用于监控、管理和检测流体输送管道网络的结构完整性、定位泄漏点及评估故障程度的系...的制作方法_2

文档序号:9204106阅读:来源:国知局
,以持续地控制结构/管道2,还能够设置一种新颖的连续且稳定地控制固定结构的方法,并且在特定管道的情况下能够对其进行全天候的监测。
[0032]通过上述经验学习的解释,可以设置和确定任何可能的背离停止状态的偏差和/或任何超出个别段管路或整个管道所设置的极限阈值,从而能够突显改变/故障/泄漏3。
[0033]该系统设计为提供上述换能器的动态显示或功能性面板,藉此,可以监测应用于管道2的各个设备的整体操作和点对点操作,检测换能器感知的故障/泄漏及其地理定位,从而成为控制应用于管道的传感器系统及其所检测事件的并联系统,能够定义若干个严重性程度及若干个干预措施,以确保组成系统的各分布式设备的正常运行。
[0034]这种创新性思路设想创建的实时系统能够:
[0035]?二十四小时监测整个网络;
[0036]?检测失效或故障起始点的地理定位;
[0037]?确定结构完整性在哪些方面遭到危害,且故障背后的原因;以及
[0038]?计算可能的泄漏3的程度。
[0039]因此,根据本发明的系统是基于对运行情况模型的实时分析而得到,该模型是从关于所监控的整个管道2的采集数据以及所获得的基本知识推导得到,该采集是通过安装在管道2本身的状态换能器的网络实现。
[0040]此外,系统将一直被适时地引用的数据集看作物影照片;系统执行对比分析,目的在于遮挡背景噪声或者复现噪声,这些噪声的起因可以是自然现象例如风、鸟、动物碰撞、牛群羊群从地面经过、下雨等等,或者是人类日常活动,或者是推力系统例如泵和电磁阀的运行及维修工作。
[0041]由于本发明,通过分析所采用的模型,以及通过多维状态检测器的网络,系统因而可以确定何时所设置的限制何时被超越或者根据预设规则确定何时出现可能被认为是危险的情况,并在检测到未被确定的异常情况下产生预报警;当肯定地确定是异常的情况时,系统将产生即时报警。
[0042]有利的是,装置4能够:
[0043]-动态且实时地显示有关沿管道2发生的整个情况,并指出所要描述的信息的状态或状况正在由谁产生、产生于何处以及产生的内容;
[0044]-通过所提供的通信装置,立即通知所设想的整个组织结构链;以及
[0045]-立即获得位置数据,以找出具体的穿孔现象的位置和/或正发生泄漏3的位置。
[0046]通过控制中心可以实现监督、管理和控制,为了安全起见,可以按照大面积中心、中型面积中心和局部中心等方面来重复控制中心。
[0047]在紧急情况下,每个结构,不论其地理位置,都可以取得控制权并接管任何级别的分级控制。
[0048]最后,由于系统是基于实时地从所应用的若干个换能器采集信息,因此可以获得强有力的监控工具,能够提供关于整个管道2的完整性状态的指示,以及能够检测结构的任何改变。
[0049]有利地,根据本发明,系统提供了一种有效的解决方案,用以防止泄漏和/或用以防止为了从中抽出输送的产品而对管道进行的任何故意打孔。
[0050]所描述的系统事实上能够自动确定因打孔破坏造成的泄漏3,定位正发生该破坏的位置,并立即通知工作人员,并按地理相关的方式显示该破坏的确切位置。
[0051]更详细地,该用于检测泄漏和防止管道穿孔的系统展现为两个子系统:
[0052]-监督和管理,能够通过动态图像表现来监测所管控的整个管道2;
[0053]-检测破坏(第三方入侵)或者检测可能无意中造成管道2故障或毁坏的非法挖掘,这个子系统管理安装在现场的整套换能器,并将信息提供给监督和管理子系统。
[0054]为了实现对管道2的综合监测,系统以综合遥测系统为基础,采集和分析不同来源的信息、振动、图像、电磁场变化、扰动、环境感知、微波、超声波等等,使用运行情况模型来解释和检测所获得的实际影像,从而检测任何异常运行情况,确定出异常运行情况,并在必要时候进行干预以修复任何可能的损坏。
[0055]优选地,系统架构基于蜂窝结构,其中,每个装置I构成一个能够向最近的装置建立多路通信的单元。以此方式,通信网络由装置I本身构成,不需要其它网络结构。
[0056]根据本发明并参照附图,装置I以状态检测装置的形式分布地设在现场,并相对于管道固定,藉此,利用多维换能器,装置4可以感知环境的变化。然后,提供协调和处理模块以便于中央装置对数据的接收,以及根据所安装的新多维状态检测装置的环境,提供能够多元化管理能源的自主供应模块。
[0057]有利的是,所使用的通信模块能够通过无线网络和有线网络,无论是铜线或光纤,并通过使用管道本身作为通信介质,来进行通信。
[0058]所有运动的事物都可以改变周围环境。在自然界,当动物察觉到归为正常情况的原状和已出现的改变之间的不同时,它们将注意到危险的存在;在吵闹的丛林中,突然安静是明显的警告信号,同样地,不同于正常情况的噪声将肯定被认为是表示可能有危险的信号。
[0059]上述系统恰恰基于这样的性能,即倾听和感知环境,通过关于各种具体环境的运行情况的分析,根据之前引入的信息以及所获的的经验,能够采集异常情况,并确定出其起源和原因。
[0060]由于系统具有基本的参考模型,基于其最初打开,也能够确定出可能的故障;这意味着可能以图形方式表现出管道2的地图并指出所发现的故障。
[0061]通过最新一代的状态检测器可以实现关于环境的信息检测,为了能够分析基于来自管道2的信息构建的复杂传感器图像,可以适当设计该状态检测器。
[0062]系统的“感官能力”显然足以胜任它们工作的环境和场地:像生活在深海的鱼儿,或者像生活在地下的鼹鼠。系统能够通过换能器倾听管道2的关键性信号。通过提供能够同时检测若干维度和物理量的多维状态检测装置,换能器能够检测不同的量。
[0063]图3a_3d示例性示出了所监测的结构受到碰撞后,根据系统的检测装置检测到的随时间变化的侧倾角(rpyroll)、俯仰角(rpypitch)、横摆角(rpyyaw)及位移值(qq2),而图4示出了在所监测的结构受到影响后,通过系统的相应检测装置的每个传感器在多个位置检测到的角度(rpyroll, rpypitch, rpyyaw)和三维向量位移(qq0_qq3)随时间变化的值的表格,该多个位置采用顺序索引(ID)依次记录在数据库内。
[0064]图中出现的曲线突显了合并从传感器的基本测量导出的各种操作的影响。曲线图的水平轴(X轴)始终表示时间轴;显示在另一个轴上的是聚合了基本传感器的功能的测量。纵轴上显示的是横摆角、俯仰角和侧倾角的程度以及四元数QQ0、QQ1、QQ2、QQ3的综合测量的数目,用于计算空间中点的位置以及由处理传感器测量的数据而得到的结果。
[0065]此外,根据特定的程序设计或者如果中央装置4需要,装置I能够产生从纳米到米范围的电磁频率(频率、微波、振动、超声波)。
[0066]由于上述特征,通过所述装置1,可以获得管道系统的运行情况分析所需要的所有数据,而且,使用已知的资源,例如加入预定
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