CN117521418B - 燃气泄漏扩散范围预测方法、设备及存储介质 - Google Patents

燃气泄漏扩散范围预测方法、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明属于数据处理技术领域，具体涉及一种燃气泄漏扩散范围预测方法、设备及存储介质。该方法包括：响应于监测燃气泄漏的传感器的报警信息，获取预测时间以及监测到燃气泄漏的传感器位置信息、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长；根据所述传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；根据所述已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围；将所述预测时间对应的扩散范围发送至用户终端。本申请的方法，在保证预测时效的同时，提升预测的精准度。

Description

燃气泄漏扩散范围预测方法、设备及存储介质
技术领域
本发明属于数据处理技术领域，具体涉及一种燃气泄漏扩散范围预测方法、设备及存储介质。
背景技术
地下燃气管道一旦投入运行，可能由于施工、地质灾害或者管道老化腐蚀等原因发生局部的进而引发穿孔、裂缝或断裂从而发生燃气泄漏。这些泄漏的燃气在不同的条件下会有不同的行为，例如，可能直接从松散土壤中冒出地面，也可能通过地下管道管廊扩散至远处的窨井内。一旦泄漏的燃气在窨井内或大气中达到爆炸极限并遇到火源，可能导致严重火灾或爆炸，造成人员生命财产的巨大损失。
燃气泄漏扩散方面的研究多集中在大气和土壤扩散等方面，在土壤环境中由于扩散过程受土壤各向异性、孔隙率、含水率等因素影响，土壤扩散无法提供准确的燃气扩散距离，因此主要通过预测来确定扩散范围，以根据扩散范围采取对应的处理措施。
由于燃气泄漏扩散的处理属于应急处理，因此，如何在保证预测精度的同时缩短预测的时间成为评价预测扩散范围优劣的主要评价指标，但现有预测扩散范围的方法无法兼顾精度和时间。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有预测扩散范围的方法无法兼顾精度和时间的问题，本发明提供了一种燃气泄漏扩散范围预测方法，包括：
响应于监测燃气泄漏的传感器的报警信息，获取预测时间以及监测到燃气泄漏的传感器位置信息、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长；
根据所述传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；其中，所述预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图用于表示在不同燃气管道压力条件下扩散距离随时间的变化关系；
根据所述已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围；其中，所述预测时间对应的扩散范围与不同管道压力对应扩散时长相关联；
将所述预测时间对应的扩散范围发送至用户终端。
在一种可能的设计中，所述根据所述传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间，包括：
根据所述传感器位置信息和燃气管道的管段位置信息库，确定监测到燃气泄漏时的已扩散距离；其中，所述已扩散距离为传感器到附近燃气管道的最短距离；
根据所述已扩散距离和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；其中，所述预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图与燃气泄漏区域的土壤参数和预设燃气泄漏流量相关。
在一种可能的设计中，所述根据所述传感器位置信息和燃气管道的管段位置信息库，确定监测到燃气泄漏时的已扩散距离，包括：
根据所述传感器位置信息和燃气管道的管段位置信息库，确定与所述传感器相邻的至少一个管段的位置信息；
根据Haversine公式计算传感器到与所述传感器相邻的至少一个管段的距离；
将传感器到燃气管道的管段的距离最小值作为监测到燃气泄漏时的已扩散距离。
在一种可能的设计中，所述根据所述已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围，包括：
根据所述预测时间与已扩散时间的差值，确定监测时长；
根据所述监测时长内不同燃气管道压力对应的压力时长，确定不同监测时长对应的权重；
根据所述预测时间和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应不同燃气管道压力的扩散距离；
根据所述不同监测时长对应的权重和预测时间对应不同燃气管道压力的扩散距离，确定预测时间对应的扩散范围。
在一种可能的设计中，获取所述预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图的方法包括：
