基于压力表的管道泄露监测分析方法、系统、终端及介质与流程

本发明涉及管道泄露，更具体地说，它涉及基于压力表的管道泄露监测分析方法、系统、终端及介质。

背景技术：

1、气体管道泄露不仅影响了管道稳定运行，对于天然气等特殊管道来说，管道泄露也存在较大的安全隐患，所以对气体管道进行泄露监测是保障气体管道可靠运行必不可少的手段。

2、现有技术中记载有依据管道内的流量数据和压力数据进行动力学分析，以此判断管道是否存在泄露情况，但在动力学分析过程中需要对管道的直径、长度、厚度等结构参数进行建模，其应用成本和实现难度较大，无法在分布范围较广的气体管道中普遍应用，如天然气管道；此外，现有技术中还记载有依据管道内的流量数据、压力数据和温度数据来对管道在工作状态和非工作状态下的具体情况进行对比分析，以此确定管道泄露的程度，其受工作状态和非工作状态的条件限制，一般应用于具有输出口的天然气分支管道，如天然气入户管道，这就导致管道泄露监测的范围较小。

3、上述的管道泄露监测方法难以对整个区域内的气体管道进行实时监测，如居民小区、工业园区内的天然气管道。因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的基于压力表的管道泄露监测分析方法、系统、终端及介质是我们目前急需解决的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供基于压力表的管道泄露监测分析方法、系统、终端及介质，在不针对目标管道进行建模的情况下，实现了单个区域内所有管道的泄露情况进行监测，有效扩大了管道泄露监测的范围。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、第一方面，提供了基于压力表的管道泄露监测分析方法，包括以下步骤：

4、获取目标管道中流量计所采集的流量数据和压力表所采集的压力数据，流量数据和压力数据均包含当前周期和多个历史周期所对应的数据；

5、依据上一个历史周期中的流量数据和压力数据确定目标管道处于相对静态的参考压力值；

6、根据当前周期中下极点的压力值与参考压力值之差确定相应下极点的实时压力变化值，得到第一压力变化序列；

7、根据历史周期中下极点的压力值与参考压力值之差确定相应下极点的历史压力变化值，得到相应历史周期的第二压力变化序列；

8、将第一压力变化序列与所有的第二压力变化序列进行极点相似度对比分析，以筛选出极点相似度最高所对应的第二压力变化序列作为参考压力变化序列；

9、根据参考压力变化序列和第一压力变化序列对比计算出目标管道在当前周期的泄露预警值，并在泄露预警值超出设定阈值时输出预警信号。

10、进一步的，所述目标管道处于相对静态的参考压力值确定过程具体为：

11、选取上一个历史周期中流量值低于基础阈值所对应时刻的压力值作为参考压力；

12、以所有时刻的参考压力均值计算得到目标管道处于相对静态的参考压力值；

13、其中，基础阈值不大于上一个历史周期中流量平均值的80%。

14、进一步的，相邻所述下极点满足以下条件：

15、相邻所述下极点所对应的压力差不低于压力阈值；

16、或，相邻所述下极点所对应的时间差不低于时间阈值。

17、进一步的，所述第一压力变化序列与第二压力变化序列之间的极点相似度对比分析过程具体为：

18、确定第一压力变化序列与第二压力变化序列之间具有等同下极点的共同极点数量，并结合第一压力变化序列中的总极点数量与第二压力变化序列中的总极点数量确定第一相似参数；

19、确定各个等同下极点之间的时间差值，并结合所有等同下极点的时间差值和当前周期的时间宽度确定第二相似参数；

20、以第一相似参数与第二相似参数之积确定相应的第一压力变化序列与第二压力变化序列之间的极点相似度。

21、进一步的，所述极点相似度的计算公式具体为：

22、；

23、其中，表示第一压力变化序列与第二压力变化序列之间的极点相似度；表示第一压力变化序列与第二压力变化序列之间具有等同下极点的共同极点数量；表示第二压力变化序列中的总极点数量；表示第一压力变化序列中的总极点数量；表示当前周期的时间宽度；表示第一压力变化序列中第个等同下极点的时间值；表示第二压力变化序列中第个等同下极点的时间值。

