CN117455196B - 基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法和物联网系统 - Google Patents

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Abstract

发明内容包括一种基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法和物联网系统，该方法包括获取燃气门站的运行数据；动态确定与燃气门站相关的关联节点，关联节点包括门站内部节点和外部管网节点中的至少一种；获取关联节点的监测数据，监测数据至少包括门站内部节点的门站监测数据，以及外部管网节点的管网监测数据；响应于监测数据不满足预设条件，发出预警通知；其中，动态确定与燃气门站相关的关联节点，包括：获取燃气门站对应的下游用户特征和历史预警数据；基于下游用户特征和历史预警数据，结合运行数据，确定预设时间段内的关联节点。该方法可以向用户及时发送预警通知，实现燃气门站的无人监控，保证燃气门站安全运行，降低人工成本。

Description

基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法和物联网系统
技术领域
本说明书涉及燃气门站监控领域，特别涉及一种基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法和物联网系统。
背景技术
出于燃气管网管理的需要，燃气门站的工作人员需要监控大量的燃气数据以保证燃气管网的安全运行，为了有效地进行监控，往往需要大量的人力成本。并且，由于燃气管网的高度关联性，牵一发而动全身，一处小隐患可能会影响到一整个片区的燃气管网运行，运营压力较大。燃气门站对于燃气的调度和监控还会造成一定的噪声污染，影响工作人员的身体健康。
因此，亟需提出一种基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法和物联网系统，减少人员参与的同时保证预警的及时性和准确性。
发明内容
发明内容包括一种基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法，由智慧燃气安全管理平台执行，该方法包括：获取燃气门站的运行数据；动态确定与所述燃气门站相关的关联节点，所述关联节点包括门站内部节点和外部管网节点中的至少一种；获取所述关联节点的监测数据，所述监测数据至少包括所述门站内部节点的门站监测数据，以及所述外部管网节点的管网监测数据；响应于所述监测数据不满足预设条件，发出预警通知；其中，所述动态确定与所述燃气门站相关的关联节点，包括：获取所述燃气门站对应的下游用户特征和历史预警数据；基于所述下游用户特征和所述历史预警数据，结合所述运行数据，确定预设时间段内的所述关联节点。
发明内容包括一种基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统，所述物联网系统包括智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气安全管理平台、智慧燃气设备传感网络平台和智慧燃气管网设备对象平台；所述智慧燃气设备管理平台被配置为：获取燃气门站的运行数据；动态确定与所述燃气门站相关的关联节点，所述关联节点包括门站内部节点和外部管网节点中的至少一种；获取所述关联节点的监测数据，所述监测数据至少包括所述门站内部节点的门站监测数据，以及所述外部管网节点的管网监测数据；响应于所述监测数据不满足预设条件，发出预警通知；其中，所述动态确定与所述燃气门站相关的关联节点，包括：获取所述燃气门站对应的下游用户特征和历史预警数据；基于所述下游用户特征和所述历史预警数据，结合所述运行数据，确定预设时间段内的所述关联节点。
通过上述方法可以向用户及时发送预警通知，实现燃气门站的无人监控，保证燃气门站安全运行，降低人工成本。
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基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统的平台结构示意图；
图2是根据本说明书一些实施例所示的基于智慧燃气平台的燃气门站监控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发出预警通知的方法示意图；
图4是根据本说明书一些实施例所示的发出预警通知的另一方法示意图。
