基于点线面结合的气体泄漏监测方法、存储介质及处理器与流程

本发明涉及气体泄漏监测领域，具体地涉及一种气体泄漏监测方法、进一步，本发明还涉及一种存储介质及一种处理器。

背景技术：

1、危险化学品行业安全事故对国家和人民生命财产安全构成严重威胁。气体泄漏是造成安全事故的主要原因，针对气体泄漏检测的各类新型技术层出不穷，从检测方式可以划分为点式泄漏监测设备、线式泄漏监测设备和面式成像泄漏监测设备三类，三类检测设备的数据由三种不同的检测方式得到，其代表的浓度信息包含不同特征的浓度信息与空间分布，当这些监测设备在同一片区域内进行部署应用时，各自的监测数据无法进行有效的融合，无法全面描述整个区域内浓度分布特征。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是为了克服现有技术中所存在的以上技术缺陷，提供一种气体泄漏监测方法，以更加准确全面的发现定位泄漏源，降低泄漏危害。

2、为了实现以上目的，本发明实施例第一方面提供一种基于点线面结合气体泄漏监测方法，所述方法包括：

3、步骤1，对现场泄漏监测场景实际空间建立平面坐标系xoy，并在该平面坐标系xoy中对现场泄漏监测场景进行网格划分，所述现场泄漏监测场景实际空间中布置有点式泄漏监测设备、线式泄漏监测设备和面式成像泄漏监测设备；

4、步骤2，将点式泄漏监测设备的气体浓度监测数据ci1以及面式成像泄漏监测设备的气体浓度预估数据ci2分别映射给平面坐标系xoy中对应位置的单位网格；

5、步骤3，以映射后的单位网格中的浓度值为输入数据，通过平面二维插值算法，在其他单位网格中填充浓度值，得到浓度分布热力图；

6、步骤4，将线式泄漏监测设备的实测数据ci3映射到平面坐标系xoy中，根据线式泄漏监测设备的实测数据对浓度分布热力图进行修正，得到修正后的浓度分布热力图；

7、步骤5，当点式泄漏监测设备的气体浓度监测数据不为零时，根据修正后的浓度分布热力图，结合气象条件和浓度反演算法，预估计算泄漏源的位置。

8、优选地，所述步骤4包括：

9、步骤41，根据修正前的浓度分布热力图，查找通过平面二维插值算法计算得出的线式泄漏监测设备对应的q个单位网格的浓度值ci3，其中i＝1,2,3…q；

10、步骤42，计算所述q个单位网格的平均线积分浓度c`3，其中i＝1,2,3…q；其中，r3为线式泄漏监测设备的监测光程圆柱体的半径，d为单位网格的长度；

11、步骤43，将c`3与线式泄漏监测设备的实测数据c3进行对比，设置偏差阈值δ，如果偏差则将所述步骤3中得到的浓度分布热力图作为修正后的浓度分布热力图进行输出，如果偏差则进入步骤44进行修正；

12、步骤44，对线式泄漏监测设备对应的q个单位网格的浓度值进行整体偏移修正，修正后q个单位网格的浓度值其中i＝1,2,3…q；

13、步骤45，以修正后的q个单位网格的浓度值ci`3、点式泄漏监测设备在平面坐标系xoy中的映射值ci1以及面式成像泄漏监测设备在平面坐标系xoy中的映射值ci2为输入数据，再次使用平面二维插值算法，计算得到并输出修正后的浓度分布热力图。

14、优选地，所述偏差阈值δ为20％；当同一单位网格中同时存在ci1和ci2时，以ci1和ci2中的较大值作为该单位网格的有效浓度值，当同一单位网格中同时存在ci`3、ci1和ci2时，以三者中的最大值作为该单位网格的有效浓度值。

15、优选地，当线式泄漏监测设备的监测光程圆柱体在平面坐标系xoy中的投影面积占某一单位网格的面积超过该单位网格面积的1/3时，将线式泄漏监测设备的气体浓度监测数据映射给该单位网格；当面式成像泄漏监测设备监测到的气体云团的面积占某一单位网格的面积超过该单位网格面积的1/3时，将面式成像泄漏监测设备的气体浓度预估数据映射给该单位网格。

