一种天然气管道运输跟踪系统及方法与流程

本发明涉及天然气管道，特别是涉及一种天然气管道运输跟踪系统及方法。

背景技术：

1、天然气管道是指将天然气从开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道，又称输气管道。利用天然气管道输送天然气，是陆地上大量输送天然气的方式。

2、天然气管道运输具有运输成本低、占地少、建设快、油气运输量大、安全性能高、运输损耗少、无废物排放、发生泄漏危险小、对环境污染小、受恶劣气候影响小、设备维修量小、便于管理、易于实现远程集中监控等优势。但天然气管道实际应用中遇到了难题：天然气管道输运的都是易燃、易爆、易挥发和易与静电聚集的气体，如果发生事故，造成天然气泄漏，极易引起火灾、爆炸情况，酿成恶性灾害，当前的天然气运输跟踪系统仅限于业务转移环节的跟踪管理，即：天然气管道的起始点管理，但是天然气管道在运输过程中，缺乏跟踪信息，因此仍然存在安全隐患。

3、因此，如何提供一种可以对天然气管道进行精准、有效的运输跟踪系统及方法，是目前有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种天然气管道运输跟踪系统及方法，用以解决现有技术中无法对天然气管道的运输过程进行精准、有效的跟踪管理，无法避免天然气管道在运输过程中，仍存在安全隐患的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种天然气管道运输跟踪系统，所述系统包括：

3、指令发送模块，用于获取天然气管道的位置信息，基于所述位置信息对所述天然气管道中预先部署的检测设备发送参数检测指令；

4、数据检测模块，用于根据所述参数检测指令控制所述检测设备对所述天然气管道的内部参数进行实时检测，并得到实时参数检测值，其中，所述实时参数检测值包括多个实时压力检测值和多个实时气体浓度检测值；

5、泄漏计算模块，用于根据多个实时压力检测值和多个实时气体浓度检测值计算所述天然气管道的压力判断因子和气体浓度判断因子；

6、泄漏判断模块，用于基于所述压力判断因子和所述气体浓度判断因子判断所述天然气管道是否存在泄漏风险；

7、矩阵构建模块，用于当所述天然气管道存在泄漏风险时，则基于所述天然气管道中预先部署的流速检测设备，采集所述天然气管道在预设时刻下的流速信息，并构建流速序列；

8、泄漏确定模块，用于基于所述流速序列确定所述天然气管道的泄漏点；

9、跟踪报警模块，用于检测所述泄漏点的天然气泄漏量，并基于所述天然气泄漏量实时发出报警提醒。

10、在其中一个实施例中，所述泄漏计算模块具体用于：

11、所述泄漏计算模块用于获取所有的实时压力检测值，并生成第一数据集合；

12、所述泄漏计算模块用于获取所有的实时气体浓度检测值，并生成第二数据集合；

13、所述泄漏计算模块用于根据所述第一数据集合构建压力检测曲线；

14、所述泄漏计算模块用于根据所述第二数据集合构建气体浓度检测曲线；

15、所述泄漏计算模块用于对所述压力检测曲线进行分析，确定所述压力检测曲线中的最大压力检测值和最小压力检测值；

16、所述泄漏计算模块用于对所述气体浓度检测曲线进行分析，确定所述气体浓度检测曲线中的最大气体浓度检测值和最小气体浓度检测值；

17、所述泄漏计算模块用于获取预设的压力检测阈值和气体浓度检测阈值；

18、所述泄漏计算模块用于根据所述最大压力检测值、所述最小压力检测值和所述压力检测阈值计算所述天然气管道的压力判断因子；

19、

20、其中，z1为天然气管道的压力判断因子，tmax为最大压力检测值，tmin为最小压力检测值，t为压力检测阈值，e为常数；

21、所述泄漏计算模块用于根据所述最大气体浓度检测值、所述最小气体浓度检测值和所述气体浓度检测阈值计算所述天然气管道的气体浓度判断因子；

22、

23、其中，z2为天然气管道的压力判断因子，pmax为最大气体浓度检测值，pmin为最小气体浓度检测值，p为气体浓度检测阈值，e为常数。

24、在其中一个实施例中，所述泄漏计算模块具体用于：

25、所述泄漏计算模块用于获取预设压力判断因子和预设气体浓度判断因子；

26、所述泄漏计算模块用于当所述压力判断因子大于或等于所述预设压力判断因子，且所述气体浓度判断因子大于或等于所述预设气体浓度判断因子时，判断所述天然气管道存在泄漏风险；

