CN116959208A - 养殖场报警系统、方法、计算机设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及报警模块技术领域，提供一种养殖场报警系统、方法、计算机设备及存储介质，系统包括养殖场报警平台，以及与养殖场报警平台连接的气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块；报警模块包括第一报警单元和第二报警单元；气体测量模块包括CO2测量单元、N2测量单元和CH4测量单元。本申请通过气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块，实现了发生气体泄露时进行爆炸风险评估和爆炸范围预测，对输电过程进行安全检测，提高了养殖场的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及报警模块技术领域，具体涉及一种养殖场报警系统、方法、计算机设备及存储介质。
背景技术
目前为了能够实现养殖废弃物的资源化利用，会将沼气池与养殖场集成在一起，即将养殖场产生的大量有机废物，如畜禽粪便和废水输送至沼气池中进行发酵，使得产生的沼气用于照明、加热、炊具等。然而，由于外界条件或者内在因素，沼气池可能会发生气体泄漏，目前养殖场报警系统的功能单一且简单，主要是通过传感器和报警器进行工作，即通过气体传感器检测沼气池预设范围的沼气浓度来确定沼气池是否发生泄漏，若发生泄漏，则通过报警器报警。同时，在发生气体泄露后，也没有进行爆炸风险评估和爆炸范围预测，同时也没有输电过程中的安全检测，使得养殖场的安全性低。
发明内容
本申请实施例提供一种养殖场报警系统、方法、计算机设备及存储介质，旨在提高养殖场的安全性。
第一方面，本申请实施例提供一种养殖场报警系统，包括养殖场报警平台，以及与所述养殖场报警平台连接的气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块；所述报警模块包括第一报警单元和第二报警单元；所述气体测量模块包括CO2测量单元、N2测量单元和CH4测量单元；
所述气体测量模块用于：测量出沼气池内CH4的含量占CO2、N2和CH4的总含量的CH4浓度值；
所述电器安全检测模块用于：检测发电设备的运行安全系数；
所述气体泄漏评估模块用于：根据所述沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数，计算气体泄漏系数；
所述爆炸风险评估模块用于：根据所述CH4浓度值、所述运行安全系数和所述气体泄漏系数进行爆炸风险评估，得到评估结果；
所述报警模块用于：若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定不会发生爆炸风险，则通过第一报警单元发出气体泄漏警报；或者，若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定会发生爆炸风险，则通过第二报警单元发出爆炸预警；
所述气体泄漏溯源模块用于：若确定发生气体泄漏，则溯源检测气体泄漏原因；
所述范围预测模块用于：若确定发生气体泄漏，则预测气体泄漏扩散范围；或者，若确定发生爆炸风险，则预测爆炸范围；
所述送电安全检测模块用于：在输电过程中进行输电安全检测；
所述养殖场报警平台用于：数据存储和数据传输。
第二方面，本申请实施例提供一种养殖场报警方法，包括：
计算沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数；
根据所述密封系数和所述池壁腐蚀程度系数，计算所述沼气池的气体泄漏系数；
测量所述沼气池内的CH4浓度值和发电设备的运行安全系数；
根据所述CH4浓度值、所述运行安全系数和所述气体泄漏系数进行爆炸风险评估，得到评估结果；
若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定不会发生爆炸风险，则发出气体泄漏警报；或者，若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定会发生爆炸风险，则发出爆炸预警。
在一个实施例中，所述计算沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数，包括：
获取所述沼气池的池顶设计结构和连接口设计结构，根据所述池顶设计结构和连接口设计结构在因子映射表中获取池顶结构因子和连接口结构因子，并根据所述池顶结构因子和所述连接口结构因子，计算得到所述密封系数，所述密封系数的计算公式为：
其中，为密封系数，/>为池顶结构因子，/>为连接口结构因子；
获取所述沼气池的地理位置信息、池壁构筑材料以及当前时间，根据所述地理位置信息和所述当前时间在所述因子映射表中获取环境影响因子，根据所述池壁构筑材料在所述因子映射表中获取池壁材料因子，并根据所述环境影响因子和所述池壁材料因子，计算得到所述池壁腐蚀程度系数，所述池壁腐蚀程度系数计算公式如下：