附图标记说明：100-基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统；110-智慧燃气用户平台；120-智慧燃气服务平台；130-智慧燃气安全管理平台；140-智慧燃气管网设备传感网络平台；150-智慧燃气管网设备对象平台；310-管网监测数据；320-处理模型；330-管网监测特征；340-下游用户特征；350-历史预警数据；360-健康阈值；370-预设条件；380-预警通知；410-理想运行数据；420-门站监测数据；430-动态差异阈值；442-门站运行数据；450-预测模型。
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。
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基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统的平台结构示意图。以下将对本说明书实施例所涉及的基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统进行详细说明。需要注意的是，以下实施例仅用于解释本说明书，并不构成对本说明书的限定。
在一些实施例中，如图1所示，基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统100可以包括智慧燃气用户平台110、智慧燃气服务平台120、智慧燃气安全管理平台130、智慧燃气管网设备传感网络平台140和智慧燃气管网设备对象平台150。
智慧燃气用户平台110是用于与用户进行交互的平台。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。
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和监管用户分平台。
燃气用户分平台可以是为燃气用户提供燃气使用相关数据以及燃气问题解决方案的平台。燃气用户可以是工业燃气用户、商业燃气用户、普通燃气用户等。
监管用户分平台可以是监管用户对整个物联网系统的运行进行监管的平台。监管用户可以安全管理部门的人员。
在一些实施例中，智慧燃气用户平台110可以基于监管用户分平台，获取来自智慧燃气安全管理平台130的预警通知。
智慧燃气服务平台120是用于将用户的需求与控制信息传达出去的平台。
在一些实施例中，智慧燃气服务平台120可以从智慧燃气安全管理平台130的智慧燃气数据中心获取预警通知，并发送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和智慧监管服务分平台。
智慧用气服务分平台可以是为燃气用户提供用气服务的平台。
智慧监管服务分平台可以是为监管用户提供监管需求的平台。
在一些实施例中，智慧燃气服务平台可以基于智慧监管服务平台将预警通知发送至监管用户分平台。
智慧燃气安全管理平台130是统筹、协调各功能平台之间的联系和协作，并汇聚着物联网全部的信息，为物联网运行体系提供感知管理和控制管理功能的平台。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台130可以包括智慧燃气管网安全管理分平台和智慧燃气数据中心。
智慧燃气管网安全管理分平台包括管网巡线安全管理、场站巡检安全管理、管网燃气泄漏监测、场站燃气泄漏监测、管网设备安全监测、场站设备安全监测、安全应急管理、管网风险评估管理、管网地埋信息管理、管网仿真管理等不同管理模块，业务管理中，各管理模块根据不同业务数据类型从数据中心提取和发送管理数据。当相关监测数据超过预设阈值后，系统报警提示。
智慧燃气数据中心可以用于存储和管理基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统100的所有运行信息。在一些实施例中，智慧燃气数据中心可以被配置为存储设备，用于存储与燃气门站监控相关的数据。例如，存储燃气门站的运行数据、燃气管网的监测数据、下游用户特征和历史预警数据等。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台130可以通过智慧燃气数据中心分别与智慧燃气服务平台120、智慧燃气管网设备传感网络平台140进行信息交互。例如，智慧燃气数据中心可以将预警通知发送至智慧燃气服务平台120。又例如，智慧燃气数据中心可以发送获取运行数据和/或监测数据的指令至智慧燃气管网设备传感网络平台140，以获取燃气门站的运行数据和/或燃气管网的监测数据等。
智慧燃气管网设备传感网络平台140是对传感通信进行管理的功能平台。在一些实施例中，智慧燃气管网设备传感网络平台140可以实现感知信息传感通信和控制信息传感通信的功能。
