CN115914282A - 多维度监控埋地天然气管道泄露监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多维度监控埋地天然气管道泄露监测系统，属于埋地天然气管道防护技术领域，包括管道监测模块、光纤监测模块、卫星监测模块及无人机监测模块；本发明从太空、天上、地面、地下、管道“多元多位一体”监测天然气管道泄露事故，将各技术集成优化整合到空天地监控系统，得到多个初测泄露风险点及泄露范围，利用无人机得到经验证泄露风险点及其泄露范围再测估值，有利于多维度多种手段相互印证，确保判定泄漏的准确度，通过无人机抵近侦察，提高判定的精确度，减少误差范围。
Description
技术领域
本发明涉及埋地天然气管道监测技术领域，特别是一种多维度监控埋地天然气管道泄露监测系统。
背景技术
针对台风暴雨、高温高湿高盐分、洪涝灾害、塌方、泥石流、山体滑坡、烈日暴晒山林火灾以及第三方破坏等，将可能对埋地天然气管道造成损坏，从而造成天然气泄露事故。目前一般只是通过埋地天然气管线运行单位人员巡检人员手持检测仪检测管道泄露，或者是通过车载检测仪，或者是巡检机器人检测。但以上检测，都存在一个效率低下、实时覆盖点较少等缺点，难以应对全天候、恶劣外部环境，比如遇到高山、树林等交通行车不便的地方，人和车巡检的进度和效率变慢。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种多维度监控埋地天然气管道泄露监测系统，可以监测和快速判断天然气管泄露状况，以便调动周边资源及时维抢修，降低泄漏危害程度，避免泄漏事故扩大化。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
多维度监控埋地天然气管道泄露监测系统，包括以下内容：
路径风险点构建模块：用于获取埋地天然气管道路径走向，接入地理信息系统，获取天然气管道沿线的地质灾害区，构建包括地质灾害点、阀门点和管连接点的天然气泄露风险点，获取天然气管道沿线各个天然气泄露风险点的经纬度、海拔高度以及地形信息，并将天然气管道路径分成若干路径片区；
管道监测模块：用于检测天然气管道内各个位置的压力及流量信息，获得管道内各个位置的压力下降幅度值及流量下降幅度值，再据此分析得到初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，然后根据初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区初步判定天然气管道泄露等级，发出对应警报信号；
光纤监测模块：用于利用光纤检测天然气管道沿线各个位置的温度信息，获得管道沿线各个位置的温度场变化幅度值，再据此分析得到初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，然后根据初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区初步判定天然气管道泄露等级，发出对应警报信号；
卫星监测模块：用于利用遥感卫星探测天然气管道沿线周边的烷烃类浓度信息，获得管道沿线周边各个位置的烷烃类浓度上升幅度值，再据此分析得到初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，然后根据初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区初步判定天然气管道泄露等级，发出对应警报信号。
无人机监测模块：用于规划无人机驻点及其所负责路径片区；获取管道监测模块、光纤监测模块及卫星监测模块所得到的初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，整合分析得到管道沿线所有初测泄露风险点及其泄露范围初测估值，据此得到每个路径片区的各个泄露范围初测估值排序；规划所处路径片区的无人机驻点的某一无人机所要负责巡查的初测泄露风险点，以该无人机所要负责巡查的初测泄露风险点的泄露范围初测估值排序前后规划巡航路线；控制无人机按该巡航路线侦测初测泄露风险点，对所有初测泄露风险点及其泄露范围初测估值逐一验证，获取巡航过程中沿途的烷烃类浓度信息、录音信息及红外摄像信息；
泄露等级判定模块：用于根据无人机得到的烷烃类浓度信息、录音信息及红外摄像信息，分析得到经验证泄露风险点及其泄露范围再测估值，最终判定天然气管道在该位置的泄露等级，发出对应警报信号。
