一种基于物联网的远程管道监控系统的制作方法

本发明涉及油气管道监控，具体是一种基于物联网的远程管道监控系统。

背景技术：

1、油气管道是指将石油和天然气从开采端输送到生产端和应用端的管道系统。根据输送产品的不同，油气管道可以分为输油管道和输气管道。

2、输油管道又可分为原油管道和成品油管道，用于输送石油及石油产品。常规的长距离输油管道系统主要由输油站、管线和加热站等基础设施构成。输油站内的输油泵为油品的流动提供动力，管线沿途设有若干间隔一定距离的输油站作为中间站，为油品运输提供持续的动力。末站的输油站主要起到接受、储备油品，并向应用端供应的作用。

3、输气管道的原理和构成与输油管道类似，常规长距离输气管道主要由管线、压气站、接收站、分输站等基础设施构成。

4、油气管道监控对油田安全生产运行具有重要意义：1. 保障能源安全：油气管道是现代工业的重要能源供应渠道，在国家经济发展和现代化建设中扮演着重要角色。油气管道监测可以及时发现管道运行故障和损坏点，预防安全事故的发生，保障国家能源安全；2.保证环境安全：油气管道泄露或爆炸会对环境造成严重破坏，而油气管道监测可以及时发现泄漏的位置，及时采取应急措施，保障环境安全。同时，通过监测数据分析可以预测管道可能发生的损坏情况，采取相应的维修和补救措施，保证管道的安全运行，减少环境污染；3. 保障管道正常运行：油气管道监测可以及时发现管道运行故障和损坏点，避免油气泄漏事故的发生。

5、综上所述，油气管道监控对于保障能源安全、环境安全以及管道正常运行具有重要意义。

6、自80年代末引进国外技术以来，我国原油和成品油输送大多采用全线密封的密闭输送工艺。

7、油气管道监控技术是一种利用现代科技手段对油气管道进行实时监控和管理的技术。以下是一些常见的油气管道监控技术：1. 视频监控技术：通过在油气管道沿线设置摄像头，实时监控管道周围的环境和情况，以保障管道的安全运行；2. 传感器技术：在油气管道中安装传感器，实时监测管道内的压力、温度、流量等参数，以及管道周围的环境参数，如温度、湿度等；3. 泄漏检测技术：通过在油气管道中安装泄漏检测设备，实时监测管道是否有泄漏发生，以及泄漏的位置和程度；4. 智能化监控系统：通过建立智能化监控系统，将上述各种监控技术进行整合，实现对油气管道的全面、实时、智能监控和管理。

8、这些监控技术可以及时发现和解决油气管道运行中存在的问题，保障管道的安全运行，减少事故发生的可能性。

9、传统的管道监控系统通常需要大量的人力、物力投入，且无法实时、远程地对管道状态进行监控，以及不能准确反馈管道各段的损伤风险状况和管道整体损伤风险状况，不利于管理人员制定相匹配的管理措施并执行，难以有效保证管道的运行安全性并降低对管道的监控管理难度，智能化程度低。

10、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于物联网的远程管道监控系统，解决了现有技术无法实时、远程地对管道状态进行监控，以及不能准确反馈管道各段的损伤风险状况和管道整体损伤风险状况，难以有效保证管道的运行安全性并降低对管道的监控管理难度，智能化程度低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的远程管道监控系统，包括服务器、管道实时运行检测模块、运行管控评估模块、管损分段评估模块和远程监控端；管道实时运行检测模块获取到所需监管的管道，将管道划分为若干分段，将对应分段标记为目标管段i，且i为大于5的正整数；并对管道进行实时运行检测，且通过分析以生成管道运行正常信号或管道运行异常信号，在生成管道运行异常信号时通过远程监控端对管道运行进行调控；运行管控评估模块用于设定管控评估周期，并通过运行管控评估分析以生成管控评估合格信号或管控评估不合格信号，且将管控评估不合格信号经服务器发送至远程监控端；管损分段评估模块将管道的各个分段的损伤状况进行分析，据此将目标管段i标记为高变形管段或低变形管段，并将各个分段的标记信息经服务器发送至远程监控端；以及通过分析生成管道的管损高风险信号或管损低风险信号，且将管损高风险信号或管损低风险信号经服务器发送至远程监控端，远程监控端在接收到管损高风险信号时加强对管道的全程巡检。

3、进一步的，管道实时运行检测模块的具体运行过程包括：采集到目标管段i中的温度数据、流量数据和压力数据，将温度数据与预设标准温度范围的中值进行差值计算并取绝对值以得到温标差异值，同理获取到流标差异值和压标差异值；将温标差异值、流标差异值和压标差异值进行数值计算得到管道运检值，将管道所有分段的管道运检值进行均值计算和方差计算以得到管道运析值和管道运波值；将管道运析值和管道运波值与预设管道运析阈值和预设管道运波阈值分别进行数值比较，若管道运析值超过预设管道运析阈值或管道运波值超过预设管道运波阈值，则生成管道运行异常信号；若管道运析值未超过预设管道运析阈值且管道运波值未超过预设管道运波阈值，则生成管道运行正常信号。

4、进一步的，运行管控评估模块的具体运行过程包括：采集到管控评估周期内管道运行异常信号的生成次数和管道运行异常信号的生成次数并将其分别标记为管异发生率和管正发生率，将管异发生率与管正发生率进行比值计算得到管异占析值；以及从服务器调取调控低效频率和调控高效频率，将调控低效频率与调控高效频率进行比值计算得到调控低效占析值；将调控低效占析值与管异占析值进行数值计算得到管控评估值，将管控评估值与预设管控评估阈值进行数值比较，若管控评估值超过预设管控评估阈值，则生成管控评估不合格信号；若管控评估值未超过预设管控评估阈值，则生成管控评估合格信号。