在一些实施例中，智慧燃气管网设备传感网络平台140可以包括网络管理、协议管理、指令管理、数据解析等不同管理模块，用于获取来自智慧燃气管网设备对象平台150的监测数据和/或运行数据。
智慧燃气管网设备对象平台150是感知信息生成和控制信息执行的功能平台。例如，智慧燃气管网设备对象平台150可以监控并生成燃气门站的运行数据、燃气管网的监测数据。
在一些实施例中，燃气管网设备对象分平台可以被配置为各类燃气管网设备和监测设备。例如，燃气管网设备可以包括户外燃气管道、阀控设备、储气罐、调压设备等；监测设备可以包括燃气流量计、压力传感器、温度传感器等。
本说明书一些实施例，通过基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统100，可以在智慧燃气管网设备对象平台与智慧燃气用户平台之间形成信息运行闭环，并在智慧燃气安全管理平台的统一管理下协调、规律运行，实现燃气门站监控管理信息化、智慧化。
应当理解，图1所示的系统及其模块可以利用各种方式来实现。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该物联网系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个平台进行任意组合，或者构成子系统与其他平台连接。
图2是根据本说明书一些实施例所示的基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法的示例性流程图。如图2所示，流程200包括下述步骤。在一些实施例中，流程200可以由智慧燃气安全管理平台执行。
步骤210，获取燃气门站的运行数据。
燃气门站是指燃气自长输管线进入城市管网的接收站，也是燃气分配站，具有检测、过滤、计量、调压、伴热、加臭、分配和远程遥测/遥控等功能。
燃气门站的运行数据是指燃气门站运行时的相关参数。在一些实施例中，燃气门站的运行数据包括燃气流量调控数据、燃气压力分级数据、加臭数据、净化数据中的至少一种。
燃气流量调控数据是指燃气门站在不同时间对燃气流量的调控信息。
燃气压力分级数据是指燃气门站基于燃气压力等级，对不同管道分支燃气压力进行调整的调控信息。其中，燃气压力等级表征燃气管道内部的压力，等级越高，燃气管道内部的压力越大。
加臭数据是指加臭设备对燃气进行加臭操作的相关参数。例如，加臭剂用量等。其中，加臭操作是指往燃气中加入加臭剂的操作，为了便于发现漏气，保证输送和使用安全。
净化数据是指净化设备对燃气进行净化操作的相关参数。其中，净化操作是指除去燃气中杂质的操作。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理分平台可以基于智慧燃气管网设备传感网络平台从智慧燃气管网设备对象平台获取燃气门站的运行数据。
步骤220，动态确定与燃气门站相关的关联节点。
关联节点是指与燃气门站存在关联的燃气管网节点。例如，燃气门站下游的分支管道、调压站、阀门等等。在一些实施例中，关联节点可以包括门站内部节点和外部管网节点中的至少一种。
门站内部节点是指燃气门站内部的节点。在一些实施例中，门站内部节点可以包括检测设备、调压设备、加臭设备、净化设备、计量设备中的至少一种。
检测设备是指检测燃气门站内部是否发生燃气泄漏的设备。例如，燃气检测仪等。
调压设备是指对燃气门站内部管道进行燃气压力调控的设备。例如，燃气调压箱等。
加臭设备是指对燃气进行加臭操作的设备。例如，加臭机等。
净化设备是指对燃气进行净化操作的设备。例如，燃气净化机等。
计量设备是指统计燃气流量的设备。例如，燃气流量计等。
外部管网节点是指燃气门站外部管网的节点。在一些实施例中，外部管网节点可以包括燃气调压站、燃气管道、燃气阀门。
燃气调压站是指调控燃气管道内燃气压力，并基于燃气用户分配燃气的燃气站。
在一些实施例中，智慧燃气管理平台可以获取燃气门站对应的下游用户特征和历史预警数据，基于下游用户特征和历史预警数据，结合运行数据，确定预设时间段内的关联节点。
下游用户特征是指跟燃气门站相关的下游燃气用户的相关特征。其中，下游燃气用户是指由燃气门站下属燃气管道供气的燃气用户。在一些实施例中，下游用户特征可以包括用户类别，用户类别可以是居民用户、工业用户等。
历史预警数据是指燃气门站给外部管网节点发送的历史预警的相关信息。例如，预警次数、预警发生的时间等。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以从智慧燃气数据中心获取下游用户特征和历史预警数据。
