一种燃气管网输差分析方法及系统与流程

本发明涉及燃气管网管理，尤其涉及一种燃气管网输差分析方法及系统。

背景技术：

1、燃气管网是城市基础设施的重要组成部分，负责将天然气从供应源安全、高效地输送到用户。然而，由于管道的老化、设备故障、外部破坏等因素，燃气管网可能存在泄漏、堵塞、压力异常等问题，这些问题不仅会导致能源浪费，还可能引发安全事故。因此，对燃气管网进行输差分析，及时发现和诊断潜在的故障，对于保障供气安全和提高能源利用效率具有重要意义。

2、传统的燃气管网监测主要依赖于现场巡查和手动数据记录，这种方法费时费力，且难以实现及时对燃气管网故障情况的分析。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供一种能够及时对燃气管网故障情况进行分析的燃气管网输差分析方法及系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种燃气管网输差分析方法，包括：

4、步骤s100，建立若干个子燃气管网组块，并将若干子燃气管网组块进行连接组合，得到燃气管网表现模型，其中，所述子燃气管网组块包括所属同一场景下的燃气管道的空间布置表现；

5、步骤s200，获取子燃气管网组块内不同位置节点的历史传感数据，并将所属同一时间段的历史传感数据进行关联，并对子燃气管网仿真模型进行第一次配置，并基于预设的易发生故障表，构建若干仿真故障特征组，进而对子燃气管网仿真模型进行若干次并列的第二次配置，得到若干子燃气管网仿真模型表现态；

6、步骤s300，获取子燃气管网组块内不同位置节点的实时传感数据，并将实时传感数据在子燃气管网组块进行配置，并进行表现，得到子燃气管网组块表现态；

7、步骤s400，将子燃气管网组块表现态和不同的子燃气管网仿真模型表现态进行比对，并将相吻合的子燃气管网仿真模型表现态认定为参考子燃气管网仿真模型表现态，并对参考子燃气管网仿真模型表现态对应的仿真故障特征组进行分析，确定出子燃气管网组块的当前故障特征。

8、在本发明公开的一些实施例中，建立子燃气管网组块的方法包括：

9、步骤s101，建立空间坐标系，并获取在同一场景下的燃气管道的空间布置信息和燃气管道属性信息，基于燃气管道属性信息，设定若干管道模型段以及管道节点模型块，并基于燃气管道的空间布置信息，将管道模型段以及管道节点模型块在空间坐标系中进行定位布置。

10、在本发明公开的一些实施例中，构建子燃气管网仿真模型的方法包括：

11、步骤s201，获取子燃气管网的设计数据，包括管道的长度、直径、材质、连接方式以及管道节点的属性数据，并基于子燃气管网的设计数据，对子燃气管网组块中的管道模型段和节点模型块进行配置；

12、步骤s202，对子燃气管网组块进行网格划分，并区分流体区块和固体区块，对流体区块的流体网格配置流体压力数学模型，得到子燃气管网仿真模型；

13、步骤s203，利用历史传感数据对子燃气管网仿真模型进行验证调整。

14、在本发明公开的一些实施例中，历史传感数据包括不同时间节点的流体流量数据、流体压力数据和温度数据。

15、在本发明公开的一些实施例中，将历史传感数据对子燃气管网仿真模型进行配置前还需要对历史传感数据进行特征筛选，特征筛选的方法包括：

16、步骤s2041，基于不同时间节点的流体流量数据、流体压力数据和温度数据，构建流体流量曲线、流体压力曲线和温度曲线；

17、步骤s2042，计算不同时间段各自对应的流体流量曲线之间的平均流体流量曲线，计算不同时间段各自对应的流体压力曲线之间的平均流体压力曲线，计算不同时间段各自对应的平均温度曲线；

18、步骤s2043，将所属同一时间段的流体流量曲线和平均流体流量曲线进行逐时比对，得到第一特征表现线，将所属同一时间段的流体压力曲线和平均流体压力曲线进行逐时比对，得到第二特征表现线，将所属同一时间段的温度曲线和平均温度曲线进行逐时比对，得到第三特征表现线，将第一特征表现线、第二特征表现线和第三特征表现线的组合记为特征表现线组；

19、步骤s2044，对若干特征表现线组进行若干级归类，并对每一类别中认定为重复的特征表现组进行剔除，将剩余的特征表现组对应的历史传感数据认定为特征筛选后的历史传感数据；