16、优选地，所述根据修正后的浓度分布热力图，结合气象条件和浓度反演算法，预估计算泄漏源的位置包括：

17、步骤51，选取修正后的浓度分布热力图中的第k个单位网格作为初始泄漏源，其中，0<k<k，k为修正后的浓度分布热力图中的单位网格的总数量，预设该初始泄漏源的泄漏强度为q，其中q为正数，q的单位是kg/s；

18、步骤52，以初始泄漏源的坐标点(xk,yk)为原点，以实测风向为x`轴正向，以垂直于x`轴且向上的方向为y`轴正向，建立高斯计算平面坐标系x`o`y`，其中，高斯计算平面坐标系x`o`y`所在的平面与所述平面坐标系xoy所在的平面平行，所述平面坐标系xoy的x轴与高斯计算平面坐标系x`o`y`的x`轴相差角度为θ，两个坐标系的单位网格尺寸相同；

19、步骤53，根据实测风速u和现场气象条件查表得到大气稳定度等级，根据大气稳定度等级查表得到高斯扩散系数σy、σz，其中，σy和σz是与横坐标值x有关的函数；带入公式(1)计算得到高斯计算平面坐标系x`o`y`中各单位网格的气体泄漏浓度ci`cal，i＝1,2,3....p，其中p为高斯计算平面坐标系x`o`y`中的单位网格的数量，p大于等于修正后的浓度分布热力图的单位网格数k，且高斯计算平面坐标系x`o`y`中的p个单位网格包含修正后的浓度分布热力图中的k个单位网格，公式(1)中，y为高斯计算平面坐标系x`o`y`的纵坐标值，高斯计算平面坐标系x`o`y`的横坐标值x包含在高斯扩散系数σy、σz中；

20、

21、步骤54，将高斯计算平面坐标系x`o`y`中的p个网格的坐标转换至平面坐标系xoy中，并与平面坐标系xoy中修正后的浓度分布热力图中坐标相同的单位网格的浓度做差后取平方，得到其中，cic为修正后的浓度分布热力图中的第i个单位网格的气体浓度值，其中i＝1,2,3....k；

22、步骤55，以f(x,y)最小值为目标，使用优化搜索算法对x,y,q进行选值计算，取f(x,y)为最小值时的(x,y)作为泄漏源的预估计算坐标。

23、优选地，所述方法还包括：

24、当点式泄漏监测设备的监测数值为零，且面式成像泄漏监测设备监测到泄漏气体成像时，以面式成像监测设备映射的成像网格范围的几何中心所对应的实际空间位置，作为泄漏源预估定位结果。

25、优选地，所述方法还包括：

26、当点式泄漏监测设备的监测数值为零，面式成像泄漏监测设备没有监测到气体泄漏，且线式泄漏监测设备的监测数值不为零时，使用线式气体监测设备映射的成像网格范围的几何中心所对应的实际空间位置，作为泄漏源预估定位结果。

27、优选地，所述点式泄漏监测设备为扩散式或泵吸式气体监测设备；所述线式泄漏监测设备为主动式或被动式开放光程光学气体泄漏监测设备；所述面式成像泄漏监测设备为视频成像类气体泄漏监测设备。

28、基于本发明实施例第一方面提供的气体泄漏监测方法，本发明实施例第二方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据本发明实施例第一方面所述的气体泄漏监测方法。

29、基于本发明实施例第一方面提供的气体泄漏监测方法，本发明实施例第三方面提供一种处理器，用于运行程序，其中，所述程序被运行时用于执行：如本发明实施例第一方面所述的气体泄漏监测方法。

30、与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：

31、本发明实施例同时考虑点式泄漏监测设备、面式成像泄漏监测设备、线式泄漏监测设备，将以往独立的三类设备的监测结果进行融合，根据线式泄漏监测设备的实测数据对基于点式泄漏监测设备和面式成像泄漏监测设备的气体浓度分布热力图进行修正，实现了对现场目标区域浓度分布状态的综合分析，得到更加准确全面的实时浓度分布热力图，基于浓度分布热力图能够实现更加准确的泄漏源预估定位，提升泄漏监测与溯源的智能化程度，及时发现定位泄漏事故事件，降低泄漏危害。

32、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。