本发明涉及一种卷烟厂动力管网故障预警方法。
背景技术：
卷烟厂中的动力管网包括供热管道和压缩气体管道，动力管网覆盖整个厂区，数量和布置范围较大，在使用过程中，动力管网出现“跑、冒、滴、漏”等异常情况时，无法提前预知和精确定位，不易及时发现，管道维修难度较大，很可能造成严重的不良后果，尤其是对于隐蔽区域和巡检困难区域，该问题特别突出。
因为动力管网出现“跑、冒、滴、漏”等异常情况时，出现“跑、冒、滴、漏”的位置周围温度会出现变化，所以现有技术中，通常在管道上加装分布式光纤温度传感器中的感温光缆，通过分布式光纤温度传感器可以检测出哪些管道出现异常情况，然后由与计算机连接的dts主机报告异常管道，但是dts主机只能报告哪些管道出现异常，而且一般是报告管道的编号，维修人员还需要专门去查找该编号对应的管道具体安装在哪个位置，确定管道位置和寻找管道均需要花费较长时间，这不仅增加了维修人员的工作难度，还有可能错过最佳维修时间而导致严重后果。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种卷烟厂动力管网故障预警方法，用于解决现有技术中定位动力管网中的异常管道难度大的问题。
为实现上述目的，本发明所提供的卷烟厂动力管网故障预警方法采用如下技术方案：
建立动力管网可视化平台，动力管网可视化平台包括动力管网三维模型和功能应用系统，动力管网三维模型根据卷烟厂动力管网中各管道的布置情况和各管道的参数并基于数字孪生技术建立，动力管网三维模型为功能应用系统提供数据支撑，功能应用系统包括动力管网查找功能模块、动力管网及人员状态监测功能模块、管道台账管理功能模块、管道运维档案管理功能模块、故障定位功能模块、移动应用功能模块、备品备件管理模块和开挖碰撞检测分析模块；功能应用系统接入终端；在动力管网中的管道上加装分布式光纤温度传感器；采用数据接口技术，完成分布式光纤温度传感器中dts主机与动力管网可视化平台之间的数据对接。
动力管网查找功能模块的作用为：该功能模块能够按照功能分批次显示各种管道的三维模型，并能够实现模型的缩放、平移、旋转、剖分和测量，运维管理人员可以按照位置、分类对管道像搜索地图一样进行搜索定位，通过该功能模块，运维管理人员能够全面、透视、精准的掌握卷烟厂动力管网的分布。
动力管网及人员状态监测功能模块的作用为：该功能模块可以根据管道异常级别、异常源、责任区、异常处理工作流配置、基础信息维护、异常管道可视化展示、数据采集系统、控制系统等，实现按安全等级色标、分责任区在动力管网三维模型上高亮闪烁异常管道和异常事件，显示异常管道的基础信息、状态信息、责任人、维修单位、厂商信息、备品备件信息等，使运维管理人员能够及时、准确、全面的掌控全局，并进行可视化辅助决策。
管道台账管理功能模块的作用为：在确定异常管道后，该功能模块能够查询与异常管道同批次的其他管道在卷烟厂内的安装位置，方便有计划的更新维护动力管网。
管道运维档案管理功能模块的作用为：功能应用系统通过属性信息维护（导入导出）、随机资料关联、基于动力管网三维模型查询属性信息和随机资料等功能，将动力管网三维模型与各类管道的基础参数信息、布置信息和运维信息统一管理，形成卷烟厂统一数据源的数字档案馆，并提供3d方式的查询检索数据功能。
故障定位功能模块的作用为：该功能模块结合动力管网查找功能模块、动力管网及人员状态监测功能模块、管道台账管理功能模块和管道运维档案管理功能模块，并与控制系统、分布式光纤温度传感器等集成，实现定位故障发生的对象，同时可视化显示异常管道的上下游管道的状况，并根据异常管道的特征检索预设的数字档案馆，辅助性的给出异常原因。
移动应用功能模块的作用为：该功能模块包括模型浏览、管道查找定位、信息推送、接受维修维护作业、反馈维修维护结果、调阅维修维护资料等功能，实现运维工程师可以在移动端浏览动力管网三维模型，搜索定位管道、选择管道并调出管道的全生命资料，同时功能应用系统推送维修维护信息到移动端驱动现场维修维护工作，并记录维修维护工作的结果。功能应用系统还支持巡检功能，实现推送巡检计划到工程师的移动设备，记录巡检的结果，传递巡检结果到服务器端。
备品备件管理模块的作用为：该功能模块包括备品配件分类管理、备品备件库存管理、出入库管理、供应商管理、成本管理等功能，依据损耗数据预测备品采购数量，实现精益备品配件管理。