其中，为池壁腐蚀程度系数，/>为环境影响因子，/>为池壁材料因子；
相应地，计算所述沼气池的气体泄漏系数的公式为：
其中，为气体泄漏系数。
在一个实施例中，测量发电设备的运行安全系数，包括：
以预设时长为电流区间获取所述发电设备的电流数据，并统计每一个电流数据中位于每个子电流区间内的电流数据的个数；
以每个电流区间为横坐标，以每一个电流区间的电流数据的个数为纵坐标，构建每个电流区间的电流参数图；
根据每个电流区间的电流参数图计算每个电流区间的面积，并计算相邻两个电流区间的面积差值比，所述面积差值比的公式为：
其中，和/>分别为相邻两个电流区间的面积，K为相邻两个电流区间的面积差值比；
根据所有的面积差值比，计算所述运行安全系数，所述运行安全系数的计算公式为：
其中，Se为运行安全系数，n为面积差值比的个数。
在一个实施例中，所述养殖场报警方法还包括：
若确定发生气体泄漏，则溯源检测气体泄漏原因；
相应地，所述溯源检测气体泄漏原因，包括：
获取所述沼气池的输气管的地下空间内的输气扩散特性；所述输气扩散特性由所述地下空间的连通性确定；
获取所述地下空间的每一个设定区域的第一输气浓度值；
根据所述输气扩散特性和所述输气浓度值，确定气体泄漏管道区域，并根据所述气体泄漏管道区域获取目标气体泄漏管道；
获取所述目标气体泄漏管道的每一节管道的第二输气浓度值；
根据所述第二输气浓度值确定所述目标气体泄漏管道中的气体泄漏溯源起点和气体泄漏溯源终点。
在一个实施例中，所述养殖场报警方法还包括：
若确定发生气体泄漏，则预测气体泄漏扩散范围；
相应地，所述预测气体泄漏扩散范围，包括：
获取所述气体泄漏溯源起点的第一气体泄漏速度以及所述气体泄漏溯源终点的第二气体泄漏速度；
根据所述第一气体泄漏速度确定第一泄漏半径，并根据所述第二气体泄漏速度确定第二泄漏半径；
以所述气体泄漏溯源起点和所述气体泄漏溯源终点的中心点为圆心，以所述第一泄漏半径和所述第二泄漏半径之和为总半径，得到的区域确定为气体泄漏扩散范围。
在一个实施例中，所述养殖场报警方法还包括：
若确定发生爆炸风险，则预测爆炸范围；
相应地，确定发生爆炸风险的具体爆炸包括：
根据输气管泄漏处的漏气速度及其地下空间的土壤密度、温度、湿度信息，得到输气管泄漏的输气在输气管泄漏处地下空间的多个输气聚集点和每个输气聚集点的输气聚集概率；
根据输气管泄漏处地下空间的环境信息获取输气聚集点的点火概率；
基于所述输气聚集概率和所述点火概率得到输气聚集点的爆炸概率，并基于所述爆炸概率发生爆炸风险；
相应地，所述预测爆炸范围，包括：
根据各输气聚集点的分布位置和输气泄漏量得到燃气爆炸时的爆炸冲击波压力、爆炸火焰温度和毁伤范围；
根据所述爆炸冲击波压力、所述爆炸火焰温度和所述毁伤范围预测爆炸范围。
在一个实施例中，所述养殖场报警方法还包括：
在输电过程中进行输电安全检测；
相应地，所述在输电过程中进行输电安全检测，包括：
获取电力系统的功率波动测量值，以及所述电力系统中负荷对频率变化的响应程度的敏感指标系数；
获取所述发电设备的发电机转速、功频特性系数和发电机组惯量，并根据所述发电机组惯量确定所述电力系统的整体惯量；
根据所述功率波动测量值、所述敏感指标系数、所述整体惯量、所述功频特性系数和所述发电机转速，计算输电安全系数；
根据所述输电安全系数进行输电安全检测；
所述输电安全系数的计算公式为：
其中，为输电安全系数，/>为功率波动测量值，/>为整体惯量，/>为功频特性系数，/>发电机转速，/>为敏感指标系数。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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第二方面所述的养殖场报警方法。
第四方面，本申请实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第二方面所述的养殖场报警方法。
本申请实施例提供的养殖场报警系统、方法、计算机设备及存储介质，养殖场报警系统包括养殖场报警平台，以及与养殖场报警平台连接的气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块；报警模块包括第一报警单元和第二报警单元；气体测量模块包括CO2测量单元、N2测量单元和CH4测量单元。
在养殖场报警的过程中，通过气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块，实现了发生气体泄露时进行爆炸风险评估和爆炸范围预测，对输电过程进行安全检测，提高了养殖场的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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。
