CN117037455A - 一种基于人工智能的燃气泄露警报系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人工智能的燃气泄露警报系统及其方法，具体涉及燃气泄漏检测技术领域，包括燃气管道区域划分模块、燃气管道信息获取模块、燃气管道信息处理模块、环境信息获取模块、环境信息处理模块、燃气泄漏分析模块、燃气泄漏评估模块、燃气泄漏安全监管模块，本发明通过获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气使用信息和环境信息，计算得到燃气监测稳定指数、燃气管道状态稳定指数和环境状态稳定指数，进一步分析得到燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，并处理，有利于通过多组数据的融合分析，提高燃气泄漏风险的准确评估，减少事故的发生，提高人员的生命安全和财产安全，实现了自动化的燃气泄漏监测。

Description

一种基于人工智能的燃气泄露警报系统及其方法

技术领域

本发明涉及燃气泄漏检测技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于人工智能的燃气泄露警报系统及其方法。

背景技术

燃气作为一种常见的能源供应形式，广泛应用于居民生活和工业领域，然而，燃气泄漏所引发的安全隐患不容忽视，近年来，随着人工智能技术的不断发展，其在燃气泄漏警报监测方面的应用也日益受到关注。

通过利用人工智能技术手段提升燃气泄漏警报的准确性和及时性，并实现在泄露发生后的第一时间发出警报，有效预防燃气事故的发生，保障人民生命和财产的安全，总之，人工智能技术在提升燃气泄漏警报的准确性和及时性方面具有巨大的潜力。

但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如现有的燃气泄漏警报方法由于数据采集的质量而导致错误的预测和警报，数据分析过程中无法根据监测数据的特点匹配合适的模型；

燃气泄漏评估方法需要设定合适的警戒预设值来触发警报，这需要综合考虑燃气使用过程中的使用状态、管道状态以及环境因素等，从而建立合适的反馈机制并及时预警。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于人工智能的燃气泄露警报系统及其方法，用于解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

燃气管道区域划分模块：用于将目标燃气管道按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并对目标燃气管道区域各监测子区域进行编号。

燃气管道信息获取模块：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气使用信息，所述燃气使用信息包括燃气报警数据获取单元和燃气管道状态数据获取单元。

燃气管道信息处理模块：用于接收燃气管道信息获取模块传输的燃气使用信息，通过燃气报警数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气监测稳定指数，通过燃气管道状态数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气管道状态稳定指数。

环境信息获取模块：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的环境信息。

环境信息处理模块：用于接收环境信息获取模块传输的环境信息，计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的环境状态稳定指数。

燃气泄漏分析模块：用于接收燃气管道信息处理模块和环境信息处理模块传输的燃气监测稳定指数、燃气管道状态稳定指数和环境状态稳定指数，通过燃气泄漏评估模型计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数。

燃气泄漏评估模块：用于提取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，并处理。

燃气泄漏安全监管模块：用于储存目标燃气管道区域各监测子区域的历史燃气泄漏评估系数。

优选的，所述燃气管道区域划分模块的具体划分方式为：

将目标燃气管道区域确定为目标区域，将目标区域按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并对目标燃气管道区域各监测子区域依次标记为1、2……n。

优选的，所述燃气管道信息获取模块的具体获取方式为：

燃气报警数据获取单元：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的温度、报警次数、总报警次数，分别标记为、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号；

燃气管道状态数据获取单元：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的管道压力、燃气流速、燃气流量，分别标记为、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号。

优选的，所述燃气管道信息获取模块具体包括：

温度通过温度传感器获取，报警次数通过燃气报警器获取，管道压力通过压力传感器获取，燃气流速和燃气流量通过燃气流量计获取。

优选的，所述燃气管道信息处理模块具体为：

，其中/>表示为第i个监测子区域的燃气监测稳定指数，/>表示为自然常数，/>表示为第i个监测子区域的报警次数，/>表示为总报警次数，/>表示为第i个监测子区域的温度，/>表示为第i个监测子区域的环境温度,/>表示为燃气监测稳定指数的其他影响因子；

，其中/>表示为第i个监测子区域的燃气管道状态稳定指数，表示为第i个监测子区域的燃气流量，/>表示为平均燃气流量，/>表示为第i个监测子区域的燃气流速，/>表示为平均燃气流速，/>表示为第i个监测子区域的管道压力，表示为预设的管道压力，/>表示为燃气管道状态稳定指数的其他影响因子；

=/>，/>，其中n表示为监测子区域个数。

优选的，所述环境信息获取模块的具体获取方式为：

用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气浓度、空间高度、空间面积、环境温度，分别标记为、/>、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号。