其中，巡航路线包括沿途侦测路线及漏点侦测路线，以初测泄露风险点中心处为中心规划出多个同心圆作为漏点侦测路线，以初测泄露风险点中心处和驻点的连线或者两个初测泄露风险点中心处的连线作为沿途侦测路线。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明从太空、天上、地面、地下、管道“多元多方位多维度”监测天然气管道泄露事故，将各技术集成优化整合到空天地监控系统，得到多个初测泄露风险点及泄露范围，利用无人机得到经验证泄露风险点及其泄露范围再测估值，有利于多维度多种手段相互印证，确保判定泄漏的准确度，通过无人机抵近侦察，提高判定的精确度，减少误差范围，并提高其自动化智能化和精确度准确率，提高其适用性并推广应用。
附图说明
图1是本发明的实例1系统框图。
图2是本发明的实例2系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。
实施例1
如图1所示，本实施例的多维度监控埋地天然气管道泄露监测系统，包括以下内容：
路径风险点构建模块：用于获取埋地天然气管道路径走向，接入地理信息系统，获取天然气管道沿线的地质灾害区，构建包括地质灾害点、阀门点和管连接点的天然气泄露风险点，获取天然气管道沿线各个天然气泄露风险点的经纬度、海拔高度以及地形信息，并将天然气管道路径分成若干路径片区；
通过对接已有的地理信息系统GIS，管道静态数据，使用管线路径走向，可以获取管道沿线各点的经纬度、海拔高度等三维数据信息以及沿线的地质土壤土质等基础数据信息，为后续的风险点属性确立提供基础依据，建立风险点，特别是地质灾害风险点、阀门风险点、焊接处风险点、胶接处风险点等基础数据库，周边地质灾害点比如山体容易滑坡段、容易发生泥石流段、溶洞等特殊地形地貌段，对各种风险点实现等级划分，以便对于容易发生泄漏的风险点重点关注监控，有必要的地方24小时实时监控，或者加密加频次监控时段。其中地质灾害风险点如由于地质灾害造成管道断裂而形成的新的断裂点。
管道监测模块：用于检测天然气管道内各个位置的压力及流量信息，获得管道内各个位置的压力下降幅度值及流量下降幅度值，再根据压力及流量信息分析得到初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，根据初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区初步判定天然气管道泄露等级，发出对应警报信号；
根据泄漏特征变化，通过内置的压力传感器和流量计检测到压力和流量的变化，可以直接判定泄漏，这是传统的检测方法，一旦压力突然大幅度下降一定的幅度、流量下降一定幅度，温度会下降，根据该三个参数值的变化情况，以及管道的大小判定泄漏的大小，就可以判定泄漏的发生。
光纤监测模块：用于利用光纤检测天然气管道沿线各个位置的温度信息，获得管道沿线各个位置的温度场变化幅度值，再根据温度场变化幅度值分析得到初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，然后根据初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区初步判定天然气管道泄露等级，发出对应警报信号；
光纤检测主要是24小时在线监测周边的温度场变化，管道泄漏后，因气体的快速扩散，导致周边环境温度的下降，一旦温度下降一定的幅度(下降某一幅度值)之后，被沿线敷设的光纤监测感应到(光纤温度感应捕捉到温度场变化监测温度变化值)，通过温度场变化可以判定泄漏，会发出预警报警，并联合光纤测震动等，可以间接检测到泄漏导致周边的震动发生，可以进一步确认泄漏的发生和强度大小。
卫星监测模块：用于利用遥感卫星探测天然气管道沿线周边的烷烃类浓度信息，获得管道沿线周边各个位置的烷烃类浓度上升幅度值，再根据烷烃类浓度上升幅度值分析得到初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，然后根据初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区初步判定天然气管道泄露等级，发出对应警报信号；
通过遥感卫星监测全路径片区的甲烷等烷烃类特征的气体监控，远程遥感监测全路径片区的管道沿线周边的甲烷等烷烃类浓度变化情况，一旦发生泄漏，监控到的浓度异常上升，如果出现浓度持续升到某一明显幅度的阈值判定已经泄漏，再派无人机快速抵近侦察，进一步通过泄漏声音、浓度扩散、温度场变化等特征来判定泄漏位置和泄漏大小和等级。