图1是本申请实施例提供的养殖场报警系统的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的养殖场报警方法的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参照图1，图1是本申请实施例提供的养殖场报警系统的结构示意图。本申请实施例提供一种养殖场报警系统包括养殖场报警平台、气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块。养殖场报警平台分别与气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块连接。
在一实施例中，报警模块包括第一报警单元和第二报警单元。若根据气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据评估结果确定不会发生爆炸风险，第一报警单元则发出气体泄漏警报；或者，若根据气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据评估结果确定会发生爆炸风险，第二报警单元则发出爆炸预警。
在一实施例中，气体测量模块包括CO2测量单元、N2测量单元和CH4测量单元。CO2测量单元测量出沼气池内CO2的浓度值，N2测量单元测量出沼气池内N2的浓度值，CH4测量单元测量出沼气池内CH4的浓度值，因此测量出沼气池内CH4的含量占CO2、N2和CH4的总含量的CH4浓度值。
在一实施例中，电器安全检测模块检测发电设备的运行安全系数。
在一实施例中，气体泄漏评估模块根据沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数，计算气体泄漏系数。
在一实施例中，爆炸风险评估模块根据CH4浓度值、运行安全系数和气体泄漏系数进行爆炸风险评估，得到评估结果。
在一实施例中，若确定发生气体泄漏，气体泄漏溯源模块则溯源检测气体泄漏原因。
在一实施例中，若确定发生气体泄漏，范围预测模块则预测气体泄漏扩散范围；或者，若确定发生爆炸风险，范围预测模块则预测爆炸范围。
在一实施例中，送电安全检测模块在输电过程中进行输电安全检测。养殖场报警平台进行数据存储和数据传输。
本申请实施例提供的养殖场报警系统包括养殖场报警平台，以及与养殖场报警平台连接的气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块；报警模块包括第一报警单元和第二报警单元；气体测量模块包括CO2测量单元、N2测量单元和CH4测量单元。在养殖场报警的过程中，通过气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块，实现了发生气体泄露时进行爆炸风险评估和爆炸范围预测，对输电过程进行安全检测，提高了养殖场的安全性。
下面对本申请实施例提供的养殖场报警方法进行描述，下文描述的养殖场报警方法与上文描述的养殖场报警系统可相互对应参照。参考图2，图2是本申请实施例提供的养殖场报警方法的流程示意图，本申请实施例提供的养殖场报警方法包括：
步骤201，计算沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数；
步骤202，根据所述密封系数和所述池壁腐蚀程度系数，计算所述沼气池的气体泄漏系数；
步骤203，测量所述沼气池内的CH4浓度值和发电设备的运行安全系数；
步骤204，根据所述CH4浓度值、所述运行安全系数和所述气体泄漏系数进行爆炸风险评估，得到评估结果；
步骤205，若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定不会发生爆炸风险，则发出气体泄漏警报；或者，若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定会发生爆炸风险，则发出爆炸预警。
需要说明的是，本申请实施例提供的养殖场报警方法应用于养殖场报警系统，养殖场报警系统包括养殖场报警平台、气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块。
养殖场报警系统计算沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数。
进一步地，养殖场报警系统根据密封系数和池壁腐蚀程度系数，计算沼气池的气体泄漏系数。进一步地，养殖场报警系统测量沼气池内的CH4浓度值和发电设备的运行安全系数。
进一步地，养殖场报警系统根据CH4浓度值、运行安全系数和气体泄漏系数进行爆炸风险评估，得到评估结果；
进一步地，若根据气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据评估结果确定不会发生爆炸风险，养殖场报警系统则发出气体泄漏警报。
进一步地，若根据气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据评估结果确定会发生爆炸风险，养殖场报警系统则发出爆炸预警。