优选的，所述环境状态稳定指数的计算公式为：

，其中/>表示为第i个监测子区域的环境状态稳定指数，/>表示为第i个监测子区域的空间面积，/>表示为第i个监测子区域的空间高度，/>表示为第i个监测子区域的燃气浓度，/>表示为第i个监测子区域的空间面积，/>表示为环境状态稳定指数的其他影响因子。

优选的，所述燃气泄漏评估系数的计算公式为：

，其中/>表示为第i个监测子区域的燃气泄漏评估系数，/>表示为第i个监测子区域的燃气监测稳定指数，/>表示为第i个监测子区域的燃气管道状态稳定指数，/>表示为第i个监测子区域的环境状态稳定指数。

优选的，所述燃气泄漏评估模块的具体评估方式为：

提取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，若目标燃气管道区域某监测子区域的燃气泄漏评估系数大于预设的燃气泄漏评估系数，则表明该监测子区域存在燃气泄漏风险，应立即通过安全监管人员进行查看，反之则表明目标燃气管道区域各监测子区域的燃气状态无异常状况。

优选的，一种基于人工智能的燃气泄露警报方法，包括下列步骤：

步骤S01：用于将目标燃气管道按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并对目标燃气管道区域各监测子区域进行编号；

步骤S02：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气使用信息，所述燃气使用信息包括燃气报警数据获取单元和燃气管道状态数据获取单元；

步骤S03：用于通过燃气报警数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气监测稳定指数，通过燃气管道状态数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气管道状态稳定指数；

步骤S04：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的环境信息；

步骤S05：用于计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的环境状态稳定指数；

步骤S06：用于通过燃气泄漏评估模型计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数；

步骤S07：用于提取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，并处理；

步骤S08：用于储存目标燃气管道区域各监测子区域的历史燃气泄漏评估系数。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明提供一种基于人工智能的燃气泄露警报系统，通过获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气使用信息和环境信息，通过燃气报警数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气监测稳定指数，通过燃气管道状态数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气管道状态稳定指数，通过环境信息计算得到环境状态稳定指数，进一步分析得到燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，若目标燃气管道区域某监测子区域的燃气泄漏评估系数大于预设的燃气泄漏评估系数，则表明该监测子区域存在燃气泄漏风险，应立即通过安全监管人员进行查看，有利于通过多组数据的融合分析，提高燃气泄漏风险的准确评估，有利于减少事故的发生，提高人员的生命安全和财产安全；

2、本发明提供一种基于人工智能的燃气泄露警报方法，实现了自动化的燃气泄漏监测和警报，减少了人工干预出现了问题，提高了燃气泄漏监测的效率和准确性。

附图说明

图1为本发明的系统模块流程连接示意图。

图2为本发明的方法步骤流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供一种基于人工智能的燃气泄露警报系统及其方法，包括燃气管道区域划分模块、燃气管道信息获取模块、燃气管道信息处理模块、环境信息获取模块、环境信息处理模块、燃气泄漏分析模块、燃气泄漏评估模块、燃气泄漏安全监管模块。

所述燃气管道区域划分模块与燃气管道信息获取模块和环境信息获取模块连接，燃气管道信息获取模块与燃气管道信息处理模块连接，环境信息获取模块与环境信息处理模块连接，燃气管道信息处理模块和环境信息处理模块与燃气泄漏分析模块连接，燃气泄漏分析模块与燃气泄漏评估模块连接，燃气泄漏评估模块与燃气泄漏安全监管模块连接。

得到燃气管道区域划分模块用于将目标燃气管道按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并对目标燃气管道区域各监测子区域进行编号。

在一种可能的设计中，所述燃气管道区域划分模块的具体划分方式为：

将目标燃气管道区域确定为目标区域，将目标区域按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并对目标燃气管道区域各监测子区域依次标记为1、2……n。

所述燃气管道信息获取模块用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气使用信息，所述燃气使用信息包括燃气报警数据获取单元和燃气管道状态数据获取单元。

在一种可能的设计中，所述燃气管道信息获取模块的具体获取方式为：

燃气报警数据获取单元：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的温度、报警次数、总报警次数，分别标记为、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号；

燃气管道状态数据获取单元：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的管道压力、燃气流速、燃气流量，分别标记为、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号。

所述燃气管道信息获取模块具体包括：

温度通过温度传感器获取，报警次数通过燃气报警器获取，管道压力通过压力传感器获取，燃气流速和燃气流量通过燃气流量计获取。

所述燃气管道信息处理模块用于接收燃气管道信息获取模块传输的燃气使用信息，通过燃气报警数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气监测稳定指数，通过燃气管道状态数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气管道状态稳定指数。