在一些实时例中，由于不同时间段内，燃气门站相关的关联节点不同，所以智慧燃气安全管理平台需要动态确定与燃气门站相关的关联节点。其中，动态确定指确定不同时间段与燃气门站相关的关联节点。例如，工业用户24小时都需要使用燃气，则工业用户对应的上游管网节点可能一直是关联节点。居民用户在白天使用燃气，则居民用户对应的上游管网节点只在居民用户使用燃气的时间段内是关联节点。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以通过查询第一预设表确定与燃气门站相关的关联节点。其中，第一预设表可以基于先验知识或历史数据确定，包括至少一个历史关联数据，及各历史关联数据对应的与燃气门站相关的关联节点。智慧燃气安全管理平台可以基于当前的下游用户特征、历史预警数据和运行数据进行查表，确定与燃气门站相关的关联节点。其中，历史关联数据包括历史下游用户特征、历史预警数据和历史运行数据。
在一些实施例中，由于燃气门站内部节点在不同时间的运行强度可能不同，例如，燃气门站内部流量调控或燃气净化等环节是按序分环节进行的，不同时间的、不同节点的运行强度存在不同，则燃气门站动态的运行数据也会影响门站内部节点。因此，智慧燃气安全管理平台可以基于燃气门站的运行数据，确定关联节点中的门站内部节点。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以通过查询第二预设表确定关联节点中的门站内部节点。其中，第二预设表可以基于先验知识或历史数据确定，包括至少一个历史运行数据，及各历史运行数据对应的关联节点中的门站内部节点。智慧燃气安全管理平台可以基于当前的运行数据进行查表，确定关联节点中的门站内部节点。
步骤230，获取关联节点的监测数据。
关联节点的监测数据是指关联节点的燃气相关监测数据。
在一些实施例中，监测数据可以包括计量数据、压力波动数据、燃气杂质量中的至少一种。其中，计量数据是指计量设备统计的燃气流量数据；压力波动数据是指表征燃气管道内燃气压力变化的数据；燃气杂质量是指表征燃气气体中杂质含量的数据。
在一些实施例中，关联节点的监测数据可以包括门站内部节点的门站监测数据，以及外部管网节点的管网监测数据。
门站内部节点的门站监测数据是指门站内部节点的燃气相关监测数据。例如，门站内部节点的计量数据、压力波动数据、燃气杂质量等。
外部管网节点的管网监测数据是指外部管网节点的燃气相关监测数据。例如，外部管网节点的计量数据、压力波动数据、燃气杂质量等。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以基于智慧燃气管网设备传感网络平台从智慧燃气管网设备对象平台获取关联节点的监测数据。
步骤240，响应于监测数据不满足预设条件，发出预警通知。
预设条件指用于判断是否需要发出预警通知的条件。在一些实施例中，预设条件可以包括监测数据的数值处于动态波动范围内、监测数据的数值小于动态阈值中的至少一种。其中，动态波动范围是指关联节点运行正常时监测数据的数值范围。动态阈值是指关联节点运行正常时监测数据的数值的最大限度。动态波动范围、动态阈值可以基于先验知识或历史数据预先设置。
在一些实施例中，预设条件包括管网监测特征的健康阈值，智慧燃气安全管理平台可以基于管网监测特征确定包含健康阈值的预设条件，基于预设条件发出预警通知。更多相关内容可参见本说明书图3及其说明。
在一些实施例中，预设条件还可以包括动态差异阈值，智慧燃气安全管理平台可以基于门站监测数据和理想运行数据确定包含动态差异阈值的预设条件，基于预设条件发出预警通知。更多相关内容可参见本说明书图4及其说明。
在一些实施例中，智慧燃气管理平台基于智慧燃气服务平台将预警通知发送给智慧燃气用户平台。
本说明书一些实施例中，通过燃气门站的运行数据确定关联节点，并进一步基于关联节点的监测数据向用户发出预警通知，可以向用户及时发送预警通知，实现燃气门站的无人监控，保证燃气门站安全运行，降低人工成本。
应当注意的是，上述有关流程200的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程200进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。
图3是根据本说明书一些实施例所示的发出预警通知的示意图。如图2所示，发出预警通知的流程至少可以包括以下内容。
在一些实施例中，智慧燃气平台可以基于管网监测数据310，获取管网监测特征330；基于管网监测特征330，确定预设条件370；基于预设条件370，向关联节点发出预警通知380。
管网监测特征330是外部管网节点燃气输送的特征。管网监测特征可以由智慧燃气安全管理平台对管网监测数据进行分析处理后得到。例如，管网监测特征至少可以包括燃气压力的波动范围、燃气流量的变化范围和燃气中的杂质占比等。