本申请实施例提供的养殖场报警方法，计算沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数；根据密封系数和池壁腐蚀程度系数，计算沼气池的气体泄漏系数；测量沼气池内的CH4浓度值和发电设备的运行安全系数；根据CH4浓度值、运行安全系数和气体泄漏系数进行爆炸风险评估，得到评估结果；若根据气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据评估结果确定不会发生爆炸风险，则发出气体泄漏警报；或者，若根据气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据评估结果确定会发生爆炸风险，则发出爆炸预警。在养殖场报警的过程中，通过气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块，实现了发生气体泄露时进行爆炸风险评估和爆炸范围预测，对输电过程进行安全检测，提高了养殖场的安全性。
在一实施例，计算沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数，包括：
获取所述沼气池的池顶设计结构和连接口设计结构，根据所述池顶设计结构和连接口设计结构在因子映射表中获取池顶结构因子和连接口结构因子，并根据所述池顶结构因子和所述连接口结构因子，计算得到所述密封系数，所述密封系数的计算公式为：
其中，为密封系数，/>为池顶结构因子，/>为连接口结构因子；
获取所述沼气池的地理位置信息、池壁构筑材料以及当前时间，根据所述地理位置信息和所述当前时间在所述因子映射表中获取环境影响因子，根据所述池壁构筑材料在所述因子映射表中获取池壁材料因子，并根据所述环境影响因子和所述池壁材料因子，计算得到所述池壁腐蚀程度系数，所述池壁腐蚀程度系数计算公式如下：
其中，为池壁腐蚀程度系数，/>为环境影响因子，/>为池壁材料因子；
相应地，计算所述沼气池的气体泄漏系数的公式为：
其中，为气体泄漏系数。
具体地，养殖场报警系统获取沼气池的池顶设计结构和连接口设计结构，根据池顶设计结构和连接口设计结构在因子映射表中获取池顶结构因子和连接口结构因子，并根据池顶结构因子和连接口结构因子，计算得到密封系数，密封系数的计算公式为：
其中，为密封系数，/>为池顶结构因子，/>为连接口结构因子；
可选的，密封系数是由池顶设计材料和池顶设计形状影响的，池顶设计材料包括混凝土池顶和钢板池顶，池顶设计形状包括平面池顶、圆弧形池顶、锥形池顶、曲面池顶和多面体池顶。混凝土池顶的密封性比钢板池顶的密封性好。同时，多面体池顶、曲面池顶、锥形池顶、圆弧形池顶和平面池顶的密封性依次递减。因此，可以理解为，池顶设计结构包括池顶设计材料和池顶设计形状，因此，根据池顶设计材料和池顶设计形状的组合在因子映射表中获取池顶结构因子。
在一实施例中，因子映射表中池顶设计组合及其池顶结构因子如下，池顶设计组合有{A1=（混凝土池顶，平面池顶），A2=（混凝土池顶，圆弧形池顶），A3=（混凝土池顶，锥形池顶），A4=（混凝土池顶，曲面池顶），A5=（混凝土池顶，多面体池顶），A6=（钢板池顶，平面池顶），A7=（钢板池顶，圆弧形池顶），A8=（钢板池顶，锥形池顶），A9=（钢板池顶，曲面池顶），A10=（钢板池顶，多面体池顶）}，因子映射表部分如表1所示：
表1
可选的，密封系数的影响因素还有连接口设计结构，连接口设计结构包括连接口设计材料和连接口设计固定类型，连接口设计材料包括塑料、金属、复合材料和橡胶弹性材料，连接口设计固定类型包括焊接、螺纹连接和插销连接。橡胶弹性材料、复合材料、金属和塑料的密封性依次递减，同时，焊接、螺纹连接和插销连接的密封性依次递减。因此可以理解为，根据连接口设计材料和连接口设计固定类型在因子映射表中获取连接口结构因子。
在一实施例中，因子映射表中连接口设计组合及其连接口结构因子如下，连接口设计组合有{B1=（塑料，插销连接），B2=（金属，插销连接），B3=（复合材料，插销连接），B4=（橡胶弹性材料，插销连接），B5=（塑料，螺纹连接），B6=（金属，螺纹连接），B7=（复合材料，螺纹连接），B8=（橡胶弹性材料，螺纹连接），B9=（塑料，焊接），B10=（金属，焊接），B11=（复合材料，焊接），B12=（橡胶弹性材料，焊接）}，因子映射表部分如表2所示：
表2
进一步地，养殖场报警系统获取沼气池的地理位置信息、池壁构筑材料以及当前时间，根据地理位置信息和当前时间在因子映射表中获取环境影响因子，根据池壁构筑材料在因子映射表中获取池壁材料因子，并根据环境影响因子和池壁材料因子，计算得到池壁腐蚀程度系数，其中，因子映射表为池顶设计结构、连接口设计结构，沼气池的地理位置信息、池壁构筑材料、当前时间及其设定因子的关联关系映射表。池壁腐蚀程度系数计算公式如下：
为池壁腐蚀程度系数，/>为环境影响因子，/>为池壁材料因子。
可选的，地理位置信息可以理解为海拔高度信息，海拔高度信息包括高海拔、中海拔和低海拔，其中，高海拔一般为海拔大于3000米的地区，中海拔一般为海拔在1500米到3000米之间的地区，低海拔一般为海拔小于1500米的地区，当前时间可以理解为季节时间，季节时间包括春季、夏季、秋季和冬季，因此，可以理解为，根据海拔高度信息和季节时间获取环境影响因子。
