点的谷值。例如，特征时间点对应的谷值点的谷值越低，对应于该特征时间点的可选时间点的数量就越多。
第一阈值和第二阈值可以通过多种方式进行确定。例如，第一阈值和第二阈值可以是提前设定、基于经验人为设定、默认值等或其任意组合。
在一些实施例中，不同的谷值点具有不同的第一阈值和第二阈值。第一阈值和第二阈值相关于多个用气峰谷子特征的离散程度。
用气峰谷特征的离散程度是指与谷值点相邻的两个峰值点相对于该谷值点的差异程度。其中，用气峰谷特征的离散程度可以通过谷值点和与该谷值点相邻的两个峰值点求方差确定。例如，如图7所示，谷值点1的谷值为v1，与该谷值点1相邻的两个峰值点1和峰值点2的峰值分别为v2和v3，则用气峰谷特征的离散程度可以利用公式
Figure SMS_1
计算得到。其中，s为用气峰谷特征的离散程度；
Figure SMS_2
为v1、v2和v3的平均值。
在一些实施例中，第一阈值负相关于气峰谷特征的离散程度；第二阈值正相关于气峰谷特征的离散程度。例如，当用气峰谷特征的离散程度大于离散阈值时，可以减小第一阈值并增大第二阈值。其中，离散阈值的大小可以基于经验人为设定。
本说明一些实施例中，通过将不同谷值点设定不同的第一阈值和第二阈值，并相关于气峰谷特征的离散程度，当离散程度较高时，说明各个下游用户的燃气用气速率差异较大，该时间段的燃气用气速率不稳定，减小第一阈值并增大第二阈值有利于将特征时间点选取在燃气用气速率较稳定的时间段，使得最终确定的巡检时间对下游用户的燃气用气的影响更小。
步骤620，基于多个可选时间点，确定目标巡检时间点。
目标巡检时间点是指更适合被选择为待巡检区域的巡检时间的时间点。例如，目标巡检时间点可以是2022年11月11日的9:00。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台可以通过多种方式确定目标巡检时间点。例如，智慧燃气管网安全管理平台可以基于多个可选时间点距离当前时间点的时间段长度和该可选时间点对应的燃气用气速率确定。当可选时间点距离当前时间点的时间段长度小于时间段阈值，且该可选时间点对应的燃气用气速率小于速率阈值时，智慧燃气管网安全管理平台可以将该可选时间点作为目标巡检时间点。其中，时间段阈值的长度和速率阈值的大小可以根据经验人为设定。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台可以获取多个可选时间点前对应的一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据；通过预测模型处理多个可选时间点前对应的一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，预测未来用气特征；基于未来用气特征，确定目标巡检时间点。
关于获取燃气使用数据的更多内容可以参见步骤220及其相关描述。
未来用气特征是指将可选时间点作为巡检时间点进行巡检后的未来一段时间内各个时刻的燃气用气速率。例如，可选时间点是2022年11月11日的9:00，未来用气特征可以是将该可选时间点作为巡检时间点后，预测的巡检后的未来一天内各个时刻的燃气用气速率。
预测模型可以是用于预测未来用气特征的机器学习模型。例如，预测模型可以包括神经网络（Neural Networks, NN）模型、卷积神经网络(Convolutional NeuralNetworks, CNN）模型等中的一种或其任意组合。
在一些实施例中，预测模型的输入可以包括可选时间点前对应的一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据、可选时间点。预测模型的输出可以包括未来用气特征。
在一些实施例中，预测模型的输入还包括一个或多个可达度变化值。
可达度是指燃气是否能够正常供输到下游用户。其中，可达度可以用0和1表示。可达度为0代表燃气不能正常供输到下游用户；可达度为1代表燃气可以正常供输到下游用户。
本说明一些实施例，通过将一个或多个可达度变化值作为预测模型的输入，考虑了巡检时下游用户的燃气供输情况的变化，使得输出的未来用气特征的可靠性更高，确定的目标巡检时间点对下游用户的燃气用气的影响更小。
在一些实施例中，预测模型可以通过多个带有第二标签的第二训练样本训练获得。例如，可以将多个带有第二标签的第二训练数据输入初始预测模型，通过第二标签和初始预测模型的结果构建损失函数，基于损失函数迭代更新初始预测模型的参数。当初始预测模型的损失函数满足预设条件时，模型训练完成，得到训练好的预测模型。其中，预设条件可以是损失函数收敛、迭代的次数达到阈值等。
在一些实施例中，预测模型的第二训练样本可以包括多个历史巡检时间点前对应的一个或多个下游用户中的每个下游用户的历史燃气使用数据；第二标签可以是历史用气特征。其中，第二训练样本和第二标签可以基于燃气门站的统计数据获得。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台可以通过多种方式确定目标燃气巡检时间点。例如，智慧燃气管网安全管理平台可以将未来用气特征中，各个时刻的燃气用气速率小于速率阈值的可选时间点作为目标巡检时间点。其中，速率阈值的大小可以基于经验人为设定。
本说明一些实施例中，利用预测模型对多个可选时间点前对应的一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据进行处理，得到未来用气特征，从而确定目标巡检时间点，不仅提高了确定目标巡检点的效率，还提高了确定过程的可靠性和准确度。
步骤630，将目标巡检时间点确定为下一次巡检时间。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台可以通过多种方式确定巡检时间。例如，智慧燃气管网安全管理平台可以将目标巡检时间直接作为巡检时间。又例如，智慧燃气管网安全管理平台可以基于目标巡检时间，根据经验人为对其进行调整后作为巡检时间。