获取燃气参数、管道参数和土壤类型；其中，所述燃气参数包括燃气泄漏前温度和气体绝热系数，所述管道参数包括燃气管道压力和预设泄漏孔面积、预设泄漏孔系数；
根据所述燃气参数和管道参数，确定燃气的泄漏流量；
根据所述土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的粘性阻力和惯性阻力；其中，所述预设土壤参数表中存储有土壤类型和土壤参数的对应关系；
根据所述燃气的泄漏流量和土壤的粘性阻力和惯性阻力进行数值模拟，模拟得到不同燃气管道压力对应的扩散范围图；其中，不同燃气管道压力对应不同的燃气的泄漏流量。
在一种可能的设计中，所述根据所述燃气参数和管道参数，确定燃气的泄漏流量，包括：
根据所述燃气参数中的燃气泄漏前温度、气体绝热系数k和所述管道参数中的燃气管道压力/>和预设泄漏孔面积A、预设泄漏孔系数/>，采用如下公式：
，
确定燃气的泄漏流量；式中，R为热力学常数；/>为标准大气压；M为气体摩尔质量。
在一种可能的设计中，所述根据所述土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的粘性阻力和惯性阻力，包括：
根据所述土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的孔隙率和平均颗粒直径；其中，所述预设土壤参数表中存储有不同土壤类型和土壤的孔隙率和平均颗粒直径的对应关系；
根据所述土壤的孔隙率和平均颗粒直径/>，采用如下公式：
，
，
确定土壤的粘性阻力和惯性阻力/>。
第二方面，本申请提供一种燃气泄漏扩散范围预测设备，包括：
获取模块，用于响应于监测燃气泄漏的传感器的报警信息，获取预测时间以及监测到燃气泄漏的传感器位置信息、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长；
处理模块，用于根据所述传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；其中，所述预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图用于表示在不同燃气管道压力条件下扩散距离随时间的变化关系；
所述处理模块，还用于根据所述已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围；其中，所述预测时间对应的扩散范围与不同管道压力对应扩散时长相关联；
发送模块，用于将所述预测时间对应的扩散范围发送至用户终端。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现燃气泄漏扩散范围预测方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现燃气泄漏扩散范围预测方法。
本领域技术人员能够理解的是，本发明提供的燃气泄漏扩散范围预测方法、设备及存储介质，通过响应于监测燃气泄漏的传感器的报警信息，获取预测时间以及监测到燃气泄漏的传感器位置信息、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长；根据所述传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；根据所述已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围；将所述预测时间对应的扩散范围发送至用户终端。相对于现有技术中的预测扩散范围的方法无法兼顾精度和时间的缺陷，本申请利用预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图提高预测效率和预测精准度，同时考虑到传感器报警前已扩散距离和时间，进一步提升预测准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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发明的一些实施例，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为本申请实施例提供的燃气泄漏扩散范围预测的应用场景示意图；
图2为本申请实施例提供的一种燃气泄漏扩散范围预测方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种燃气泄漏扩散范围预测方法的流程示意图；
图4为两种不同燃气管道压力对应的扩散范围图，其中，(a)的燃气管道压力3.75kg/s，(b)的燃气管道压力4kg/s；
图5为本申请实施例提供的燃气泄漏扩散范围预测设备的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
附图标记说明：