管网监测数据是指关联管网节点上与燃气输送相关的信息。管网监测数据可以包括燃气压力、燃气气体流量和燃气成分等。管网监测数据可以通过设于管网节点的传感器获取。
在一些实施例中，智慧燃气平台可以基于管网监测数据和第一预设规则确定管网监测特征。第一预设规则可以是管网监测数据与管网监测特征的对应关系。第一预设规则可以是将固定时长的时间段内，外部管网节点的管网监测数据的平均值作为该节点的管网监测特征。例如，第一预设规则可以是将96小时内外部管网节点的管网监测数据的平均值作为该节点的管网监测特征。固定时长的时间段的时长可以基于实际需求确定。
在一些实施例中，智慧燃气平台可以基于管网监测数据310，通过处理模型320获取管网监测特征330。
处理模型是用于获取管网监测特征的模型。处理模型是机器学习模型，例如，长短期记忆网络（Long Short-Term Memory，LSTM）模型。
处理模型的输入包括至少一个外部管网节点的管网监测数据，输出包括管网监测特征。
在一些实施例中，处理模型的输出可以作为预测模型的输入。处理模型和预测模型可以通过联合训练得到。有关预测模型的说明可参见本说明书图中的相关描述。
在一些实施例中，联合训练的第一样本可以包括样本管网监测数据、样本门站监测数据和样本门站运行数据。训练的第一标签为样本理想运行数据。
其中，样本管网监测数据指历史监测数据中外部管网节点的监测数据；样本门站监测数据指历史监测数据中有关门站内部节点的监测数据；样本门站运行数据指燃气门站的历史运行数据。第一样本可以基于历史数据获取。
样本理想运行数据可以根据燃气门站历史运行数据中，不同历史时间段中，门站正常运行时的历史运行数据确定。例如，获取燃气门站历史时间段的历史数据，将其中燃气门站正常运行时符合相似度条件的历史运行数据确定为参考数据，基于参考数据中的历史运行数据确定样本理想运行数据。其中，相似度条件可以包括历史数据中的历史门站监测数据和历史门站运行数据与样本数据的相似度大于相似度阈值。相似度越高表征历史数据和样本数据越相近，相似度阈值可以基于实际需求确定。其中，相似度可以基于历史运行数据和样本数据之间的向量距离确定。
在一些实施例中，联合训练的过程包括将样本管网监测数据输入初始处理模型，得到初始处理模型输出的管网监测特征；将管网监测特征作为训练样本数据，以及样本门站监测数据、样本门站运行数据输入初始预测模型，得到初始预测模型输出的理想运行数据。基于样本理想运行数据和初始预测模型输出的理想运行数据构建损失函数，同步更新初始预测模型和初始处理模型的参数。通过参数更新，得到训练好的预测模型和处理模型，直至训练的中间预测模型和中间处理模型满足预设条件，训练完成。其中，预设条件可以是损失函数小于阈值、收敛，或训练周期达到阈值。阈值可以基于系统预设。
本说明书的一些实施例通过使用训练好的处理模型，能够基于外部管网节点的大量管网监测数据，迅速且高效地确定管网监测特征，并且能为确定合理的预设条件提供可靠的数据支撑。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以基于管网监测特征330确定预设条件370的动态阈值。动态阈值可以是数值或数值范围，例如，智慧燃气安全管理平台可以基于管网监测特征330的平均值确定动态阈值对应的数值，又例如，智慧燃气安全管理平台可以基于管网监测特征330的范围确定动态阈值对应的数值范围。
在一些实施例中，智慧燃气平台可以基于管网监测特征330，结合下游用户特征340和历史预警数据350，确定预设条件370。
在一些实施例中，智慧燃气平台可以根据下游用户特征和历史预警数据，通过安全系数确定预设条件。例如，若该下游用户特征对应的历史预警数据中历史预警次数低于预警次数阈值，可以基于其对应的管网监测特征的平均值确定预设条件中的管网监测特征的动态阈值；若该下游用户特征对应的历史预警数据中历史预警次数高于预警次数阈值，则可以基于其对应的管网监测特征的平均值或范围值与安全系数的乘积，确定预设条件中的管网监测特征的动态阈值。其中，预警次数阈值可以基于历史预警数据中历史预警次数的平均值进行确定。
安全系数表现了该下游用户特征对应的管网节点的安全程度。安全系数可以基于安全系数表，通过查表确定。安全系数表表征了安全系数与历史预警数据和下游用户特征的对应关系，安全系数表可以基于历史预警数据和下游用户特征制定，工作人员可以通过当前预警的预警数据和下游用户特征，在安全系数表中检索，确定安全系数。安全系数是0-1之间的数值。
在一些实施例中，智慧燃气平台还可以基于下游用户特征340和历史预警数据350，确定历史监测特征对应的健康阈值360；基于健康阈值360确定预设条件370。