在一种可能的设计中，所述燃气管道信息处理模块具体为：

，其中/>表示为第i个监测子区域的燃气监测稳定指数，/>表示为自然常数，/>表示为第i个监测子区域的报警次数，/>表示为总报警次数，/>表示为第i个监测子区域的温度，/>表示为第i个监测子区域的环境温度,/>表示为燃气监测稳定指数的其他影响因子；

，其中/>表示为第i个监测子区域的燃气管道状态稳定指数，表示为第i个监测子区域的燃气流量，/>表示为平均燃气流量，/>表示为第i个监测子区域的燃气流速，/>表示为平均燃气流速，/>表示为第i个监测子区域的管道压力，表示为预设的管道压力，/>表示为燃气管道状态稳定指数的其他影响因子；

=/>，/>，其中n表示为监测子区域个数。

得到环境信息获取模块用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的环境信息。

在一种可能的设计中，所述环境信息获取模块的具体获取方式为：

用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气浓度、空间高度、空间面积、环境温度，分别标记为、/>、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号。

所述环境信息处理模块用于接收环境信息获取模块传输的环境信息，计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的环境状态稳定指数。

在一种可能的设计中，所述环境状态稳定指数的计算公式为：

，其中/>表示为第i个监测子区域的环境状态稳定指数，/>表示为第i个监测子区域的空间面积，/>表示为第i个监测子区域的空间高度，/>表示为第i个监测子区域的燃气浓度，/>表示为第i个监测子区域的空间面积，/>表示为环境状态稳定指数的其他影响因子。

所述燃气泄漏分析模块用于接收燃气管道信息处理模块和环境信息处理模块传输的燃气监测稳定指数、燃气管道状态稳定指数和环境状态稳定指数，通过燃气泄漏评估模型计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数。

在一种可能的设计中，所述燃气泄漏评估系数的计算公式为：

，其中/>表示为第i个监测子区域的燃气泄漏评估系数，/>表示为第i个监测子区域的燃气监测稳定指数，/>表示为第i个监测子区域的燃气管道状态稳定指数，/>表示为第i个监测子区域的环境状态稳定指数。

所述燃气泄漏评估模块用于提取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，并处理。

在一种可能的设计中，所述燃气泄漏评估模块的具体评估方式为：

提取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，若目标燃气管道区域某监测子区域的燃气泄漏评估系数大于预设的燃气泄漏评估系数，则表明该监测子区域存在燃气泄漏风险，应立即通过安全监管人员进行查看，反之则表明目标燃气管道区域各监测子区域的燃气状态无异常状况。

所述燃气泄漏安全监管模块用于储存目标燃气管道区域各监测子区域的历史燃气泄漏评估系数。

请参阅图2所示，在本实施例中，需要具体说明的是，本发明提供一种基于人工智能的燃气泄露警报方法，包括下列步骤：

步骤S01：用于将目标燃气管道按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并对目标燃气管道区域各监测子区域进行编号；

步骤S02：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气使用信息，所述燃气使用信息包括燃气报警数据获取单元和燃气管道状态数据获取单元；

步骤S03：用于通过燃气报警数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气监测稳定指数，通过燃气管道状态数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气管道状态稳定指数；

步骤S04：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的环境信息；

步骤S05：用于计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的环境状态稳定指数；

步骤S06：用于通过燃气泄漏评估模型计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数；

步骤S07：用于提取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，并处理；

步骤S08：用于储存目标燃气管道区域各监测子区域的历史燃气泄漏评估系数。

在本实施例中，需要具体说明的是，本发明通过获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气使用信息和环境信息，通过燃气报警数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气监测稳定指数，通过燃气管道状态数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气管道状态稳定指数，通过环境信息计算得到环境状态稳定指数，进一步分析得到燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，若目标燃气管道区域某监测子区域的燃气泄漏评估系数大于预设的燃气泄漏评估系数，则表明该监测子区域存在燃气泄漏风险，应立即通过安全监管人员进行查看，有利于通过多组数据的融合分析，提高燃气泄漏风险的准确评估，有利于减少事故的发生，提高人员的生命安全和财产安全。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于人工智能的燃气泄露警报系统，其特征在于，包括：

燃气管道区域划分模块：用于将目标燃气管道按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并对目标燃气管道区域各监测子区域进行编号；

燃气管道信息获取模块：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气使用信息，所述燃气使用信息包括燃气报警数据获取单元和燃气管道状态数据获取单元；

燃气管道信息处理模块：用于接收燃气管道信息获取模块传输的燃气使用信息，通过燃气报警数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气监测稳定指数，通过燃气管道状态数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气管道状态稳定指数；

环境信息获取模块：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的环境信息；

环境信息处理模块：用于接收环境信息获取模块传输的环境信息，计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的环境状态稳定指数；