101、燃气管道；102、窨井；103、传感器；501、获取模块；502、处理模块；503、发送模块；601、处理器；602、存储器；603、通信部件；604、总线。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
图1为本申请实施例提供的燃气泄漏扩散范围预测方法应用场景示意图。如图1所示，燃气管道101在地下设置有多条，且可能存在横纵交错的情况，通过在用于检查或疏通而设置的窨井102中安装传感器103，当燃气扩散到传感器处时，传感器针对监测到的燃气浓度，向用户终端发送燃气泄漏的报警提示。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
图2为本申请实施例提供的一种燃气泄漏扩散范围预测方法流程示意图。如图2所示，该方法包括：
S201、响应于监测燃气泄漏的传感器的报警信息，获取预测时间以及监测到燃气泄漏的传感器位置信息、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长。
具体来说，在用户收到燃气泄漏的传感器发出的报警信号后，由于应急处理需要一定的准备时间和调度时间，因此需要确定报警后未来某一时间时的燃气扩散范围情况，该未来某一时间点定义为预测时间，因而需要获取用户主动输入的预测时间，而传感器的位置信息用于定位发生燃气泄漏的位置，从而根据泄漏的位置和扩散距离来确定扩散范围。
由于燃气扩散速度除了与固定区域地质环境相关以外，还与管道压力相关，而管道压力则是根据实际使用情况分时间段控制的，通常情况下在餐时燃气的用气量较大，为确保足够的燃气供应，餐时期间的燃气压力会高一些，而非餐时期间的燃气压力会低一些，因而在计算燃气扩散范围时，还需要获取燃气管道的压力和对应的压力时长。
S202、根据该传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间。
其中，该预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图用于表示在不同燃气管道压力条件下扩散距离随时间的变化关系。
具体来说，由于土壤等地质环境相对稳定，不会经常大幅度变动，因而可根据不同区域相同地质环境预先模拟对应的扩散范围图，以便在燃气泄漏发生时可以直接依据扩散范围图来预测扩散范围，从而节省预测时间，提高预测效率，又由于燃气管道压力变化对扩散范围影响较大，因此对应每一区域的扩散范围图，还需要预先增加不同燃气管道压力下的扩散范围图，进而提高预测结果的准确性。
S203、根据该已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围。
其中，该预测时间对应的扩散范围与不同管道压力对应扩散时长相关联。
具体来说，由于管道压力是分时段变化的，而在相同地质环境下燃气的扩散距离与管道压力是正相关的，因此在计算扩散范围时，可将不同压力对应的时长占比作为扩散距离的权重项，从而计算从扩散被监测到开始到预测时间之间的不同管道压力条件下的扩散距离权重和，进而得到更加准确的扩散距离，再根据传感器确定的扩散位置，即可确定出预测时间对应的扩散范围。
S204、将该预测时间对应的扩散范围发送至用户终端。
具体来说，将处理得到的扩散范围发送至用户终端的显示界面，以供用户得到与预测时间相对应的预测扩散范围结果。
本实施例提供的方法，通过响应于监测燃气泄漏的传感器的报警信息，获取预测时间以及监测到燃气泄漏的传感器位置信息、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长；根据该传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；根据该已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围；将该预测时间对应的扩散范围发送至用户终端的手段，实现扩散范围预测的快速性和准确性，避免未考虑压力变化导致预测偏离较大的情况。
下面结合一个具体的实施例，对本申请的燃气泄漏扩散范围预测方法进行详细说明。
图3为本申请实施例提供的另一种燃气泄漏扩散范围预测方法流程示意图。如图3所示，该方法包括：
S301、获取燃气参数、管道参数和土壤类型；其中，该燃气参数包括燃气泄漏前温度和气体绝热系数，该管道参数包括燃气管道压力和预设泄漏孔面积、预设泄漏孔系数。
具体来说，为提高扩散范围图的准确性，需要考虑多方面因素，包括燃气参数、管道参数以及土壤类。
S302、根据该燃气参数中的燃气泄漏前温度、气体绝热系数和该管道参数中的燃气管道压力和预设泄漏孔面积、预设泄漏孔系数，确定燃气的泄漏流量。
具体来说，通常只有第三方施工或者地质灾害等明显的要素才会导致穿孔和管道破裂级别，而在真实的场景中，腐蚀和管道老化才是绝大多数情况，所以一般情况下，燃气管道发生的都是泄漏级别的。国内燃气泄漏模拟工作的从业者一般使用常规的10mm直径圆孔来作为假设泄漏孔径，本实施例也采用该数值作为默认数值进行估算。
根据该燃气参数中的燃气泄漏前温度、气体绝热系数k和该管道参数中的燃气管道压力/>和预设泄漏孔面积A、预设泄漏孔系数/>，采用如下公式：