27、所述泄漏计算模块用于当所述压力判断因子小于所述预设压力判断因子，且所述气体浓度判断因子小于所述预设气体浓度判断因子时，判断所述天然气管道不存在泄漏风险；

28、所述泄漏计算模块用于当所述压力判断因子大于或等于所述预设压力判断因子，且所述气体浓度判断因子小于所述预设气体浓度判断因子时，判断所述天然气管道存在泄漏风险；

29、所述泄漏计算模块用于当所述压力判断因子小于所述预设压力判断因子，且所述气体浓度判断因子大于或等于所述预设气体浓度判断因子时，判断所述天然气管道存在泄漏风险。

30、在其中一个实施例中，所述矩阵构建模块具体用于：

31、所述矩阵构建模块用于根据所述天然气管道的位置信息，确定所述天然气管道的管道类型，并基于所述管道类型从管道类型-结构数据库中，提取所述天然气管道的管道结构；

32、所述矩阵构建模块用于获取所述天然气管道的历史泄漏数据，基于所述历史泄漏数据和所述天然气管道的管道结构对所述天然气管道进行区域划分；

33、所述矩阵构建模块用于基于所述历史泄漏数据对每个划分区域进行风险赋值；

34、所述矩阵构建模块用于获取每个划分区域的区域大小a，并基于所述区域大小a设定对应划分区域的初始采样个数；

35、所述矩阵构建模块用于获取每个划分区域的风险赋值e，并基于所述风险赋值e对所述初始采样个数进行修正，并将修正后的初始采样个数作为对应划分区域的目标采样个数；

36、所述矩阵构建模块用于基于所述目标采样个数均匀设置采样点，并基于所述流速检测设备采集所述采样点在指定时刻下的流速信息。

37、在其中一个实施例中，所述矩阵构建模块具体用于：

38、所述矩阵构建模块用于预先设定第一预设区域大小b1，第二预设区域大小b2，第三预设区域大小b3，b4第四预设区域大小，且b1＜b2＜b3＜b4；

39、所述矩阵构建模块用于预先设定第一预设初始采样个数c1，第二预设初始采样个数c2，第三预设初始采样个数c3，第四预设初始采样个数c4，第五预设初始采样个数c5，且c1＜c2＜c3＜c4＜c5；

40、所述矩阵构建模块用于根据所述区域大小a与各预设区域大小之间的关系设定划分区域的初始采样个数。

41、在其中一个实施例中，所述矩阵构建模块具体用于：

42、所述矩阵构建模块用于当a＜b1时，选定所述第一预设初始采样个数c1作为所述划分区域的初始采样个数；

43、所述矩阵构建模块用于当b1≤a＜b2时，选定所述第二预设初始采样个数c2作为所述划分区域的初始采样个数；

44、所述矩阵构建模块用于当b2≤a＜b3时，选定所述第三预设初始采样个数c3作为所述划分区域的初始采样个数；

45、所述矩阵构建模块用于当b3≤a＜b4时，选定所述第四预设初始采样个数c4作为所述划分区域的初始采样个数；

46、所述矩阵构建模块用于当b4≤a时，选定所述第五预设初始采样个数c5作为所述划分区域的初始采样个数。

47、在其中一个实施例中，所述矩阵构建模块具体用于：

48、所述矩阵构建模块用于预先设定第一预设风险赋值g1，第二预设风险赋值g2，第三预设风险赋值g3，第四预设风险赋值g4，且g1＜g2＜g3＜g4；

49、所述矩阵构建模块用于预先设定第一预设初始采样个数修正系数h1，第二预设初始采样个数修正系数h2，第三预设初始采样个数修正系数h3，第四预设初始采样个数修正系数h4，第五预设初始采样个数修正系数h5，且0.8＜h1＜h2＜h3＜h4＜h5＜1.2；

