一种户内燃气管道泄漏隐患监控系统、方法及存储介质与流程

本发明涉及燃气安全监测，具体涉及一种户内燃气管道泄漏隐患监控系统、方法及存储介质。

背景技术：

1、燃气是城镇生活重要的基础设施之一，随着城市燃气快速发展，城镇燃气居民用户、非居用户数不断增多，伴随而来的燃气安全形势也愈发严峻。由于燃气具有易燃、易爆等特点，一旦燃气供用气设施发生泄漏，极易发生火灾、爆炸及中毒等严重事故。户内燃气安全事故预防及隐患治理是燃气行业的重要课题，是城市公共安全的重要管控内容。“入户难、隐患多”成为户内燃气安全管理的共同难点，人为因素、燃气设施、燃气器具的隐患导致燃气安全事故的主要原因。目前，各省市燃气管理条例规定的对燃气用户的每一年一次或两年一次的安全检查，导致对隐患的发现存在间断性、有限性、偶然性。全年365天不能每天实时有效监测控制用户的燃气安全隐患；不能有效监管用户的安全隐患整改情况。因此亟需研究能全面监测用户管道系统燃气微小泄漏、也能全面监测控制管道系统燃气压力异常的户内燃气管道隐患监控的技术。

2、如公告号为cn216813796u的实用新型专利，燃气泄漏监测系统，其公开了包括信号采集系统、控制系统以及物联网传输系统；信号采集系统包括安装在外界环境的大气压检测器以及燃气浓度检测器，还包括用于检测燃气管道的压力检测器以及用于检测设备运行的设备状态检测器；控制系统接收信号采集系统采集的数据，籍以生成并发送控制指令，物联网传输系统与控制系统相连，籍以与远程的后台监控系统实现数据传输。其技术方案通过检测燃气管内压力，大气压以及外界环境的燃气浓度来对燃气管道安装环境进行实时地监控，并结合这三项数据的分析，匹配到控制系统，由控制系统全天候进行实时监控，并且通过数据传输至远程监控系统进行智能监控。但其技术方案仍然不能解决目前户内燃气管道安全风险缺乏有效监控的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题：目前户内燃气管道安全风险缺乏有效监控的技术问题。提出了一种户内燃气管道泄漏隐患监控系统、方法及存储介质，能够实现室内燃气管道的安全监控。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种户内燃气管道泄漏隐患监控系统，包括至少一个探测报警器、智能联动测控阀和云平台，所述探测报警器包括可燃气体探测模块、提示模块及第一通信模块，所述智能联动测控阀包括压力感应模块、温度感应模块、气源启闭模块、显示模块、第二通信模块及主控模块，所述探测报警器安装在户内。

3、所述可燃气体探测模块检测空气中的可燃气体浓度值，所述第一通信模块与第二通信模块建立通信连接并将所述可燃气体探测模块检测到的可燃气体浓度值发送给所述第二通信模块，所述提示模块与所述可燃气体探测模块联动，

4、所述压力感应模块检测户内燃气管道内的气压，所述温度感应模块检测户内燃气管道内的气温，所述气源启闭模块执行气源启闭；所述压力感应模块、气源启闭模块及第二通信模块均与所述主控模块连接；智能联动测控阀连接在入户燃气管道与用气设备之间；所述主控模块在气压超设定值区间，控制所述气源启闭模块关闭并控制所述显示模块报警；所述主控模块在所述探测报警器检测到的可燃气体浓度值超过预设值时，控制所述气源启闭模块关闭并控制所述提示模块发出报警；所述主控模块在气压超过设定值区间或可燃气体浓度值超过预设值时立即或者周期性将所述压力感应模块检测值、所述温度感应模块检测值、所述设备工作数据、所述气源启闭模块状态及所述探测报警器状态打包成检测数据，所述第二通信模块与所述云平台建立通信连接，所述云平台接收所述检测数据，所述云平台运行有泄漏评估模型，所述泄漏评估模型周期性根据所述检测数据，评估户内管道泄漏风险，当所述户内管道泄漏风险超过预设值时，所述云平台控制所述显示模块发出报警提示，并控制所述智能联动测控阀切断气源。

5、作为优选，所述泄漏评估模型包括概略评估模型和精确评估模型，所述云平台以预设周期运行所述概略评估模型及所述精确评估模型，

6、所述概略评估模型读取同地区用户的周期用气量的增量幅度，计算同地区用户的所述增量幅度的平均增量，若存在用户的周期用气量的增量幅度超过所述平均增量，则所述泄漏评估模型判定对应用户的户内燃气管道存在泄漏风险；

7、所述精确评估模型根据所述设备工作数据获得用气设备的标准计量用气体积v，将所述标准计量用气体积v与燃气表用气量vm对比，若差异超过预设阈值，则所述精确评估模型判定对应用户的户内燃气管道存在泄漏风险；