，
确定燃气的泄漏流量，式中，燃气的泄漏流量/>，单位kg/s；/>为标准大气压，单位Pa；R为热力学常数，单位J/(mol·K)；M为气体摩尔质量，单位kg/mol；燃气管道压力PE，单位Pa；预设泄漏孔面积A，单位m2；燃气泄漏前温度TL，单位K；气体绝热系数k，天然气一般取值为1.334；预设泄漏孔系数Cd，当前泄漏孔形状为圆形时取1.00，三角形时取0.95，矩形时取0.90。
S303、根据该土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的孔隙率和平均颗粒直径。
其中，该预设土壤参数表中存储有不同土壤类型和土壤的孔隙率和平均颗粒直径的对应关系。
具体来说，不同土壤类型对应不同的孔隙率和颗粒大小，这些都会影响燃气的扩散距离，但土壤类型在某一区域内是固定的，因而可以预先构建预设土壤参数表，将土壤类型和对应土壤的孔隙率和平均颗粒直径存储至预设土壤参数表中，以便根据不同土壤类型就能快速获取影响该区域扩散速度的孔隙率和平均颗粒直径。
S304、根据该土壤的孔隙率和平均颗粒直径，确定土壤的粘性阻力和惯性阻力。
具体来说，粘性阻力和惯性阻力是燃气在地下空间扩散模拟的关键因素之一，其大小可能会影响最远扩散范围。
根据该土壤的孔隙率和平均颗粒直径/>，采用如下公式：
，
，
确定土壤的粘性阻力和惯性阻力/>。
S305、根据该燃气的泄漏流量和土壤的粘性阻力和惯性阻力进行数值模拟，模拟得到不同燃气管道压力对应的扩散范围图。
具体来说，基于土壤的粘性阻力和惯性阻力/>以及燃气的泄漏流量/>，使用OpenFOAM软件进行数值模拟，得到每一区域中多个不同燃气管道压力对应的扩散范围图。
S306、响应于监测燃气泄漏的传感器的报警信息，获取预测时间以及监测到燃气泄漏的传感器位置信息、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长。
S306的具体实现方式与上述S201的具体实现方式类似，本实施例此处不再赘述。
S307、根据该传感器位置信息和燃气管道的管段位置信息库，确定与该传感器相邻的至少一个管段的位置信息。
具体来说，由于燃气管道是预先布置好在地下的，每一管道都是由多个管段拼合而成，燃气泄漏是发生在某一管段上的，因而可以根据预先布置燃气管道时记录的燃气管道的管段位置信息库，来定位与传感器位置相临近的管段及其位置，以便进一步定位预测扩散范围的扩散源位置和扩散时间。
S308、根据Haversine公式计算传感器到与该传感器相邻的至少一个管段的距离。
具体来说，首先将经纬度坐标转换为弧度，然后应用Haversine公式计算传感器到每条管线的起点和终点的距离，最短距离是通过比较传感器到每条管线的起点和终点距离的最小值来确定的。
S309、将传感器到燃气管道的管段的距离最小值作为监测到燃气泄漏时的已扩散距离。
S310、根据该已扩散距离和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间。
其中，该预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图与燃气泄漏区域的土壤参数和预设燃气泄漏流量相关。
具体来说，图4为两种不同燃气管道压力对应的扩散范围图，其中，(a)的燃气管道压力3.75kg/s，(b)的燃气管道压力4kg/s。如图4中的(a)所示，当燃气管道压力3.75kg/s时监测到燃气泄漏，并通过Haversine公式计算的已扩散距离为2m时，可对应从扩散范围图中得到已扩散时间为1.1h。
S311、根据该预测时间与已扩散时间的差值，确定监测时长。
具体来说，由于预测时间在传感器监测报警之后，因此预测时间与已扩散时间的差值即为监测时长。
S312、根据该监测时长内不同燃气管道压力对应的压力时长，确定不同监测时长对应的权重。
具体来说，监测时长为6h时，若这6h内有4h燃气管道压力处于3.75kg/s，有2h燃气管道压力处于4kg/s，则3.75kg/s对应的权重为4/6，4kg/s对应的权重为2/6。
S313、根据该预测时间和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应不同燃气管道压力的扩散距离。
具体来说，预测时间t为6h时，如图4中的(a)所示，燃气管道压力处于3.75kg/s对应的扩散距离d为3.4m，如图4中的(b)所示，燃气管道压力处于4kg/s对应的扩散距离d为3.8m，则预测的扩散距离=4/6*3.4+2/6*3.8=3.53m。
S314、根据该不同监测时长对应的权重和预测时间对应不同燃气管道压力的扩散距离，确定预测时间对应的扩散范围。
具体来说，根据传感器位置确定扩散源，根据扩散距离确定扩散半径，从而根据扩散源和扩散半径确定扩散范围。
S315、将该预测时间对应的扩散范围发送至用户终端。
S315的具体实现方式与上述S204的具体实现方式类似，本实施例此处不再赘述。