健康阈值是指历史出现故障次数低于故障阈值的下游用户对应的管网监测特征的范围。健康阈值可以是动态变化的范围值。故障阈值可以基于历史故障数据，通过人工设定。例如，故障阈值可以是历史出现故障次数的平均值等。
在一些实施例中，智慧燃气平台可以基于历史监测数据，确定历史监测特征；基于下游用户特征和历史预警数据，对历史监测特征进行聚类，基于聚类结果确定健康阈值。
在一些实施例中，智慧燃气平台可以基于历史监测数据通过训练好的处理模型确定历史监测特征。有关处理模型的相关内容可参见前文说明。
在一些实施例中，智慧燃气平台可以基于多个历史时间段对应的历史监测特征构建历史监测特征向量，对历史监测特征向量进行聚类，根据聚类的结果确定健康阈值。历史时间段可以包括以基于人工设定划分出的时间段。例如，以0:00为起始时间，24:00为终止时间，每4个小时为一个时间段。
历史监测特征向量的元素可以包括下游用户特征、燃气流量范围、燃气压力波动范围、加权预警次数中的至少一种。
加权预警次数可用于表征历史异常次数。加权预警次数越高，表明异常次数越高。
在一些实施例中，加权预警次数可以基于历史预警数据获取。例如，每出现1次历史预警通知则预警次数增加1，赋予每次预警不同的权重，通过加权求和确定加权预警次数。
加权预警次数的权重与历史预警频次和预警发生的时间相关。例如，当历史预警发生的时间距离当前时间越近时，其对应的权重越大。
在一些实施例中，加权预警次数的权重还和历史预警的预警类型占比相关。其中，预警类型包括一类预警和二类预警，一类预警指外部管网节点异常引起的预警，二类预警指燃气门站内部节点异常引起的预警。预警类型占比指二类预警的次数占总预警次数的比值。预警类型占比越高，权重越大。
在一些实施例中，加权的权重还可以基于预警发生时间与当前时间的时间间隔，以及预警占比确定。例如，权重=A时间间隔+B/>预警占比。其中，A、B为人工预设的系数。其中，A为[-1，0]之间的数值，B为[0，1]之间的数值。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以通过聚类算法对历史监测特征向量进行聚类。示例性地，智慧燃气安全管理平台可以基于加权预警次数对一个或多个历史监测特征向量进行聚类，得到至少一个聚类中心及其对应的簇，每一簇中包括至少一个历史监测特征向量。
聚类算法的类型可以包括多种，例如，聚类算法可以包括K-Means(K均值)聚类、基于密度的聚类方法(DBSCAN)等。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台还可以基于其他标准对历史监测特征进行聚类，获得聚类结果。例如，基于下游用户特征、燃气流量范围、燃气压力波动范围、加权预警次数中的至少一种特征对历史检测特征进行聚类，其过程与基于加权预警次数进行聚类类似，可参见前文描述。
在一些实施例中，若二类预警次数占比超过比例阈值，则说明门站节点的异常容易引起管网监测特征的异常，因此需要可以设置更小的健康阈值，从而更加敏感地感知到因燃气门站内部异常而导致的风险。其中，比例阈值可根据实际需求确定。
在一些实施例中，智慧燃气平台可以基于聚类结果中目标簇的管网监测特征的平均值确定健康阈值。其中，目标簇可以是加权预警次数符合预设预警次数条件的簇，预设预警次数条件可以包括预警次数不超过阈值。
当确定得到的多个健康阈值与预设的标准值相差较大时，智慧燃气平台则会将基于聚类获得的健康阈值结果判断为不准确，并发出相应的预警通知。
本说明书的一些实施例通过聚类的方式，划分并确定不同时间段的预设条件，可以适应性地对不同时间段内的管网监测特征进行可靠评估，较敏感地感知到由燃气门站的内部故障引发的外部问题，可以满足不同类型燃气用户的预警需求。
本说明书的一些实施例可以基于管网监测数据，确定预设条件，并发出相应的预警通知。对燃气管网中的节点进行动态的监测与调控，能更高效地确定异常的管网节点，及时发出预警通知。
图4是根据本说明书一些实施例所示的发出预警通知的另一方法示意图。如图4所示，发出预警通知的流程可以包括以下内容。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以确定燃气门站在未来时间的理想运行数据410；响应于门站监测数据420与理想运行数据410的差异超出动态差异阈值430，发出预警通知380。
理想运行数据指燃气门站正常运行时运行数据的标准值。理想运行数据可以对应运行数据的标准数值范围。