本说明一些实施例中，通过用气峰谷特征确定多个可选时间点，并基于可选时间点确定目标巡检时间点，最终得到巡检时间，使得整个确定过程更加可靠，有利于降低巡检时对下游用户的燃气用气影响。
本说明书一个或多个实施例提供一种智慧燃气巡检计划确定装置，包括处理器，所述处理器用于执行智慧燃气巡检计划确定方法。
]本说明书一个或多个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行如上述实施例中任一项所述智慧燃气巡检计划确定方法。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件（当前或之后附加于本说明书中的）也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (10)

1.一种智慧燃气巡检计划确定方法，其特征在于，所述方法基于智慧燃气管网安全管理平台实现，所述方法包括：
获取待巡检区域；
基于所述待巡检区域，确定一个或多个下游用户，并获取所述一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据；
基于所述一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，确定未来时刻的用气峰谷特征；
基于所述未来时刻的用气峰谷特征，确定所述待巡检区域的巡检时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，确定未来时刻的用气峰谷特征包括：
基于所述一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，预测多个未来时刻的燃气使用数据；
基于所述多个未来时刻的燃气使用数据，确定所述用气峰谷特征。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述未来时刻的用气峰谷特征，确定所述待巡检区域的巡检时间包括：
基于所述用气峰谷特征，确定多个可选时间点；
基于所述多个可选时间点，确定目标巡检时间点；
将所述目标巡检时间点确定为下一次巡检时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述用气峰谷特征，确定多个可选时间点包括：
基于所述用气峰谷特征，确定满足第一预设条件的多个特征时间点；
在所述多个特征时间点的每个特征时间点的周围，选取满足第二预设条件的多个时间点作为所述多个可选时间点；其中，所述多个可选时间点的数量相关于所述多个特征时间点对应的谷值点的谷值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个可选时间点，确定目标巡检时间点包括：
获取所述多个可选时间点前对应的所述一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据；
通过预测模型处理所述多个可选时间点前对应的所述一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，预测未来用气特征；其中，所述未来用气特征为基于所述多个可选时间点中的每个可选时间点进行巡检后的用气特征；
基于所述未来用气特征，确定所述目标巡检时间点。
6.一种智慧燃气巡检计划确定物联网系统，其特征在于，所述系统包括智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气管网安全管理平台、智慧燃气传感网络平台和智慧燃气对象平台，所述智慧燃气管网安全管理平台被配置为执行以下操作：
获取待巡检区域；
基于所述待巡检区域，确定一个或多个下游用户，并获取所述一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据；
基于所述一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，确定未来时刻的用气峰谷特征；
基于所述未来时刻的用气峰谷特征，确定所述待巡检区域的巡检时间。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述智慧燃气管网安全管理平台被配置为进一步执行以下操作：
基于所述一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，预测多个未来时刻的燃气使用数据；
基于所述多个未来时刻的燃气使用数据，确定所述用气峰谷特征。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述智慧燃气管网安全管理平台被配置为进一步执行以下操作：
基于所述用气峰谷特征，确定多个可选时间点；
基于所述多个可选时间点，确定目标巡检时间点；
将所述目标巡检时间点确定为下一次巡检时间。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述智慧燃气管网安全管理平台被配置为进一步执行以下操作：
基于所述用气峰谷特征，确定满足第一预设条件的多个特征时间点；
在所述多个特征时间点的每个特征时间点的周围，选取满足第二预设条件的多个时间点作为所述多个可选时间点；其中，所述多个可选时间点的数量相关于所述多个特征时间点对应的谷值点的谷值。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述智慧燃气管网安全管理平台被配置为进一步执行以下操作：
获取所述多个可选时间点前对应的所述一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据；
通过预测模型处理所述多个可选时间点前对应的所述一个或多个下游用户中的每个下游用户的燃气使用数据，预测未来用气特征；其中，所述未来用气特征为基于所述多个可选时间点中的每个可选时间点进行巡检后的用气特征；
基于所述未来用气特征，确定所述目标巡检时间点。
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