20、其中，生成特征表现线的方法包括：

21、步骤s20431，针对曲线和平均曲线建立特征时间线，将曲线、平均曲线和特征时间线对齐，并逐时计算曲线和平均曲线之间的差异参量，若差异参量达到预设值，则在差异参量刚好达到预设值时在特征时间线上标记差异特征节点，其中，差异参量每次达到预设值后进行归零。

22、在本发明公开的一些实施例中，计算曲线和平均曲线之间的差异参量的方法包括：

23、步骤s204311，逐时统计曲线和平均曲线的曲线值差异累计量，并逐时分析曲线和平均曲线之间的曲率差异累计量；

24、步骤s204312，基于曲线值差异累计量和曲率差异累计量，确定曲线和平均曲线的差异参量；

25、其中，计算差异参量的表达式为：

26、；

27、其中，为差异参量，为差异参量转换系数，为第t个时间节点的曲率差异量，为特征时间线中所有时间节点的数量，为差异参量调整常数，为第t个时间节点对应的曲线值差异量。

28、在本发明公开的一些实施例中，将子燃气管网组块表现态和不同的子燃气管网仿真模型表现态进行比对的方法包括：

29、步骤s401，将子燃气管网组块表现态和不同的子燃气管网仿真模型表现态进行比对，确定出不同位置节点的流体压力差异特征和流体流量差异特征；

30、步骤s402，分析不同位置节点的流体压力差异特征和流体流量差异特征是否在第一分析范围内的，若分析结果为是，则对对应的位置节点标记为相符位置节点，分析不同位置节点的流体压力差异特征和流体流量差异特征是否在第二分析范围内，若分析结果是，则对对应的位置节点标记为较相符位置节点，否则标记为不相符位置节点；

31、步骤s403，基于不相符位置节点的数量以及较相符位置节点的分布特征，确定子燃气管网仿真模型表现态和子燃气管网组块表现态的吻合程度，若吻合程度大于等于预设值，则认定子燃气管网仿真模型表现态和子燃气管网组块表现态相符。

32、在本发明公开的一些实施例中，计算吻合程度的表达式为：

33、；

34、其中，为吻合程度，为预设的最大吻合程度，为不相符权重调整系数，为不相符位置节点的数量，为较相符权重调整系数，为第i个较相符位置节点对应的特定吻合参数，为分布情况调整函数，若第i个较相符位置节点旁侧预设范围内存在较相符位置节点或不相符位置节点，则输出特定的分布调整参量，否则输出1，为所有较相符位置节点的数量，为吻合程度调整常数。

35、在本发明公开的一些实施例中，还公开有一种燃气管网输差分析系统，包括：

36、第一模块，用于建立若干个子燃气管网组块，并将若干子燃气管网组块进行连接组合，得到燃气管网表现模型，其中，所述子燃气管网组块包括所属同一场景下的燃气管道的空间布置表现；

37、第二模块，用于获取子燃气管网组块内不同位置节点的历史传感数据，并将所属同一时间段的历史传感数据进行关联，并对子燃气管网仿真模型进行第一次配置，并基于预设的易发生故障表，构建若干仿真故障特征组，进而对子燃气管网仿真模型进行若干次并列的第二次配置，得到若干子燃气管网仿真模型表现态；

38、第三模块，用于获取子燃气管网组块内不同位置节点的实时传感数据，并将实时传感数据在子燃气管网组块进行配置，并进行表现，得到子燃气管网组块表现态；

39、第四模块，用于将子燃气管网组块表现态和不同的子燃气管网仿真模型表现态进行比对，并将相吻合的子燃气管网仿真模型表现态认定为参考子燃气管网仿真模型表现态，并对参考子燃气管网仿真模型表现态对应的仿真故障特征组进行分析，确定出子燃气管网组块的当前故障特征。

40、本发明公开了一种燃气管网输差分析方法及系统，涉及燃气管网管理技术领域，包括对子燃气管网仿真模型进行第一次配置和第二次配置，得到子燃气管网仿真模型表现态，将子燃气管网组块表现态和不同的子燃气管网仿真模型表现态进行比对，并将相吻合的子燃气管网仿真模型表现态认定为参考子燃气管网仿真模型表现态，并对参考子燃气管网仿真模型表现态对应的仿真故障特征组进行分析，确定出子燃气管网组块的当前故障特征，本发明通过上述技术方案，实现了对燃气管网状态的分析，并基于参考子燃气管网仿真模型表现对应的仿真故障特征组，确定出当前的故障特征，相比于现场巡查不仅效率更高，而且精准性更高。