无人机监测模块：用于规划无人机驻点及其所负责路径片区；获取管道监测模块、光纤监测模块及卫星监测模块所得到的初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，整合分析得到管道沿线所有初测泄露风险点及其泄露范围初测估值，根据泄露范围初测估值得到每个路径片区的各个泄露范围初测估值排序；规划所处路径片区的无人机驻点的某一无人机所要负责巡查的初测泄露风险点，以该无人机所要负责巡查的初测泄露风险点的泄露范围初测估值排序前后规划巡航路线；控制无人机按该巡航路线侦测初测泄露风险点，对所有初测泄露风险点及其泄露范围初测估值逐一验证，获取巡航过程中沿途的烷烃类浓度信息、录音信息及红外摄像信息；
泄露等级判定模块：用于根据无人机得到的烷烃类浓度信息、录音信息及红外摄像信息，分析得到经验证泄露风险点及其泄露范围再测估值，，最终判定天然气管道在该位置的泄露等级，发出对应警报信号。
沿线一段距离或一定面积划分一路径片区，之后，在一个或包括周边两个以上路径片区的中心位置布置有无人机驻点，特别是风险点较多的管线段，加密布置，无人机主要作用是抵近侦察，一旦接收到遥感卫星、光纤或管道监测到的疑似泄漏信息，发现疑似泄漏点后，立即激活无人机抵近侦察，无人机主要是靠近泄漏点去录音录像，通过录音、红外摄像等手段，抵近侦察是否有泄漏声音，通过红外摄像再次确认是否是管道泄漏出的甲烷等气体，通过无人机的红外摄像可以获取周边温度场，通过温度场的降温变化，判定泄漏位置，通过录像及温度场判定泄漏量的大小、泄漏孔径的大小以及泄漏等级，为下一步的紧急维抢修提供参考依据，根据泄漏的大小确定需要派多少人什么样的装备过去维抢修。
其中，巡航路线包括沿途侦测路线及漏点侦测路线，以初测泄露风险点中心处为中心规划出多个同心圆作为漏点侦测路线，以初测泄露风险点中心处和驻点的连线或者两个初测泄露风险点中心处的连线作为沿途侦测路线。无人机由驻点经沿途侦测路线至第一个初测泄露风险点侦测路线外圈，沿外圈巡航后逐一收缩侦测，知道内圈，然后飞往第二个所要负责的初测泄露风险点，依次类推，知道侦测完所有负责的初测泄露风险点后返回驻点。
由于天然气泄露会对周边温度等环境造成影响，因此可以对此进行监测进而分析判定泄露等级，该泄露监测系统具有如下优点：
(1)太空中，应用卫星遥感探测对埋地天然气管道监测泄漏状况，通过“天眼”观察，这种监测手段和方案是针对泄漏比较严重的、泄漏量比较大的、针对山区交通行动不便的、针对泥石流山体滑坡等导致的泄漏、外人难以知晓和发现的，较为宏观的判定，剔除层峦叠嶂、自然释放等背景的遮掩干扰影响，提高判定准确率。
(2)天上，应用无人机巡航发现泄漏，优点是可以抵近侦察，解决人难以接近靠近的危险，提高无人机抵近侦察的精确识别能力、精确度和准确率。
(3)地下，天然气管道光纤系统测温变对天然气管道泄漏(对环境温度的影响)的监测方法，提高泄露监测精确度和准确率。
(4)天然气管道本体内部监控，天然气管道泄漏后，压力、流量、温度等的异常变化规律，优化判定方法。
如此，将各技术集成优化整合到空天地监控系统，从太空、天上、地面、地下、管道“多元多位一体”监测天然气管道泄露事故，得到多个初测泄露风险点及泄露范围，利用无人机得到经验证泄露风险点及其泄露范围再测估值，有利于多维度多种手段相互印证，确保判定泄漏的准确度，通过无人机抵近侦察，提高判定的精确度，减少误差范围，并提高其自动化智能化和精确度准确率。
实施例2
在前述实施例1基础上，本实施例2进一步改进，未尽说明请参见前述实施例1。
如图2所示，本实施例2的多维度监控埋地天然气管道泄露监测系统还包括抢修环境模拟模块，用于在该经验证泄露风险点的经纬度及海拔高度、地形信息之上，结合该无人机在漏点侦测路线上的烷烃类浓度信息及该经验证泄露风险点的泄露范围再测估值、实时天气信息，模拟该经验证泄露风险点的泄露范围再测估值范围内的实时环境状况。地形及天气对泄露点周边天然气浓度影响较大，针对当前泄露点周边地形及环境作出评估，以便给抢修决策作出参考，调动周边资源及时维抢修，及时把泄漏危害降低，避免扩大化，例如受到地形影响使得某个地点天然气浓度相对于周围较低可以作为抢修人员在赶路途中的休息点或物资中转站等。
需要指出的是，上述实施例的实例可以根据实际需要优选一个或两个以上相互组合，而多个实例采用一套组合技术特征的附图说明，在此就不一一展开说明。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明和例证，但这些描述并非用以限定本发明所要求保护范围，凡本发明所提示的技术教导下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利保护范围。
Claims (3)
1.一种多维度监控埋地天然气管道泄露监测系统，其特征在于，包括以下内容：
路径风险点构建模块：用于获取埋地天然气管道路径走向，接入地理信息系统，获取天然气管道沿线的地质灾害区，构建包括地质灾害点、阀门点和管连接点的天然气泄露风险点，获取天然气管道沿线各个天然气泄露风险点的经纬度、海拔高度以及地形信息，并将天然气管道路径分成若干路径片区；