开挖碰撞检测分析模块的作用为：功能应用系统通过管网碰撞分析、管网断面分析等功能，实现三维可视化的全面掌控地下管网情况，防止施工损伤地下管网。
本发明所提供的卷烟厂动力管网故障预警方法的有益效果是：使用该方法，在动力管网中的管道发生“跑、冒、滴、漏”等异常情况时，分布式光纤温度传感器能够检测到具体哪根管道发生泄漏，然后dts主机将异常管道的信息传输给动力管网可视化平台，动力管网可视化平台中的动力管网三维模型中对应异常管道的模型会出现高亮显示，操作人员可通过动力管网三维模型查看异常管道的位置和类型，然后可以很方面的找到异常管道，并对管道进行及时维修，这样不仅方便了定位异常管道，而且还缩短了管道泄漏的时间，进而降低了发生严重事故的几率。
进一步的，数据接口技术为opcua技术。opcua技术摆脱了对微软dcom技术的依赖，具备良好的设计架构。
进一步的，数据接口技术为定向开发的相适应接口技术协议。可以根据实际情况开发专用的接口技术协议，使得该方法的应用更加广泛。
进一步的，动力管网三维模型为在作为建设阶段指导基础建设的bim模型的基础上、根据实际生产商提供的管道参数二次优化后得到的模型。这样设置，降低了动力管网三维模型搭建的难度，节省了搭建动力管网三维模型的成本。
进一步的，对于涉及生产商核心技术无法提供的数据，采用三维逆向建模技术进行模型优化修复。
进一步的，终端为移动端和/或web和/或监控大屏。
进一步的，终端支撑vr、ar和mr扩展。
进一步的，功能应用系统还包括vr模拟培训模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明所提供的卷烟厂动力管网故障预警方法的实施例：
建立动力管网可视化平台，动力管网可视化平台包括动力管网三维模型和功能应用系统，动力管网三维模型在卷烟厂现有的bim模型基础上建立，现有的bim模型为建设阶段指导基础建设的三维模型，在现有的bim模型基础上，根据动力管网中各管道的基本参数和各管道的布置情况，并利用数字孪生技术完成动力管网三维模型的建立，动力管网三维模型相当于是对bim模型的二次优化，在二次优化过程中，若涉及生产商核心技术无法提供的管道信息，采用三维逆向建模技术进行模型优化修复。动力管网三维模型为功能应用系统提供数据支撑和智力支撑。
功能应用系统包括动力管网查找功能模块、动力管网及人员状态监测功能模块、管道台账管理功能模块、管道运维档案管理功能模块、故障定位功能模块、移动应用功能模块、备品备件管理模块、开挖碰撞检测分析模块和ar模拟培训模块。
动力管网查找功能模块的作用为：该功能模块能够按照功能分批次显示各种管道的三维模型，并能够实现模型的缩放、平移、旋转、剖分和测量，运维管理人员可以按照位置、分类对管道像搜索地图一样进行搜索定位，通过该功能模块，运维管理人员能够全面、透视、精准的掌握卷烟厂动力管网的分布。
动力管网及人员状态监测功能模块的作用为：该功能模块可以根据管道异常级别、异常源、责任区、异常处理工作流配置、基础信息维护、异常管道可视化展示、数据采集系统、控制系统等，实现按安全等级色标、分责任区在动力管网三维模型上高亮闪烁异常管道和异常事件，显示异常管道的基础信息、状态信息、责任人、维修单位、厂商信息、备品备件信息等，使运维管理人员能够及时、准确、全面的掌控全局，并进行可视化辅助决策。
管道台账管理功能模块的作用为：在确定异常管道后，该功能模块能够查询与异常管道同批次的其他管道在卷烟厂内的安装位置，方便有计划的更新维护动力管网。
管道运维档案管理功能模块的作用为：功能应用系统通过属性信息维护（导入导出）、随机资料关联、基于动力管网三维模型查询属性信息和随机资料等功能，将动力管网三维模型与各类管道的基础参数信息、布置信息和运维信息统一管理，形成卷烟厂统一数据源的数字档案馆，并提供3d方式的查询检索数据功能。
故障定位功能模块的作用为：该功能模块结合动力管网查找功能模块、动力管网及人员状态监测功能模块、管道台账管理功能模块和管道运维档案管理功能模块，并与控制系统、分布式光纤温度传感器等集成，实现定位故障发生的对象，同时可视化显示异常管道的上下游管道的状况，并根据异常管道的特征检索预设的数字档案馆，辅助性的给出异常原因。