在一实施例中，池壁腐蚀程度主要是由空气中的湿度影响的，湿度越低，池壁腐蚀程度越小，因此，因子映射表中海拔高度信息和季节时间的组合及其环境影响因子如下，海拔高度信息和季节时间的组合有{C1=（高海拔，春季），C2=（中海拔，春季），C3=（低海拔，春季），C4=（高海拔，夏季），C5=（中海拔，夏季），C6=（低海拔，夏季），C7=（高海拔，秋季），C8=（中海拔，秋季），C9=（低海拔，秋季），C10=（高海拔，冬季），C11=（中海拔，冬季），C12=（低海拔，冬季）}，因子映射表部分如表3所示：
表3
可选的，池壁腐蚀程度影响因素还包括池壁构筑材料，池壁构筑材料的耐腐蚀性决定着池壁材料因子大小，池壁构筑材料的耐腐蚀性越强，其池壁材料因子越小。池壁构筑材料包括玻璃纤维增强塑料、天然石材、混凝土、复合材料和金属板。玻璃纤维增强塑料、复合材料、金属板、天然石材和混凝土的耐腐蚀性依次递减。因此，因子映射表部分如表4所示：
表4
相应地，计算沼气池的气体泄漏系数的公式为：
其中，为气体泄漏系数。
本申请实施例准确地计算出沼气池的气体泄漏系数，为后续提供数据基础，使得实现了发生气体泄露时进行爆炸风险评估和爆炸范围预测，对输电过程进行安全检测，提高了养殖场的安全性。
在一实施例，测量发电设备的运行安全系数，包括：
以预设时长为电流区间获取所述发电设备的电流数据，并统计每一个电流数据中位于每个子电流区间内的电流数据的个数；
以每个电流区间为横坐标，以每一个电流区间的电流数据的个数为纵坐标，构建每个电流区间的电流参数图；
根据每个电流区间的电流参数图计算每个电流区间的面积，并计算相邻两个电流区间的面积差值比，所述面积差值比的公式为：
其中，和/>分别为相邻两个电流区间的面积，K为相邻两个电流区间的面积差值比；
根据所有的面积差值比，计算所述运行安全系数，所述运行安全系数的计算公式为：
其中，Se为运行安全系数，n为面积差值比的个数。
具体地，养殖场报警系统以预设时长为电流区间获取发电设备的电流数据，并统计每一个电流数据中位于每个子电流区间内的电流数据的个数，其中，预设时长根据实际设定。
进一步地，养殖场报警系统以每个电流区间为横坐标，每一个电流区间的电流数据的个数为纵坐标，构建每个电流区间的电流参数图。
进一步地，养殖场报警系统根据每个电流区间的电流参数图计算每个电流区间的面积，并计算相邻两个电流区间的面积差值比，面积差值比的公式为：
其中，和/>分别为相邻两个电流区间的面积，K为相邻两个电流区间的面积差值比。
进一步地，养殖场报警系统根据所有的面积差值比，计算运行安全系数，运行安全系数的计算公式为：
其中，Se为运行安全系数，n为面积差值比的个数。
本申请实施例准确地测量出发电设备的运行安全系数，为后续提供数据基础，使得实现了发生气体泄露时进行爆炸风险评估和爆炸范围预测，对输电过程进行安全检测，提高了养殖场的安全性。
在一实施例，养殖场报警方法还包括：
若确定发生气体泄漏，则溯源检测气体泄漏原因；
相应地，所述溯源检测气体泄漏原因，包括：
获取所述沼气池的输气管的地下空间内的输气扩散特性；所述输气扩散特性由所述地下空间的连通性确定；
获取所述地下空间的每一个设定区域的第一输气浓度值；
根据所述输气扩散特性和所述输气浓度值，确定气体泄漏管道区域，并根据所述气体泄漏管道区域获取目标气体泄漏管道；
获取所述目标气体泄漏管道的每一节管道的第二输气浓度值；
根据所述第二输气浓度值确定所述目标气体泄漏管道中的气体泄漏溯源起点和气体泄漏溯源终点。
具体地，若确定发生气体泄漏，养殖场报警系统则溯源检测气体泄漏原因，具体分析如下：
养殖场报警系统获取沼气池的输气管的地下空间内的输气扩散特性，其中，输气扩散特性由地下空间的连通性确定，即输气扩散特性表征地下空间的输气管是否连通。
进一步地，养殖场报警系统获取地下空间的每一个设定区域的第一输气浓度值。
进一步地，养殖场报警系统根据输气扩散特性和输气浓度值，确定气体泄漏管道区域，具体为：若根据输气扩散特性确定地下空间的输气管为连通，养殖场报警系统则将所有第一输气浓度值大于预设浓度的区域确定为气体泄漏管道区域，其中，预设浓度根据实际设定。
若根据输气扩散特性确定地下空间的输气管为不连通，养殖场报警系统则将所有第一输气浓度值大于预设浓度的区域确定为待处理区域，并将所有待处理区域的交集区域确定为气体泄漏管道区域。
进一步地，养殖场报警系统将气体泄漏管道区域内的管道确定为目标气体泄漏管道。
进一步地，养殖场报警系统获取目标气体泄漏管道的每一节管道的第二输气浓度值，并将第二输气浓度值中数值最大的管道点，确定为目标气体泄漏管道中的气体泄漏溯源起点和气体泄漏溯源终点。
本申请实施例准确地溯源检测出气体泄漏原因，提高了养殖场的安全性。
在一实施例，养殖场报警方法还包括：
若确定发生气体泄漏，则预测气体泄漏扩散范围；
相应地，所述预测气体泄漏扩散范围，包括：
获取所述气体泄漏溯源起点的第一气体泄漏速度以及所述气体泄漏溯源终点的第二气体泄漏速度；
根据所述第一气体泄漏速度确定第一泄漏半径，并根据所述第二气体泄漏速度确定第二泄漏半径；