24、进一步的，所述目标管道在当前周期的泄露预警值的对比计算过程具体为：

25、根据各个等同下极点的实时压力变化值与相应历史压力变化值确定泄露预警比；

26、根据各个等同下极点的实时压力变化值与历史压力变化值的大小分布情况确定修正参数；

27、以泄露预警比与修正参数之积确定目标管道在当前周期的泄露预警值。

28、进一步的，所述目标管道在当前周期的泄露预警值的计算公式具体为：

29、；

30、其中，表示目标管道在当前周期的泄露预警值；表示第一压力变化序列与参考压力变化序列之间具有等同下极点的共同极点数量；表示第一压力变化序列中第个等同下极点的实时压力变化值；表示参考压力变化序列中第个等同下极点的历史压力变化值；表示实时压力变化值小于相应历史压力变化值的等同下极点数量。

31、第二方面，提供了基于压力表的管道泄露监测分析系统，包括：

32、管道数据采集模块，用于获取目标管道中流量计所采集的流量数据和压力表所采集的压力数据，流量数据和压力数据均包含当前周期和多个历史周期所对应的数据；

33、参考压力分析模块，用于依据上一个历史周期中的流量数据和压力数据确定目标管道处于相对静态的参考压力值；

34、实时压力分析模块，用于根据当前周期中下极点的压力值与参考压力值之差确定相应下极点的实时压力变化值，得到第一压力变化序列；

35、历史压力分析模块，用于根据历史周期中下极点的压力值与参考压力值之差确定相应下极点的历史压力变化值，得到相应历史周期的第二压力变化序列；

36、相似对比分析模块，用于将第一压力变化序列与所有的第二压力变化序列进行极点相似度对比分析，以筛选出极点相似度最高所对应的第二压力变化序列作为参考压力变化序列；

37、管道泄露预警模块，用于根据参考压力变化序列和第一压力变化序列对比计算出目标管道在当前周期的泄露预警值，并在泄露预警值超出设定阈值时输出预警信号。

38、第三方面，提供了一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面中任意一项所述的基于压力表的管道泄露监测分析方法。

39、第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行可实现如第一方面中任意一项所述的基于压力表的管道泄露监测分析方法。

40、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

41、1、本发明提供的基于压力表的管道泄露监测分析方法，以上一个历史周期中目标管道处于相对静态的参考压力值作为参考标准，即目标管道用气量较少的阶段，通过对比目标管道在相邻的两个时间周期中下极点压力的变化情况来确定目标管道是否存在泄露情况，在不针对目标管道进行建模的情况下，实现了单个区域内所有管道的泄露情况进行监测，有效扩大了管道泄露监测的范围；

42、2、本发明考虑到目标管道所覆盖的多个输出口使用天然气的个性化差异，选取上一个历史周期中天然气使用较少且压力相对稳定的状态作为相对静态，使得参考压力值能够随着周期变化而适应性变化，可在不同时间段进行自适应监测；

43、3、本发明依据压力阈值或时间阈值对下极点进行筛选，可降低依据各个下极点的时间平均偏差或各个下极点的幅值平均偏差来确定等同极点的难度；

44、4、本发明确定极点相似度时，不仅考虑了等同下极点在相应压力变化序列中的占比情况，还考虑了同一组等同下极点之间的时间偏差情况，能够筛选出可靠的参考压力变化序列；

45、5、本发明在确定泄露预警值时，不仅仅考虑了管道泄露所带来的压力变化情况，还考虑了管道泄露所带来的压力变化一致性情况，可有效降低用气突变对泄露预警值的准确性影响，提高了泄露预警值的准确性与可靠性。