用于检测气体泄漏的传感器布局方法、系统及存储介质

本发明涉及传感器布局领域，尤其涉及一种用于检测气体泄漏的传感器布局方法、一种用于检测气体泄漏的传感器布局系统，以及一种计算机可读存储介质。

背景技术：

1、在密闭或半密闭空间中，有害气体泄漏可能导致人员伤亡、设备损坏或者环境破坏等严重后果。通过有效地布置气体传感器网络，能够在密闭或半密闭空间中快速地感知到有害气体的泄漏，从而降低泄漏事故对人员生命健康、经济和环境造成的风险和损失。

2、现有技术中，气体传感器网络优化布局方案大多以最快探测到气体的泄漏或最小化探测到泄漏时的损失为设计目标，缺少针对泄漏溯源的气体传感器网络布局方法。然而，及时确定泄漏源的位置和泄漏强度，对于精确预警、报警以及指导事故应急处置至关重要，可以最大程度地降低事故后果。

3、为了克服现有技术所存在的上述缺陷，本领域亟需一种用于检测气体泄漏的传感器布局技术，能够在密闭或半密闭空间内对有害气体泄漏溯源，从而降低有害气体泄漏的危害。

技术实现思路

1、以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

2、为了克服现有技术所存在的上述缺陷，本发明提供了一种用于检测气体泄漏的传感器布局方法、一种用于检测气体泄漏的传感器布局系统，以及一种计算机可读存储介质，能够在密闭或半密闭空间内对有害气体泄漏溯源，从而降低有害气体泄漏的危害。

3、具体来说，根据本发明的第一方面提供的上述用于检测气体泄漏的传感器布局方法，包括步骤：根据潜在泄漏场景确定多个cfd仿真模型，并确定所述多个cfd仿真模型中泄漏达到稳态时的稳态时间区间；确定所述多个cfd仿真模型在所述稳态时间区间内的所有空间点的平均浓度；根据所述多个cfd仿真模型的平均浓度，确定满足近似线性的源-受体关系的空间区域点集；以及对所述源-受体关系的空间区域点集进行聚类，确定聚类中心，并将所述聚类中心确定为传感器的网络节点。

4、优选地，在本发明的一实施例中，所述确定所述多个cfd仿真模型中泄漏达到稳态时的稳态时间区间的步骤包括：根据所述多个cfd仿真模型获取浓度时序数据；以及根据所述浓度时序数据确定所述cfd仿真模型中泄漏达到稳态时的稳态时间区间。

5、优选地，在本发明的一实施例中，所述确定所述多个cfd仿真模型中泄漏达到稳态时的稳态时间区间的步骤还包括：通过小波去噪方法消除所获取的浓度时序数据的噪声。

6、优选地，在本发明的一实施例中，所述小波去噪方法包括步骤：根据小波基函数、启发式变体函数和阈值函数，确定消除噪声后的所述浓度时序数据。

7、优选地，在本发明的一实施例中，所述根据潜在泄漏场景确定多个cfd仿真模型的步骤包括：根据已知通风条件、泄漏源个数和泄漏源位置，构建所述潜在泄漏场景的三维模型；选取cfd计算模型，并确定仿真步长和总仿真时间；以及根据所述三维模型和所选取的所述cfd计算模型，确定多个cfd仿真模型。

8、优选地，在本发明的一实施例中，所述多个cfd仿真模型的个数为所述泄漏源个数的至少两倍。

9、优选地，在本发明的一实施例中，所述确定所述多个cfd仿真模型在所述稳态时间区间内的所有空间点的平均浓度的步骤包括：根据所述多个cfd仿真模型的所述稳态时间区间，确定最大的共有稳态时间区间；以及确定每一空间点在所述共有稳态时间区间的时均浓度。

10、优选地，在本发明的一实施例中，所述对所述源-受体关系的空间区域点集进行聚类，确定聚类中心的步骤包括：以所述源-受体关系的空间区域点集为聚类特征，传感器的网络节点数量为聚类数，所述聚类数大于泄漏源个数；以及根据所述聚类特征和所述聚类数，通过聚类算法确定聚类中心。

11、此外，根据本发明的第二方面提供的上述用于检测气体泄漏的传感器布局系统包括存储器及处理器。所述存储器上存储有计算机指令。所述处理器连接所述存储器，并被配置用于执行所述存储器上存储的计算机指令，以实施上述任意一个实施例所提供的用于检测气体泄漏的传感器布局方法。

12、此外，根据本发明的第三方面提供的上述计算机可读存储介质上存储有计算机指令。所述计算机指令被处理器执行时，实施上述任意一个实施例所提供的用于检测气体泄漏的传感器布局方法。

技术特征：

1.一种用于检测气体泄漏的传感器布局方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的传感器布局方法，其特征在于，所述确定所述多个cfd仿真模型中泄漏达到稳态时的稳态时间区间的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的传感器布局方法，其特征在于，所述确定所述多个cfd仿真模型中泄漏达到稳态时的稳态时间区间的步骤还包括：

4.根据权利要求3所述的传感器布局方法，其特征在于，所述小波去噪方法包括步骤：

5.根据权利要求1所述的传感器布局方法，其特征在于，所述根据潜在泄漏场景确定多个cfd仿真模型的步骤包括：

6.根据权利要求5所述的传感器布局方法，其特征在于，所述多个cfd仿真模型的个数为所述泄漏源个数的至少两倍。

7.根据权利要求1所述的传感器布局方法，其特征在于，所述确定所述多个cfd仿真模型在所述稳态时间区间内的所有空间点的平均浓度的步骤包括：

8.根据权利要求1所述的传感器布局方法，其特征在于，所述对所述源-受体关系的空间区域点集进行聚类，确定聚类中心的步骤包括：

9.一种用于检测气体泄漏的传感器布局系统，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时，实施如权利要求1～8中任一项所述的用于检测气体泄漏的传感器布局方法。

技术总结本发明提供了一种用于检测气体泄漏的传感器布局方法、一种用于检测气体泄漏的传感器布局系统，以及一种计算机可读存储介质。用于检测气体泄漏的传感器布局方法包括步骤：根据潜在泄漏场景确定多个CFD仿真模型，并确定多个CFD仿真模型中泄漏达到稳态时的稳态时间区间；确定多个CFD仿真模型在稳态时间区间内的所有空间点的平均浓度；根据多个CFD仿真模型的平均浓度，确定满足近似线性的源‑受体关系的空间区域点集；以及对源‑受体关系的空间区域点集进行聚类，确定聚类中心，并将聚类中心确定为传感器的网络节点。技术研发人员：钱锋,辛芳,朱勇,曹晨熙,钟伟民,杜文莉,王冰,杨明磊受保护的技术使用者：华东理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2