本实施例提供的方法，通过获取燃气参数、管道参数和土壤类型；根据该燃气参数中的燃气泄漏前温度、气体绝热系数和该管道参数中的燃气管道压力和预设泄漏孔面积、预设泄漏孔系数，确定燃气的泄漏流量；根据该土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的孔隙率和平均颗粒直径；根据该土壤的孔隙率和平均颗粒直径，确定土壤的粘性阻力和惯性阻力；根据该燃气的泄漏流量和土壤的粘性阻力和惯性阻力进行数值模拟，模拟得到不同燃气管道压力对应的扩散范围图的手段，针对燃气管道的输送过程中，由于城市居民生活规律，燃气管道的压力并不是恒定的，这就导致了扩散速度等关键指标并非固定，如果以一个不变指标来计算往往会与实际情况产生不小的误差，因此在燃气泄漏之前确定好不同燃气管道压力分别对应的扩散范围图，从而提高泄漏突发事件发生时的预测速度和预测精度。
通过响应于监测燃气泄漏的传感器的报警信息，获取预测时间以及监测到燃气泄漏的传感器位置信息、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长；根据该传感器位置信息和燃气管道的管段位置信息库，确定与该传感器相邻的至少一个管段的位置信息；根据Haversine公式计算传感器到与该传感器相邻的至少一个管段的距离；将传感器到燃气管道的管段的距离最小值作为监测到燃气泄漏时的已扩散距离的手段，确定报警前已扩散的时间和扩散范围，从而提高最终预测的扩散范围的准确性，基于最短垂直距离作为当前流量的扩散范围，进而从模拟结果中确定扩散时间相对于现有技术中将已报警时间作为扩散时间仍是更加精准的。
通过根据该已扩散距离和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；根据该预测时间与已扩散时间的差值，确定监测时长；根据该监测时长内不同燃气管道压力对应的压力时长，确定不同监测时长对应的权重；根据该预测时间和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应不同燃气管道压力的扩散距离；根据该不同监测时长对应的权重和预测时间对应不同燃气管道压力的扩散距离，确定预测时间对应的扩散范围的手段，将不同管道压力作为预测结果的控制条件，提高预测的准确性。
本发明实施例可以根据上述方法示例对电子设备或主控设备进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
图5为本申请提供的燃气泄漏扩散范围预测设备的结构示意图。如图5所示，该设备包括：
获取模块501，用于响应于监测燃气泄漏的传感器的报警信息，获取预测时间以及监测到燃气泄漏的传感器位置信息、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长；
处理模块502，用于根据该传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；其中，该预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图用于表示在不同燃气管道压力条件下扩散距离随时间的变化关系；
该处理模块502，还用于根据该已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围；其中，该预测时间对应的扩散范围与不同管道压力对应扩散时长相关联；
发送模块503，用于将该预测时间对应的扩散范围发送至用户终端。
具体来说，该处理模块502具体用于：根据该传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间，包括：
根据该传感器位置信息和燃气管道的管段位置信息库，确定监测到燃气泄漏时的已扩散距离；其中，该已扩散距离为传感器到附近燃气管道的最短距离；
根据该已扩散距离和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；其中，该预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图与燃气泄漏区域的土壤参数和预设燃气泄漏流量相关。
具体来说，该处理模块502具体用于：根据该传感器位置信息和燃气管道的管段位置信息库，确定监测到燃气泄漏时的已扩散距离，包括：
根据该传感器位置信息和燃气管道的管段位置信息库，确定与该传感器相邻的至少一个管段的位置信息；
根据Haversine公式计算传感器到与该传感器相邻的至少一个管段的距离；
将传感器到燃气管道的管段的距离最小值作为监测到燃气泄漏时的已扩散距离。
具体来说，该处理模块502具体用于：根据该已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围，包括：
根据该预测时间与已扩散时间的差值，确定监测时长；
根据该监测时长内不同燃气管道压力对应的压力时长，确定不同监测时长对应的权重；
根据该预测时间和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应不同燃气管道压力的扩散距离；