未来时间的理想运行数据指未来预设时间段的运行数据标准值。其中，未来预设时间段可以基于实际管理需求确定。例如，需要重点监控未来24小时的运行情况，则对应的未来预设时间段可以为24小时。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以基于历史数据确定理想运行数据。示例性地，智慧燃气安全管理平台可以基于历史数据构建参考运行数据库，该参考运行数据库包括多个数据组，每一数据组包括运行无异常的历史时间段及其对应的历史时间特征，以及该历史时间段对应的参考运行数据。智慧燃气安全管理平台可以基于未来预设时间段的时间特征，在前述参考运行数据库中进行检索，确定符合参考条件的至少一个数据组，基于至少一个数据组各自对应的参考运行数据，确定理想运行数据。例如，将前述参考运行数据的平均值确定为理想运行数据。
其中，时间特征至少可以包括时间段所处的季节、该时间段对应的温度、该时间段的时间范围等。基于时间特征可以确定参考运行数据库中，与待确定的未来预设时间段更相近的历史时间段，基于更相近的历史时间段能够确定更具有参考价值的参考运行数据。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台还可以基于预测模型450确定理想运行数据410。预测模型可以是机器学习模型。
在一些实施例中，预测模型的输入至少包括门站监测数据420，和门站运行数据442，输出包括理想运行数据410。
门站监测数据指对燃气门站环境进行检测获得的数据。
在一些实施例中，门站监测数据至少包括燃气门站的噪音强度数据，以及燃气门站内部节点的节点温度。其中，噪音强度数据可以通过安置在燃气门站的声音传感器获得，节点温度可以基于安置在燃气门站内部节点的温度传感器获得。
门站运行数据指与燃气门站运行相关的数据。
在一些实施例中，门站运行数据至少包括初始燃气数据。初始燃气数据指未经处理的原始燃气的数据。例如，燃气类型、燃气杂质含量、水分含量等，其中，燃气类型可以包括天然气、液化石油气、煤气、混合气等。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以通过智慧燃气设备传感网络平台，获取来自智慧燃气管网设备对象平台的初始燃气数据。
在一些情况下，燃气管网下游的变化会影响上游。例如，若下游存在管道泄漏，该条管道的压力会发生变化，该管道所属的上游燃气门站对应的调压压力也会变化。因此，可以将下游监测数据作为参考，用于判断燃气门站运行是否存在异常，从而更加全面系统的确定判断结果，提高判断的准确性。
在一些实施例中，预测模型的输入还包括管网监测特征330。管网监测特征用于表征燃气管网下游管道的特征，更多相关内容可参见本说明书图3中的相关描述。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以基于多个带有第二标签的第二样本对初始预测模型进行训练，获得训练好的预测模型。例如，将第二样本输入初始预测模型，基于初始预测模型的输出和第二标签构建损失函数；基于损失函数，通过梯度下降法对初始预测模型中的参数进行迭代更新，直到满足预设条件，训练结束，获得训练好的预测模型。其中，预设条件可以包括损失函数收敛、迭代次数达到阈值等。
在一些实施例中，第二样本包括样本当前监测数据、样本历史监测数据、样本监测特征和样本运行数据。第二样本可以基于历史数据确定。
在一些实施例中，第二标签包括样本理想运行数据。第二标签可以基于历史数据中，燃气门站正常运行时的运行数据确定。
在一些实施例中，预测模型与处理模型联合训练获得，更多相关内容可参见本说明书图3中的相关描述。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以基于门站监测数据与理想运行数据的差异确定是否发出预警通知。例如，响应于门站监测数据与理想运行数据的差异超出动态差异阈值，发出预警通知。其中，门站监测数据与理想运行数据的差异可以是数值上的差异，例如，智慧燃气安全管理平台可以基于门站监测数据与理想运行数据的差值确定二者的差异。
有关动态差异阈值的更多说明可参见本说明书图2中的相关描述。
在一些实施例中，智慧燃气安全管理平台可以通过智慧燃气服务平台，将预警通知发送至智慧燃气服务平台。
本说明书一些实施例中，通过训练好的预测模型，能够快速、准确地获取理想运行数据以供参考；通过考虑外部管网节点及燃气门站内部节点的特征，能够更加全面地对燃气管网的异常情况进行判断，从而满足燃气门站自动化、智能化、无人化监控的需求，提高监控效率和准确程度。
本说明书一些实施例还包括一种计算机可读存储介质，所述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，计算机执行基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法。
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)