以所述气体泄漏溯源起点和所述气体泄漏溯源终点的中心点为圆心，以所述第一泄漏半径和所述第二泄漏半径之和为总半径，得到的区域确定为气体泄漏扩散范围。
具体地，若确定发生气体泄漏，养殖场报警系统则预测气体泄漏扩散范围，具体为：
养殖场报警系统获取气体泄漏溯源起点的第一气体泄漏速度以及气体泄漏溯源终点的第二气体泄漏速度。
进一步地，养殖场报警系统根据第一气体泄漏速度确定第一泄漏半径，并根据第二气体泄漏速度确定第二泄漏半径。
进一步地，养殖场报警系统以气体泄漏溯源起点和气体泄漏溯源终点的中心点为圆心，以第一泄漏半径和第二泄漏半径之和为总半径，得到的区域确定为气体泄漏扩散范围。
本申请实施例准确地预测出气体泄漏扩散范围，因此可以提前疏散周围用户，保证了更大范围的安全，提高了养殖场的安全性。
在一实施例，养殖场报警方法还包括：
若确定发生爆炸风险，则预测爆炸范围；
相应地，确定发生爆炸风险的具体爆炸包括：
根据输气管泄漏处的漏气速度及其地下空间的土壤密度、温度、湿度信息，得到输气管泄漏的输气在输气管泄漏处地下空间的多个输气聚集点和每个输气聚集点的输气聚集概率；
根据输气管泄漏处地下空间的环境信息获取输气聚集点的点火概率；
基于所述输气聚集概率和所述点火概率得到输气聚集点的爆炸概率，并基于所述爆炸概率发生爆炸风险；
相应地，所述预测爆炸范围，包括：
根据各输气聚集点的分布位置和输气泄漏量得到燃气爆炸时的爆炸冲击波压力、爆炸火焰温度和毁伤范围；
根据所述爆炸冲击波压力、所述爆炸火焰温度和所述毁伤范围预测爆炸范围。
具体地，养殖场报警系统根据输气管泄漏处的漏气速度及其地下空间的土壤密度、温度、湿度信息，得到输气管泄漏的输气在输气管泄漏处地下空间的多个输气聚集点和每个输气聚集点的输气聚集概率。进一步地，养殖场报警系统根据输气管泄漏处地下空间的环境信息获取输气聚集点的点火概率。
进一步地，养殖场报警系统根据输气聚集概率和点火概率得到输气聚集点的爆炸概率，爆炸概率的计算公式为：
其中，为爆炸概率，/>为输气聚集概率，/>为点火概率。
进一步地，养殖场报警系统根据爆炸概率发生爆炸风险，具体为：
若确定爆炸概率大于或者等于爆炸阈值，养殖场报警系统则确定发生爆炸风险。若确定爆炸概率小于爆炸阈值，养殖场报警系统则确定不发生爆炸风险，其中，爆炸阈值根据实际设定。
若确定发生爆炸风险，养殖场报警系统则预测爆炸范围，具体为：
养殖场报警系统根据各输气聚集点的分布位置和输气泄漏量得到燃气爆炸时的爆炸冲击波压力、爆炸火焰温度和毁伤范围。进一步地，养殖场报警系统根据爆炸冲击波压力、爆炸火焰温度和毁伤范围预测爆炸范围。
本申请实施例准确地预测爆炸范围，因此可以提前疏散周围用户，保证了更大范围的安全，提高了养殖场的安全性。
在一实施例，养殖场报警方法还包括：
在输电过程中进行输电安全检测；
相应地，所述在输电过程中进行输电安全检测，包括：
获取电力系统的功率波动测量值，以及所述电力系统中负荷对频率变化的响应程度的敏感指标系数；
获取所述发电设备的发电机转速、功频特性系数和发电机组惯量，并根据所述发电机组惯量确定所述电力系统的整体惯量；
根据所述功率波动测量值、所述敏感指标系数、所述整体惯量、所述功频特性系数和所述发电机转速，计算输电安全系数；
根据所述输电安全系数进行输电安全检测；
所述输电安全系数的计算公式为：
其中，为输电安全系数，/>为功率波动测量值，/>为整体惯量，/>为功频特性系数，/>发电机转速，/>为敏感指标系数。/>
养殖场报警系统在输电过程中进行输电安全检测，具体地：
养殖场报警系统获取电力系统的功率波动测量值，以及电力系统中负荷对频率变化的响应程度的敏感指标系数。
进一步地，养殖场报警系统获取发电设备的发电机转速、功频特性系数和发电机组惯量，根据发电机组惯量确定电力系统的整体惯量。
进一步地，养殖场报警系统根据功率波动测量值、敏感指标系数、整体惯量、功频特性系数和发电机转速，计算输电安全系数。
根据输电安全系数进行输电安全检测；
输电安全系数的计算公式为：
其中，为输电安全系数，/>为功率波动测量值，/>为整体惯量，/>为功频特性系数，/>发电机转速，/>为敏感指标系数。
本申请实施例根据输电安全系数进行输电安全检测，提高了养殖场的安全性。
图3示例了一种计算机设备的实体结构图，如图3所示，该计算机设备可以包括：处理器（processor）310、通信接口（Communication Interface）320、存储器（memory）330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的计算机程序，以执行养殖场报警系统的步骤，例如包括：
计算沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数；
根据所述密封系数和所述池壁腐蚀程度系数，计算所述沼气池的气体泄漏系数；
测量所述沼气池内的CH4浓度值和发电设备的运行安全系数；
根据所述CH4浓度值、所述运行安全系数和所述气体泄漏系数进行爆炸风险评估，得到评估结果；