8、若所述泄漏评估模型或所述精确评估模型判定用户的户内燃气管道存在泄露风险，则所述云平台控制所述提示模块发出报警提示。

9、作为优选，所述概略评估模型评估户内管道泄露风险时，执行以下步骤：

10、将一年划分为若干个周期，读取周期内每个用户的燃气表用气量vm；

11、计算每个用户的周期总用气量，计算与上一周期相比的增量幅度；

12、按地区将用户进行划分为一组，计算组内的全部用户的增量幅度的均值，记为第一均值；

13、计算每个用户的增量幅度与第一均值的差值，若所述差值超过预设值，则判定用户的户内燃气管道存在泄漏风险。

14、作为优选，所述概略评估模型评估户内管道泄漏风险时，还执行以下步骤：

15、按地区将用户进行划分为一组后，进一步将用户按照用气规律划分为子组，子组内的用户的用气规律相近；

16、计算子组内的全部用户的增量幅度的均值，记为参照均值；

17、若用户的增量幅度与参照均值的差值超过预设值，则判定用户的户内燃气管道存在泄漏风险。

18、作为优选，将用户按照用气规律划分为子组的方法包括：

19、根据用户对应的所述检测数据中的气压、气温、用气设备的启动时间、关闭时间和档位时序，按照预设时间步长计算用户的用气流量，获得用气流量时序曲线；

20、将用户的所述用气流量时序曲线划分为预设的特征片段，获得特征片段序列，所述预设特征片段包括短平稳特征片段、中平稳特征片段、长平稳特征片段和倾斜特征片段，所述短平稳特征片段指用气流量变化不超过预设范围且维持时间处于预设第一时间区间的用气流量时序曲线片段，所述中平稳特征片段指用气流量变化不超过预设范围且维持时间处于预设第二时间区间的用气流量时序曲线片段，所述长平稳特征片段指用气流量变化不超过预设范围且维持时间处于预设第三时间区间的用气流量时序曲线片段，所述倾斜特征片段指用气流量时序曲线的斜率超过预设值的用气流量时序曲线片段；

21、使用聚类算法将特征片段序列进行聚类，获得若干个聚类组，若聚类组中的所述聚类组作为子组。

22、作为优选，所述精确评估模型评估户内管道泄漏风险时，执行以下步骤：

23、根据所述压力感应模块检测的气压和所述温度感应模块检测的气温，将气温气压并关联持续时间作为组合数据，获得序列(ti,pi,ti0,ti1)，其中i∈i，i为序列中组合数据的数量，ti0至ti1表示气温维持ti且气压维持pi的起止时刻；

24、根据周期内用气设备的启动时间、关闭时间和档位时序获得周期内的气流量vi；

25、计算调整系数ki＝(t0*pi)/(ti*p0)，其中t0为计量标准温度，p0为计量标准压力，计算标准计量用气体积v＝∑(ki*vi)；

26、计算标准计量用气体积v与燃气表用气量vm的差异β＝|v-vm|/vm，差异β作为户内管道泄露风险，若差异β超过预设阈值，则所述云平台控制所述提示模块发出报警提示。

27、作为优选，所述云平台获得序列(ti,pi,ti0,ti1)时，执行以下步骤：

28、设置气温取值区间[0,tmax]和气压取值区间[0,pmax]，分别按预先设定的气温步长和气压步长将气温取值区间[0,tmax]划分为气温归整集{0,tg1,tg2,…,tgn}，将气压取值区间[0,pmax]划分为气压归整集{0,pg1,pg2,…,pgm}；

29、将所述气温按照气温归整集中最接近的气温归整，将所述压力感应模块检测值按照气压归整集中最接近的气压归整；

30、按照时间轴顺序将归整后的所述气温和所述压力感应模块检测值排序；

31、获得每个气温及气压均保持不变的起止时刻ti0和ti1，即获得全部序列(ti,pi,ti0,ti1)。

32、一种户内燃气管道泄漏隐患监控方法，由如前述的一种户内燃气管道泄漏隐患监控系统执行，包括以下步骤：

33、所述云平台周期性接收并存储检测数据，所述检测数据包括户内燃气管道的气压、户内燃气管道的气温、用气设备的设备工作数据、所述气源启闭模块状态及所述探测报警器状态；

34、所述云平台读取对应用户的燃气表用气量vm，将燃气表用气量vm关联检测数据存储；

35、所述云平台存储有泄露评估模型，所述云平台周期性运行所述泄露评估模型，所述泄露评估模型根据所述检测数据及燃气表用气量vm，评估户内管道泄漏风险；

36、当所述户内管道泄漏风险超过预设阈值时，所述云平台控制所述提示模块发出报警提示。

37、作为优选，所述泄漏评估模型包括概略评估模型和精确评估模型，所述云平台以预设周期运行所述概略评估模型及所述精确评估模型，

38、所述概略评估模型读取同地区用户的周期用气量的增量幅度，计算同地区用户的所述增量幅度的平均增量，若存在用户的周期用气量的增量幅度超过所述平均增量，则所述泄漏评估模型判定对应用户的户内燃气管道存在泄漏风险；

39、所述精确评估模型根据所述设备工作数据获得用气设备的标准计量用气体积v，将所述标准计量用气体积v与燃气表用气量vm对比，若差异超过预设值，则所述精确评估模型判定对应用户的户内燃气管道存在泄漏风险；

40、若所述泄漏评估模型或所述精确评估模型判定用户的户内燃气管道存在泄漏风险，则所述云平台控制所述显示模块发出报警提示。

41、一种计算机系统，所述计算机系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如前述的一种户内燃气管道泄漏隐患监控方法。

42、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述的一种户内燃气管道泄漏隐患监控方法。

43、本发明的有益技术效果包括：实现对户内管道燃气泄漏、压力异常、环境燃气浓度实时在线监测及报警，并能够实现自动切断户内管道的燃气供应，有效提高了户内燃气管道系统使用的安全性、并有效防范和避免燃气管道系统燃气泄漏及燃气压力异常导致的燃气安全事故；通过云平台收集检测数据，形成数据记录，并通过泄漏评估模型远程评估户内的泄漏风险，进一步提高了户内燃气管道系统使用的安全保障；通过概略评估模型和精确评估模型分别实现快速的泄漏风险评估和准确的泄漏风险评估，兼顾尽早发现泄漏情况和提高泄漏识别的准确度。

44、本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。