1.一种基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法，由基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统的智慧燃气安全管理平台执行，其特征在于，包括：
获取燃气门站的运行数据；
动态确定与所述燃气门站相关的关联节点，所述关联节点包括门站内部节点和外部管网节点中的至少一种；
所述动态确定与所述燃气门站相关的关联节点，包括：
获取所述燃气门站对应的下游用户特征和历史预警数据；
基于所述下游用户特征和所述历史预警数据，结合所述运行数据，确定预设时间段内的所述关联节点；
获取所述关联节点的监测数据，所述监测数据至少包括所述门站内部节点的门站监测数据，以及所述外部管网节点的管网监测数据；
响应于所述监测数据不满足预设条件，发出预警通知。
2.如权利要求1所述的基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法，其特征在于，所述响应于所述监测数据不满足预设条件，发出预警通知，包括：
基于所述管网监测数据，获取管网监测特征；
基于所述管网监测特征，确定所述预设条件；
基于所述预设条件，向所述关联节点发出预警通知。
3.如权利要求2所述的基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法，其特征在于，所述管网监测特征，基于处理模型对所述管网监测数据的处理确定，所述处理模型为机器学习模型。
4.如权利要求2所述的基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法，其特征在于，所述基于所述管网监测特征，确定所述预设条件，包括：
基于所述管网监测特征，结合所述下游用户特征和所述历史预警数据，确定所述预设条件。
5.如权利要求1所述的基于智慧燃气平台的燃气门站监控方法，其特征在于，所述预设条件包括动态差异阈值；
所述响应于所述监测数据不满足预设条件，发出预警通知，包括：
确定所述燃气门站在未来时间的理想运行数据；
响应于所述门站监测数据与所述理想运行数据的差异超出所述动态差异阈值，发出预警通知。
6.一种基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统，其特征在于，所述物联网系统包括智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气安全管理平台、智慧燃气设备传感网络平台和智慧燃气管网设备对象平台；
所述智慧燃气安全管理平台被配置为：
获取燃气门站的运行数据；
动态确定与所述燃气门站相关的关联节点，所述关联节点包括门站内部节点和外部管网节点中的至少一种；
所述动态确定与所述燃气门站相关的关联节点，包括：
获取所述燃气门站对应的下游用户特征和历史预警数据；
基于所述下游用户特征和所述历史预警数据，结合所述运行数据，确定预设时间段内的所述关联节点；
获取所述关联节点的监测数据，所述监测数据至少包括所述门站内部节点的门站监测数据，以及所述外部管网节点的管网监测数据；
响应于所述监测数据不满足预设条件，发出预警通知。
7.如权利要求6所述的基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统，其特征在于，所述智慧燃气安全管理平台包括智慧燃气管网安全管理分平台和智慧燃气数据中心；
所述智慧燃气安全管理平台通过所述智慧燃气数据中心，和所述智慧燃气服务平台、智慧燃气管网设备传感网络平台进行信息交互。
8.如权利要求7所述的基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统，其特征在于，所述智慧燃气安全管理平台进一步被配置为：
基于所述管网监测数据，获取管网监测特征；
基于所述管网监测特征，确定所述预设条件；
基于所述预设条件，向所述关联节点发出预警通知。
9.如权利要求8所述的基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统，其特征在于，所述智慧燃气安全管理平台进一步被配置为：
基于所述管网监测特征，结合所述下游用户特征和所述历史预警数据，确定所述预设条件。
10.如权利要求7所述的基于智慧燃气平台的燃气门站监控物联网系统，其特征在于，所述预设条件包括动态差异阈值；
所述智慧燃气安全管理平台进一步被配置为：
确定所述燃气门站在未来时间的理想运行数据；
响应于所述门站监测数据与所述理想运行数据的差异超出所述动态差异阈值，发出预警通知。
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