移动应用功能模块的作用为：该功能模块包括模型浏览、管道查找定位、信息推送、接受维修维护作业、反馈维修维护结果、调阅维修维护资料等功能，实现运维工程师可以在移动端浏览动力管网三维模型，搜索定位管道、选择管道并调出管道的全生命资料，同时功能应用系统推送维修维护信息到移动端驱动现场维修维护工作，并记录维修维护工作的结果。功能应用系统还支持巡检功能，实现推送巡检计划到工程师的移动设备，记录巡检的结果，传递巡检结果到服务器端。
备品备件管理模块的作用为：该功能模块包括备品配件分类管理、备品备件库存管理、出入库管理、供应商管理、成本管理等功能，依据损耗数据预测备品采购数量，实现精益备品配件管理。
开挖碰撞检测分析模块的作用为：功能应用系统通过管网碰撞分析、管网断面分析等功能，实现三维可视化的全面掌控地下管网情况，防止施工损伤地下管网。
vr模拟培训模块的作用为：该模块能够实现直观、真实、有体系的对关键管道的维护维修过程，以及安全事件处理过程进行交互性培训。
功能应用系统中接入终端，终端包括移动端、web和监控大屏，移动端可以用于关键指标推送、任务派发、任务反馈、绩效查询和巡检功能，web和监控大屏用于全景式三维数据可视化展示、管道情况监控可视化等；动力管网可视化平台的三维可视化引擎能够支持g量级的动力管网三维模型在web端无插件的流畅浏览和数据查看，能够支撑100m量级的动力网管三维模型在移动端上流畅浏览。对应需要沉浸式交互的需求，该动力管网可视化平台接入vr、ar和mr终端设备。
动力管网可视化平台在开发和实施时采用微服务、微架构的思想和技术，该动力管网可视化平台具备横向扩展、易重构的先进特性。
针对动力管网中各管道的“跑、冒、滴、漏”等异常情况，在各管道中加装分布式光纤温度传感器，分布式光纤温度传感器的感温光缆沿管道分布用于检测管道是否有“跑、冒、滴、漏”的情况，下面针对供热管道和压缩气体管道做出具体说明。
供热管道：供热管道传输过程中，管道内流体温度将会与周围环境的温度有明显的差异，当管道发生泄漏时，周围环境的温度就会上升，分布式光纤温度传感器中的dts主机根据管道沿线温度的变化，就可以定位管道发生泄漏点的位置。
压缩气体管道：压缩气体管道中的气体一般温度较低，当管道发生泄漏时，周围环境的温度就会下降，分布式光纤温度传感器中的dts主机根据管道沿线温度的变化，就可以定位管道发生泄漏点的位置。
本实施例中，采用opcua这一数据接口技术完成dts主机与动力管网可视化平台之间的数据对接，dts主机将动力管网中各管道的状态传递至动力管网可视化平台，将分布式光纤温度传感器检测到的动态数据加载入动力管网可视化平台中对应的静态数据中。
该卷烟厂动力管网故障预警方法在使用时，当动力管网中有管道出现“跑、冒、滴、漏”等异常情况时，分布式光纤温度传感器中的感温光缆能够检测到温度变化并将相关信息发送到dts主机，dts主机能够判断是哪根管道出现异常，并将数据加载到动力管网可视化平台中，进而使得动力管网可视化平台中的动力管网三维模型中对应位置的管道能够出现高亮闪烁提醒，同时动力管网可视化平台中的动力管网及人员状态监测功能模块会提醒运维管理人员有管道出现异常，然后运维管理人员可以根据实际情况派发任务到对应的维修人员，维修人员可以通过查看动力管网三维模型确认具体发生异常的管道的位置并及时赶去维修，同时维修人员还可以根据发生异常的管道确认同批次的其他管道，然后对同批次的管道进行维护和检修，以防止发生泄漏。
上述实施例中，动力管网三维模型是在现有的bim模型的基础上进行二次优化得到。在其他实施例中，也可以通过三维软件专门建立新的模型，同样可以使用。
上述实施例中，采用数据接口技术-opcua技术完成dts主机与动力管网可视化平台之间的数据对接。在其他实施例中，也可以采用其他数据接口技术完成dts主机与动力管网可视化平台之间的数据对接，如websever技术，或者定向开发相适应的协议，同样可以使用。
上述实施例中，动力管网可视化平台能够接入vr、ar和mr终端设备。在其他实施例中，动力管网可视化平台也可以不接入vr、ar和mr终端设备，同样可以使用。
以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的权利要求保护范围之内。