根据该不同监测时长对应的权重和预测时间对应不同燃气管道压力的扩散距离，确定预测时间对应的扩散范围。
具体来说，该处理模块502具体用于：触发获取模块501获取燃气参数、管道参数和土壤类型；其中，该燃气参数包括燃气泄漏前温度和气体绝热系数，该管道参数包括燃气管道压力和预设泄漏孔面积、预设泄漏孔系数；
根据该燃气参数和管道参数，确定燃气的泄漏流量；
根据该土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的粘性阻力和惯性阻力；其中，该预设土壤参数表中存储有土壤类型和土壤参数的对应关系；
根据该燃气的泄漏流量和土壤的粘性阻力和惯性阻力进行数值模拟，模拟得到不同燃气管道压力对应的扩散范围图。
具体来说，该处理模块502具体用于：根据该燃气参数和管道参数，确定燃气的泄漏流量，包括：
根据该燃气参数中的燃气泄漏前温度、气体绝热系数k和管道参数中的燃气管道压力/>和预设泄漏孔面积A、预设泄漏孔系数/>，采用如下公式：
，
确定燃气的泄漏流量；式中，R为热力学常数；/>为标准大气压；M为气体摩尔质量。
具体来说，该处理模块502具体用于：根据该土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的粘性阻力和惯性阻力，包括：
根据该土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的孔隙率和平均颗粒直径；其中，该预设土壤参数表中存储有不同土壤类型和土壤的孔隙率和平均颗粒直径的对应关系；
根据该土壤的孔隙率和平均颗粒直径/>，采用如下公式：
，
，
确定土壤的粘性阻力和惯性阻力/>。
本实施例提供的燃气泄漏扩散范围预测设备，可执行上述实施例的燃气泄漏扩散范围预测方法，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
在前述的燃气泄漏扩散范围预测设备的具体实现中，各模块可以被实现为处理器，处理器可以执行存储器中存储的计算机执行指令，使得处理器执行上述的燃气泄漏扩散范围预测方法。
图6为本申请提供的电子设备的结构示意图。如图6所示，该电子设备包括：
至少一个处理器601和存储器602。
该电子设备还包括通信部件603。
其中，处理器601、存储器602以及通信部件603通过总线604连接。
在具体实现过程中，至少一个处理器601执行该存储器602存储的计算机执行指令，使得至少一个处理器601执行如上电子设备侧所执行的燃气泄漏扩散范围预测方法。
处理器601的具体实现过程可参见上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种燃气泄漏扩散范围预测方法，其特征在于，包括：
响应于监测燃气泄漏的传感器的报警信息，获取预测时间以及监测到燃气泄漏的传感器位置信息、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长；
根据所述传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；其中，所述预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图用于表示在不同燃气管道压力条件下扩散距离随时间的变化关系；
根据所述已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围；其中，所述预测时间对应的扩散范围与不同管道压力对应扩散时长相关联；
将所述预测时间对应的扩散范围发送至用户终端；
获取所述预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图的方法包括：
获取燃气参数、管道参数和土壤类型；其中，所述燃气参数包括燃气泄漏前温度和气体绝热系数，所述管道参数包括燃气管道压力和预设泄漏孔面积、预设泄漏孔系数；
根据所述燃气参数和管道参数，确定燃气的泄漏流量；
根据所述土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的粘性阻力和惯性阻力；其中，所述预设土壤参数表中存储有土壤类型和土壤参数的对应关系；
根据所述燃气的泄漏流量和土壤的粘性阻力和惯性阻力进行数值模拟，模拟得到不同燃气管道压力对应的扩散范围图；其中，不同燃气管道压力对应不同的燃气的泄漏流量；
所述根据所述燃气参数和管道参数，确定燃气的泄漏流量，包括：
根据所述燃气参数中的燃气泄漏前温度、气体绝热系数k和所述管道参数中的燃气管道压力/>和预设泄漏孔面积A、预设泄漏孔系数/>，采用如下公式：
，
确定燃气的泄漏流量；式中，R为热力学常数；/>为标准大气压；M为气体摩尔质量；
所述根据所述土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的粘性阻力和惯性阻力，包括：