若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定不会发生爆炸风险，则发出气体泄漏警报；或者，若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定会发生爆炸风险，则发出爆炸预警。
此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本申请实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质包括计算机程序，所述计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各实施例所提供的养殖场报警系统的步骤，例如包括：
计算沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数；
根据所述密封系数和所述池壁腐蚀程度系数，计算所述沼气池的气体泄漏系数；
测量所述沼气池内的CH4浓度值和发电设备的运行安全系数；
根据所述CH4浓度值、所述运行安全系数和所述气体泄漏系数进行爆炸风险评估，得到评估结果；
若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定不会发生爆炸风险，则发出气体泄漏警报；或者，若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定会发生爆炸风险，则发出爆炸预警。
又一方面，本申请实施例还提供一种计算机产品，所述计算机产品包括计算机程序，所述计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各实施例所提供的养殖场报警系统的步骤，例如包括：
计算沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数；
根据所述密封系数和所述池壁腐蚀程度系数，计算所述沼气池的气体泄漏系数；
测量所述沼气池内的CH4浓度值和发电设备的运行安全系数；
根据所述CH4浓度值、所述运行安全系数和所述气体泄漏系数进行爆炸风险评估，得到评估结果；
若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定不会发生爆炸风险，则发出气体泄漏警报；或者，若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定会发生爆炸风险，则发出爆炸预警。
以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种养殖场报警系统，其特征在于，包括养殖场报警平台，以及与所述养殖场报警平台连接的气体测量模块、气体泄漏评估模块、爆炸风险评估模块、电器安全检测模块、报警模块、气体泄漏溯源模块、范围预测模块和送电安全检测模块；所述报警模块包括第一报警单元和第二报警单元；所述气体测量模块包括CO2测量单元、N2测量单元和CH4测量单元；
所述气体测量模块用于：测量出沼气池内CH4的含量占CO2、N2和CH4的总含量的CH4浓度值；
所述电器安全检测模块用于：检测发电设备的运行安全系数；
所述气体泄漏评估模块用于：根据所述沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数，计算气体泄漏系数；
所述爆炸风险评估模块用于：根据所述CH4浓度值、所述运行安全系数和所述气体泄漏系数进行爆炸风险评估，得到评估结果；
所述报警模块用于：若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定不会发生爆炸风险，则通过第一报警单元发出气体泄漏警报；或者，若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定会发生爆炸风险，则通过第二报警单元发出爆炸预警；
所述气体泄漏溯源模块用于：若确定发生气体泄漏，则溯源检测气体泄漏原因；
所述范围预测模块用于：若确定发生气体泄漏，则预测气体泄漏扩散范围；或者，若确定发生爆炸风险，则预测爆炸范围；
所述送电安全检测模块用于：在输电过程中进行输电安全检测；
所述养殖场报警平台用于：数据存储和数据传输。
2.一种养殖场报警方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的养殖场报警系统，包括：
计算沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数；
根据所述密封系数和所述池壁腐蚀程度系数，计算所述沼气池的气体泄漏系数；
测量所述沼气池内的CH4浓度值和发电设备的运行安全系数；
根据所述CH4浓度值、所述运行安全系数和所述气体泄漏系数进行爆炸风险评估，得到评估结果；
若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定不会发生爆炸风险，则发出气体泄漏警报；或者，若根据所述气体泄漏系数确定发生气体泄漏，且根据所述评估结果确定会发生爆炸风险，则发出爆炸预警。
3.根据权利要求2所述的养殖场报警方法，其特征在于，所述计算沼气池的密封系数和池壁腐蚀程度系数，包括：