燃气泄漏分析模块：用于接收燃气管道信息处理模块和环境信息处理模块传输的燃气监测稳定指数、燃气管道状态稳定指数和环境状态稳定指数，通过燃气泄漏评估模型计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数；

燃气泄漏评估模块：用于提取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，并处理；

燃气泄漏安全监管模块：用于储存目标燃气管道区域各监测子区域的历史燃气泄漏评估系数。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的燃气泄露警报系统，其特征在于：所述燃气管道区域划分模块的具体划分方式为：

将目标燃气管道区域确定为目标区域，将目标区域按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并对目标燃气管道区域各监测子区域依次标记为1、2……n。

3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的燃气泄露警报系统，其特征在于：所述燃气管道信息获取模块的具体获取方式为：

燃气报警数据获取单元：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的温度、报警次数、总报警次数，分别标记为、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号；

燃气管道状态数据获取单元：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的管道压力、燃气流速、燃气流量，分别标记为、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号。

4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能的燃气泄露警报系统，其特征在于：所述燃气管道信息获取模块具体包括：

温度通过温度传感器获取，报警次数通过燃气报警器获取，管道压力通过压力传感器获取，燃气流速和燃气流量通过燃气流量计获取。

5.根据权利要求3所述的一种基于人工智能的燃气泄露警报系统，其特征在于：所述燃气管道信息处理模块具体为：

，其中/>表示为第i个监测子区域的燃气监测稳定指数，/>表示为自然常数，/>表示为第i个监测子区域的报警次数，/>表示为总报警次数，/>表示为第i个监测子区域的温度，/>表示为第i个监测子区域的环境温度,/>表示为燃气监测稳定指数的其他影响因子；

，其中/>表示为第i个监测子区域的燃气管道状态稳定指数，/>表示为第i个监测子区域的燃气流量，/>表示为平均燃气流量，/>表示为第i个监测子区域的燃气流速，/>表示为平均燃气流速，/>表示为第i个监测子区域的管道压力，/>表示为预设的管道压力，/>表示为燃气管道状态稳定指数的其他影响因子；

=/>，/>，其中n表示为监测子区域个数。

6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的燃气泄露警报系统，其特征在于：所述环境信息获取模块的具体获取方式为：

用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气浓度、空间高度、空间面积、环境温度，分别标记为、/>、/>、/>，其中i=1、2……n，i表示为第i个监测子区域编号。

7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的燃气泄露警报系统，其特征在于：所述环境状态稳定指数的计算公式为：

，其中/>表示为第i个监测子区域的环境状态稳定指数，/>表示为第i个监测子区域的空间面积，/>表示为第i个监测子区域的空间高度，/>表示为第i个监测子区域的燃气浓度，/>表示为第i个监测子区域的空间面积，/>表示为环境状态稳定指数的其他影响因子。

8.根据权利要求7所述的一种基于人工智能的燃气泄露警报系统，其特征在于：所述燃气泄漏评估系数的计算公式为：

，其中/>表示为第i个监测子区域的燃气泄漏评估系数，/>表示为第i个监测子区域的燃气监测稳定指数，/>表示为第i个监测子区域的燃气管道状态稳定指数，/>表示为第i个监测子区域的环境状态稳定指数。

9.根据权利要求8所述的一种基于人工智能的燃气泄露警报系统，其特征在于：所述燃气泄漏评估模块的具体评估方式为：

提取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，若目标燃气管道区域某监测子区域的燃气泄漏评估系数大于预设的燃气泄漏评估系数，则表明该监测子区域存在燃气泄漏风险，应立即通过安全监管人员进行查看，反之则表明目标燃气管道区域各监测子区域的燃气状态无异常状况。

10.根据权利要求9所述的一种基于人工智能的燃气泄露警报系统，其特征在于：包括下列步骤：

步骤S01：用于将目标燃气管道按照等面积划分方式划分为各监测子区域，并对目标燃气管道区域各监测子区域进行编号；

步骤S02：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气使用信息，所述燃气使用信息包括燃气报警数据获取单元和燃气管道状态数据获取单元；

步骤S03：用于通过燃气报警数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气监测稳定指数，通过燃气管道状态数据获取单元计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气管道状态稳定指数；

步骤S04：用于获取目标燃气管道区域各监测子区域的环境信息；

步骤S05：用于计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的环境状态稳定指数；

步骤S06：用于通过燃气泄漏评估模型计算得到目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数；

步骤S07：用于提取目标燃气管道区域各监测子区域的燃气泄漏评估系数，与预设的燃气泄漏评估系数进行对比，并处理；

步骤S08：用于储存目标燃气管道区域各监测子区域的历史燃气泄漏评估系数。