根据所述土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的孔隙率和平均颗粒直径；其中，所述预设土壤参数表中存储有不同土壤类型和土壤的孔隙率和平均颗粒直径的对应关系；
根据所述土壤的孔隙率和平均颗粒直径/>，采用如下公式：
，
，
确定土壤的粘性阻力和惯性阻力/>。
2.根据权利要求1所述的燃气泄漏扩散范围预测方法，其特征在于，所述根据所述传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间，包括：
根据所述传感器位置信息和燃气管道的管段位置信息库，确定监测到燃气泄漏时的已扩散距离；其中，所述已扩散距离为传感器到附近燃气管道的最短距离；
根据所述已扩散距离和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；其中，所述预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图与燃气泄漏区域的土壤参数和预设燃气泄漏流量相关。
3.根据权利要求2所述的燃气泄漏扩散范围预测方法，其特征在于，所述根据所述传感器位置信息和燃气管道的管段位置信息库，确定监测到燃气泄漏时的已扩散距离，包括：
根据所述传感器位置信息和燃气管道的管段位置信息库，确定与所述传感器相邻的至少一个管段的位置信息；
根据Haversine公式计算传感器到与所述传感器相邻的至少一个管段的距离；
将传感器到燃气管道的管段的距离最小值作为监测到燃气泄漏时的已扩散距离。
4.根据权利要求1所述的燃气泄漏扩散范围预测方法，其特征在于，所述根据所述已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围，包括：
根据所述预测时间与已扩散时间的差值，确定监测时长；
根据所述监测时长内不同燃气管道压力对应的压力时长，确定不同监测时长对应的权重；
根据所述预测时间和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应不同燃气管道压力的扩散距离；
根据所述不同监测时长对应的权重和预测时间对应不同燃气管道压力的扩散距离，确定预测时间对应的扩散范围。
5.一种燃气泄漏扩散范围预测设备，其特征在于，包括：
获取模块，用于响应于监测燃气泄漏的传感器的报警信息，获取预测时间以及监测到燃气泄漏的传感器位置信息、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长；
处理模块，用于根据所述传感器位置信息和预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定监测到燃气泄漏时的已扩散时间；其中，所述预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图用于表示在不同燃气管道压力条件下扩散距离随时间的变化关系；
所述处理模块，还用于根据所述已扩散时间、燃气泄漏后燃气管道压力和对应的压力时长以及预先模拟的不同燃气管道压力对应的扩散范围图，确定预测时间对应的扩散范围；其中，所述预测时间对应的扩散范围与不同管道压力对应扩散时长相关联；
发送模块，用于将所述预测时间对应的扩散范围发送至用户终端；
所述处理模块具体用于：获取燃气参数、管道参数和土壤类型；其中，所述燃气参数包括燃气泄漏前温度和气体绝热系数，所述管道参数包括燃气管道压力和预设泄漏孔面积、预设泄漏孔系数；
根据所述燃气参数和管道参数，确定燃气的泄漏流量；
根据所述土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的粘性阻力和惯性阻力；其中，所述预设土壤参数表中存储有土壤类型和土壤参数的对应关系；
根据所述燃气的泄漏流量和土壤的粘性阻力和惯性阻力进行数值模拟，模拟得到不同燃气管道压力对应的扩散范围图；其中，不同燃气管道压力对应不同的燃气的泄漏流量；
所述处理模块具体用于：根据所述燃气参数中的燃气泄漏前温度、气体绝热系数k和所述管道参数中的燃气管道压力/>和预设泄漏孔面积A、预设泄漏孔系数/>，采用如下公式：
，
确定燃气的泄漏流量；式中，R为热力学常数；/>为标准大气压；M为气体摩尔质量；
所述处理模块具体用于：根据所述土壤类型和预设土壤参数表，确定土壤的孔隙率和平均颗粒直径；其中，所述预设土壤参数表中存储有不同土壤类型和土壤的孔隙率和平均颗粒直径的对应关系；
根据所述土壤的孔隙率和平均颗粒直径/>，采用如下公式：
，
，
确定土壤的粘性阻力和惯性阻力/>。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如权利要求1至4中任一项所述的燃气泄漏扩散范围预测方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至4任一项所述的燃气泄漏扩散范围预测方法。
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