5、进一步的，服务器与运行恢复性检测模块通信连接，在生成管道运行异常信号时，运行恢复性检测模块以管道运行异常信号的生成时刻为时间起点开始计时以得到管异持续时长，在管异持续时长超过预设管异持续时长阈值而管道仍未恢复至运行正常，则判断针对管道的调控效率低并将调控低效频率加一；若管道恢复至运行正常而管异持续时长未超过预设管异持续时长阈值，则判断针对管道的调控效率高并将调控高效频率加一；且将调控低效频率和调控高效频率发送至服务器进行存储。

6、进一步的，管损分段评估模块的具体运行过程包括：在目标管段i上设定若干个检测点，采集到对应检测点的变形量，将所有检测点的变形量进行均值计算得到管段变形值；将管段变形值与预设管段变形阈值进行数值比较，若管段变形值超过预设管段变形阈值，则将目标管段i标记为高变形管段；若管段变形值未超过预设管段变形阈值，则通过逐点比较统合分析将目标管段i标记为高变形管段或低变形管段；获取到所需监管的管道中高变形管段的数量和低变形管段的数量并将其分别标记为高变段析值和低变段析值，将高变段析值与低变段析值进行比值计算得到高变段占值；获取到所有低变形管段的所处位置，将相邻两组低变形管段之间的高变形管段的数量标记为低变间隔值，将所有低变间隔值进行均值计算得到低变间析值，且将数值最大的低变间隔值标记为低变间幅值；将低变间幅值、低变间析值和高变段占值进行数值计算得到管损评估值，将管损评估值与预设管损评估阈值进行数值比较，若管损评估值超过预设管损评估阈值，则生成管损高风险信号；若管损评估值未超过预设管损评估阈值，则生成管损低风险信号。

7、进一步的，逐点比较统合分析的具体分析过程如下：将检测点的变形量与预设变形量阈值进行数值比较，若变形量超过预设变形量阈值，则将对应检测点标记为超变点，否则将对应检测点标记为低变点，将目标管段i中超变点的数量与低变点的数量进行比值计算得到超变检验值，将目标管段i中数值最大的变形量标记为变形幅测值；将变形幅测值、超变检验值和管段变形值进行数值计算得到管段评估值，将管段评估值与预设管段评估阈值进行数值比较，若管段评估值超过预设管段评估阈值，则将目标管段i标记为高变形管段；若管段评估值超过预设管段评估阈值，则将目标管段i标记为低变形管段。

8、进一步的，管损分段评估模块经服务器将高变形管段发送至远程监控端，管理人员加强对高变形管道的监管和巡检，且服务器与管段损积分析模块通信连接，服务器将低变形管道发送至管段损积分析模块，管段损积分析模块将低变形管道进行损伤累积检测分析，据此以将对应低变形管道标记为变形增异管段或变形增良管段，将变形增异管段经服务器发送至远程监控端，管理人员加强对变形增异管段的监管和巡检。

9、进一步的，损伤累积检测分析的具体分析过程如下：以当前日期为结尾日期并向前设定天数为p1的累积周期，采集到累积周期内对应低变形管段的变形增幅值，将变形增幅值与预设变形增幅阈值进行数值比较，若变形增幅值超过预设变形增幅阈值，则将对应低变形管段标记为变形增异管段；若变形增幅值未超过预设变形增幅阈值，则获取到累积周期内对应低变形管段在相应日期的管段温差值，以及获取到累积周期内对应低变形管段在相应日期内部处于高压状态的时长和处于超振动状态的时长并将其分别标记为高压时析值和超振时析值；将管段温差值、高压时析值和超振时析值进行数值计算得到对应低变形管段在相应日期的管段损影值，将管段损影值与预设管段损影阈值进行数值比较，若管段损影值超过预设管段损影阈值，则将对应日期标记为易损日，若管段损影值未超过预设管段损影阈值，则将对应日期标记为非易损日；将对应低变形管段在累积周期内的易损日数量与非易损日数量进行比值计算得到易损检测值，将对应低变形管段在累积周期内的所有管段损影值进行均值计算得到管段损检值；将对应低变形管段的管段变形值、管段损检值、易损检测值和变形增幅值进行数值计算得到管段累积值，将管段累积值与预设管段累积阈值进行数值比较，若管段累积值超过预设管段累积阈值，则将对应低变形管段标记为变形增异管段；若管段累积值未超过预设管段累积阈值，则将对应低变形管段标记为变形增良管段。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明中，通过管道实时运行检测模块获取到所需监管的管道并对管道进行实时运行检测，通过分析以生成管道运行正常信号或管道运行异常信号，在生成管道运行异常信号时通过远程监控端对管道运行进行调控，有助于管道的安全稳定运行，且通过运行管控评估模块进行运行管控评估分析，以生成管控评估合格信号或管控评估不合格信号，远程监控端接收到管控评估不合格信号时及时进行原因调查和异常诊断排查，进一步保证后续的管控性能和管道运行效果；2、本发明中，通过管损分段评估模块将管道的各个分段的损伤状况进行分析，据此将相应管段标记为高变形管段或低变形管段，且通过分析生成管道的管损高风险信号或管损低风险信号，能够准确评估管道各段的风险状况和管道整体风险状况，以及通过管段损积分析模块将低变形管道进行损伤累积检测分析，据此将对应低变形管道标记为变形增异管段或变形增良管段，在将相应管段划分为高变形管段或低变形管段后，还能够将低变形管段的风险增长状况进行合理评估并反馈预警，有利于管理人员后续制定相匹配的管理措施并执行，进一步保证管道的运行安全性并降低对管道的监控管理难度，智能化程度高。