管道监测模块：用于检测天然气管道内各个位置的压力及流量信息，获得管道内各个位置的压力下降幅度值及流量下降幅度值，再据此分析得到初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，然后根据初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区初步判定天然气管道泄露等级，发出对应警报信号；
光纤监测模块：用于利用光纤检测天然气管道沿线各个位置的温度信息，获得管道沿线各个位置的温度场变化幅度值，再据此分析得到初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，然后根据初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区初步判定天然气管道泄露等级，发出对应警报信号；
卫星监测模块：用于利用遥感卫星探测天然气管道沿线周边的烷烃类浓度信息，获得管道沿线周边各个位置的烷烃类浓度上升幅度值，再据此分析得到初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，然后根据初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区初步判定天然气管道泄露等级，发出对应警报信号；
无人机监测模块：用于规划无人机驻点及其所负责路径片区；获取管道监测模块、光纤监测模块及卫星监测模块所得到的初测泄露风险点、泄露范围及其所处的路径片区，整合分析得到管道沿线所有初测泄露风险点及其泄露范围初测估值，据此得到每个路径片区的各个泄露范围初测估值排序；规划所处路径片区的无人机驻点的某一无人机所要负责巡查的初测泄露风险点，以该无人机所要负责巡查的初测泄露风险点的泄露范围初测估值排序前后规划巡航路线；控制无人机按该巡航路线侦测，对所有初测泄露风险点及其泄露范围初测估值逐一验证，获取巡航过程中沿途的烷烃类浓度信息、录音信息及红外摄像信息；
泄露等级判定模块：用于根据无人机得到的烷烃类浓度信息、录音信息及红外摄像信息，分析得到经验证泄露风险点及其泄露范围再测估值，最终判定天然气管道在该位置的泄露等级，发出对应警报信号。
2.根据权利要求1所述的多维度监控埋地天然气管道泄露监测系统，其特征在于：所述无人机监测模块的巡航路线包括沿途侦测路线及漏点侦测路线，以初测泄露风险点中心处为中心规划出多个同心圆作为漏点侦测路线，以初测泄露风险点中心处和驻点的连线或者两个初测泄露风险点中心处的连线作为沿途侦测路线。
3.根据权利要求2所述的多维度监控埋地天然气管道泄露监测系统，其特征在于：还包括抢修环境模拟模块，用于在该经验证泄露风险点的经纬度及海拔高度、地形信息之上，结合该无人机在漏点侦测路线上的烷烃类浓度信息及该经验证泄露风险点的泄露范围再测估值、实时天气信息，模拟该经验证泄露风险点的泄露范围再测估值范围内的实时环境状况。
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|---|---|---|---|---|
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| CN116412359A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-07-11 | 南雄市佛燃能源有限公司 | 一种天然气泄漏监测系统及方法 |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN116295788A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-06-23 | 长扬科技(北京)股份有限公司 | 一种多模态天然气泄露检测系统及方法 |
| CN116295788B (zh) * | 2023-04-07 | 2024-01-09 | 长扬科技(北京)股份有限公司 | 一种多模态天然气泄漏检测系统及方法 |
| CN116412359A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-07-11 | 南雄市佛燃能源有限公司 | 一种天然气泄漏监测系统及方法 |
| CN116412359B (zh) * | 2023-04-13 | 2024-02-20 | 南雄市佛燃能源有限公司 | 一种天然气泄漏监测系统及方法 |
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