50、所述矩阵构建模块用于在将所述划分区域的初始采样个数设定为第i预设初始采样个数ci时，i＝1，2，3，4，5，根据所述风险赋值e与各预设风险赋值之间的关系对所述划分区域的初始采样个数进行修正。

51、在其中一个实施例中，所述矩阵构建模块具体用于：

52、所述矩阵构建模块用于当e＜g1时，选定所述第一预设初始采样个数修正系数h1对所述第i预设初始采样个数c i进行修正，修正后的划分区域的初始采样个数为ci*h1；

53、所述矩阵构建模块用于当g1≤e＜g2时，选定所述第二预设初始采样个数修正系数h2对所述第i预设初始采样个数ci进行修正，修正后的划分区域的初始采样个数为ci*h2；

54、所述矩阵构建模块用于当g2≤e＜g3时，选定所述第三预设初始采样个数修正系数h3对所述第i预设初始采样个数ci进行修正，修正后的划分区域的初始采样个数为ci*h3；

55、所述矩阵构建模块用于当g3≤e＜g4时，选定所述第四预设初始采样个数修正系数h4对所述第i预设初始采样个数ci进行修正，修正后的划分区域的初始采样个数为ci*h4；

56、所述矩阵构建模块用于当g4≤e时，选定所述第五预设初始采样个数修正系数h5对所述第i预设初始采样个数c i进行修正，修正后的划分区域的初始采样个数为ci*h5。

57、在其中一个实施例中，所述泄漏确定模块具体用于：

58、所述泄漏确定模块用于提取所述流速序列中所有的流速数据，并生成流速数据-时间图像；

59、所述泄漏确定模块用于基于所述流速数据-时间图像确定对应的采样点的流量范围；

60、所述泄漏确定模块用于根据流量数据和对应的采样点的流量范围确定所述天然气管道的泄漏点；

61、所述泄漏确定模块用于当所述流量数据不在所述流量范围时，则判断对应的采样点为天然气管道的泄漏点。

62、为了实现上述目的，本发明提供了一种天然气管道运输跟踪方法，所述方法包括：

63、获取天然气管道的位置信息，基于所述位置信息对所述天然气管道中预先部署的检测设备发送参数检测指令；

64、根据所述参数检测指令控制所述检测设备对所述天然气管道的内部参数进行实时检测，并得到实时参数检测值，其中，所述实时参数检测值包括多个实时压力检测值和多个实时气体浓度检测值；

65、根据多个实时压力检测值和多个实时气体浓度检测值计算所述天然气管道的压力判断因子和气体浓度判断因子；

66、基于所述压力判断因子和所述气体浓度判断因子判断所述天然气管道是否存在泄漏风险；

67、当所述天然气管道存在泄漏风险时，则基于所述天然气管道中预先部署的流速检测设备，采集所述天然气管道在预设时刻下的流速信息，并构建流速序列；

68、基于所述流速序列确定所述天然气管道的泄漏点；

69、检测所述泄漏点的天然气泄漏量，并基于所述天然气泄漏量实时发出报警提醒。

70、本发明提供了一种天然气管道运输跟踪系统及方法，相较现有技术，具有以下有益效果：

71、本发明公开了一种天然气管道运输跟踪系统及方法，包括：指令发送模块、数据检测模块、泄漏计算模块、泄漏判断模块、矩阵构建模块、泄漏确定模块和跟踪报警模块，指令发送模块对检测设备发送参数检测指令；数据检测模块检测天然气管道的实时参数检测值，泄漏计算模块计算压力判断因子和气体浓度判断因子；泄漏判断模块判断天然气管道是否存在泄漏风险；矩阵构建模块根据天然气管道的流速信息构建流速序列；泄漏确定模块确定天然气管道的泄漏点；跟踪报警模块根据泄漏量用于发出报警，本发明可以对天然气管道的运输过程进行精准的跟踪，有效避免天然气管道中气体的泄漏，大大提升了天然气管道运输安全性和稳定性。