获取所述沼气池的池顶设计结构和连接口设计结构，根据所述池顶设计结构和连接口设计结构在因子映射表中获取池顶结构因子和连接口结构因子，并根据所述池顶结构因子和所述连接口结构因子，计算得到所述密封系数，所述密封系数的计算公式为：
其中，/>为密封系数，/>为池顶结构因子，/>为连接口结构因子；
获取所述沼气池的地理位置信息、池壁构筑材料以及当前时间，根据所述地理位置信息和所述当前时间在所述因子映射表中获取环境影响因子，根据所述池壁构筑材料在所述因子映射表中获取池壁材料因子，并根据所述环境影响因子和所述池壁材料因子，计算得到所述池壁腐蚀程度系数，所述池壁腐蚀程度系数计算公式如下：
其中，/>为池壁腐蚀程度系数，/>为环境影响因子，/>为池壁材料因子；
相应地，计算所述沼气池的气体泄漏系数的公式为：
其中，/>为气体泄漏系数。
4.根据权利要求2所述的养殖场报警方法，其特征在于，测量发电设备的运行安全系数，包括：
以预设时长为电流区间获取所述发电设备的电流数据，并统计每一个电流数据中位于每个子电流区间内的电流数据的个数；
以每个电流区间为横坐标，以每一个电流区间的电流数据的个数为纵坐标，构建每个电流区间的电流参数图；
根据每个电流区间的电流参数图计算每个电流区间的面积，并计算相邻两个电流区间的面积差值比，所述面积差值比的公式为：
其中，/>和/>分别为相邻两个电流区间的面积，K为相邻两个电流区间的面积差值比；
根据所有的面积差值比，计算所述运行安全系数，所述运行安全系数的计算公式为：
其中，Se为运行安全系数，n为面积差值比的个数。
5.根据权利要求2所述的养殖场报警方法，其特征在于，所述养殖场报警方法还包括：
若确定发生气体泄漏，则溯源检测气体泄漏原因；
相应地，所述溯源检测气体泄漏原因，包括：
获取所述沼气池的输气管的地下空间内的输气扩散特性；所述输气扩散特性由所述地下空间的连通性确定；
获取所述地下空间的每一个设定区域的第一输气浓度值；
根据所述输气扩散特性和所述输气浓度值，确定气体泄漏管道区域，并根据所述气体泄漏管道区域获取目标气体泄漏管道；
获取所述目标气体泄漏管道的每一节管道的第二输气浓度值；
根据所述第二输气浓度值确定所述目标气体泄漏管道中的气体泄漏溯源起点和气体泄漏溯源终点。
6.根据权利要求5所述的养殖场报警方法，其特征在于，所述养殖场报警方法还包括：
若确定发生气体泄漏，则预测气体泄漏扩散范围；
相应地，所述预测气体泄漏扩散范围，包括：
获取所述气体泄漏溯源起点的第一气体泄漏速度以及所述气体泄漏溯源终点的第二气体泄漏速度；
根据所述第一气体泄漏速度确定第一泄漏半径，并根据所述第二气体泄漏速度确定第二泄漏半径；
以所述气体泄漏溯源起点和所述气体泄漏溯源终点的中心点为圆心，以所述第一泄漏半径和所述第二泄漏半径之和为总半径，得到的区域确定为气体泄漏扩散范围。
7.根据权利要求2所述的养殖场报警方法，其特征在于，所述养殖场报警方法还包括：
若确定发生爆炸风险，则预测爆炸范围；
相应地，确定发生爆炸风险的具体爆炸包括：
根据输气管泄漏处的漏气速度及其地下空间的土壤密度、温度、湿度信息，得到输气管泄漏的输气在输气管泄漏处地下空间的多个输气聚集点和每个输气聚集点的输气聚集概率；
根据输气管泄漏处地下空间的环境信息获取输气聚集点的点火概率；
基于所述输气聚集概率和所述点火概率得到输气聚集点的爆炸概率，并基于所述爆炸概率发生爆炸风险；
相应地，所述预测爆炸范围，包括：
根据各输气聚集点的分布位置和输气泄漏量得到燃气爆炸时的爆炸冲击波压力、爆炸火焰温度和毁伤范围；
根据所述爆炸冲击波压力、所述爆炸火焰温度和所述毁伤范围预测爆炸范围。
8.根据权利要求2所述的养殖场报警方法，其特征在于，所述养殖场报警方法还包括：
在输电过程中进行输电安全检测；
相应地，所述在输电过程中进行输电安全检测，包括：
获取电力系统的功率波动测量值，以及所述电力系统中负荷对频率变化的响应程度的敏感指标系数；
获取所述发电设备的发电机转速、功频特性系数和发电机组惯量，并根据所述发电机组惯量确定所述电力系统的整体惯量；
根据所述功率波动测量值、所述敏感指标系数、所述整体惯量、所述功频特性系数和所述发电机转速，计算输电安全系数；
根据所述输电安全系数进行输电安全检测；
所述输电安全系数的计算公式为：
其中，/>为输电安全系数，/>为功率波动测量值，/>为整体惯量，/>为功频特性系数，/>发电机转速，/>为敏感指标系数。
9.一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求2至8任一项所述的养殖场报警方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求2至8任一项所述的养殖场报警方法。
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| CN116959208B (zh) | 2023-12-15 |
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