本发明涉及天然气泄漏检测领域，特别涉及用于天然气泄漏量化检测的方法及车载系统。
背景技术：
1、作为天然气主要成分的甲烷是一种强效温室气体，对全球气候变化和人居环境的影响不容小觑。天然气是一种易燃的混合物，主要成分是甲烷气体。天然气发生泄漏可能会引起爆炸，造成重大财产损失的同时也造成资源浪费。因此，进行天然气的泄漏检测及泄漏点定位有着重大意义。
2、目前，现有的天然气泄漏检测方法通常使用“嗅探器”技术和探头进行检测，需要密切接触被检区域，检测人员暴露在肉眼看不到的、有潜在爆炸风险的环境当中，安全性低。同时，在发现存在天然气泄漏的区域，现有的检漏和排查手段很难进行天然气泄漏的准确定位，并对天然气泄漏进行量化，是行业中普遍存在的痛点。
3、因此，需要提供用于天然气泄漏量化检测的方法及车载系统，用于实现天然气泄漏的准确定位及量化。
技术实现思路
1、本发明提供用于天然气泄漏量化检测的车载系统，包括车体、设置在所述车体上的温室气体分析模块、气象信息获取模块、定位模块以及泄漏分析模块，其中，所述车体用于沿着预设检测路径行驶，所述温室气体分析模块用于在所述车体沿着预设检测路径行驶过程中分析空气的气体成分信息，所述温室气体分析模块至少包括中红外甲烷分析仪、中红外乙烷分析仪及中红外二氧化碳分析仪，所述气象信息获取模块用于在所述车体沿着预设检测路径行驶过程中获取实时气象数据，所述气象信息获取模块至少包括风速传感器、风向传感器、温湿度传感器及压力传感器，所述定位模块使用北斗定位系统，所述泄漏分析模块用于基于多个连续时间点的空气的气体成分信息，判断是否存在甲烷排放源，判定存在甲烷排放源后，基于多个连续时间点的空气的气体成分信息，确定甲烷排放源的类别，根据所述甲烷排放源的类别判断是否存在天然气排放源，判定存在天然气排放源后，基于多个连续时间点的实时气象数据和空气的气体成分信息，确定天然气泄漏位置及天然气泄漏质量流量。
2、进一步地，所述空气的气体成分信息包括甲烷浓度信息；所述泄漏分析模块基于多个连续时间点的空气的气体成分，判断是否存在甲烷排放源，包括：基于多个连续历史时间点的甲烷浓度信息，确定当前时间点的背景甲烷浓度；计算当前时间点的甲烷浓度信息和背景甲烷浓度的甲烷浓度差值；当甲烷浓度差值大于甲烷浓度差值阈值时，判定存在甲烷排放源。
3、进一步地，所述空气的气体成分信息还包括乙烷浓度信息；所述泄漏分析模块基于多个连续时间点的空气的气体成分，确定甲烷排放源的类别，包括：基于当前时间点的甲烷浓度信息和背景甲烷浓度的甲烷浓度差值以及多个连续历史时间点的乙烷浓度信息，确定甲烷排放源的类别。
4、进一步地，所述泄漏分析模块基于当前时间点的甲烷浓度信息和背景甲烷浓度的甲烷浓度差值以及多个连续历史时间点的乙烷浓度信息，确定甲烷排放源的类别，包括：基于多个连续时间点的甲烷浓度信息和乙烷浓度信息，计算甲乙烷浓度变化相关系数；计算当前时间点的乙烷浓度信息和背景乙烷浓度的乙烷浓度差值；基于所述甲烷浓度差值和所述乙烷浓度差值，计算甲乙烷浓度增量比值；基于所述甲乙烷浓度变化相关系数和所述甲乙烷浓度增量比值，确定所述甲烷排放源的类别。
5、进一步地，基于以下公式计算甲乙烷浓度变化相关系数：其中，为甲乙烷浓度变化相关系数，为第i个时间点的甲烷浓度，为n个连续时间点的甲烷浓度的均值，为第i个时间点的乙烷浓度，为n个连续时间点的乙烷浓度的均值。
6、进一步地，基于以下公式计算甲乙烷浓度增量比值：其中，η为甲乙烷浓度增量比值，为当前时间点的乙烷浓度信息和背景乙烷浓度的乙烷浓度差值，为当前时间点的甲烷浓度信息和背景甲烷浓度的甲烷浓度差值，为当前时间点的乙烷浓度信息，为背景乙烷浓度，为当前时间点的甲烷浓度信息，为背景甲烷浓度。
7、进一步地，所述空气的气体成分信息还包括二氧化碳浓度信息；所述泄漏分析模块基于所述甲乙烷浓度变化相关系数和所述甲乙烷浓度增量比值，确定所述甲烷排放源的类别，包括：基于多个连续时间点的甲烷浓度信息和二氧化碳浓度信息，计算二氧化碳甲烷浓度变化相关系数；基于所述甲乙烷浓度变化相关系数、所述甲乙烷浓度增量比值和所述二氧化碳甲烷浓度变化相关系数，确定所述甲烷排放源的类别。
8、进一步地，基于以下公式计算二氧化碳甲烷浓度变化相关系数：其中，为二氧化碳甲烷浓度变化相关系数，为第i个时间点的甲烷浓度，为n个连续时间点的甲烷浓度的均值，为第i个时间点的二氧化碳浓度，为n个连续时间点的二氧化碳浓度的均值。
9、进一步地，所述泄漏分析模块基于所述甲乙烷浓度变化相关系数、所述甲乙烷浓度增量比值和所述二氧化碳甲烷浓度变化相关系数，确定所述甲烷排放源的类别，包括：当所述甲乙烷浓度变化相关系数大于甲乙烷浓度变化相关系数阈值、甲乙烷浓度增量比值与预设甲乙烷浓度增量比值的差值小于差值阈值且当二氧化碳甲烷浓度变化相关系数大于二氧化碳甲烷浓度变化相关系数阈值，判定所述甲烷排放源的类别为天然气排放源。
10、本发明提供用于天然气泄漏量化检测的方法，包括：控制车体沿着预设检测路径行驶；在所述车体沿着预设检测路径行驶过程中分析空气的气体成分信息；在所述车体沿着预设检测路径行驶过程中获取实时气象数据；基于多个连续时间点的空气的气体成分信息，判断是否存在甲烷排放源；判定存在甲烷排放源后，基于多个连续时间点的空气的气体成分信息，确定甲烷排放源的类别；根据所述甲烷排放源的类别判断是否存在天然气排放源；判定存在天然气排放源后，基于多个连续时间点的实时气象数据和空气的气体成分信息，确定天然气泄漏位置及天然气泄漏质量流量。
11、相比于现有技术，本发明提供的用于天然气泄漏量化检测的方法及车载系统，至少具备以下有益效果：
12、能够实时分析沿途的空气成分，并结合实时气象数据，迅速识别并定位天然气泄漏源。这大大提升了泄漏检测的效率和准确性，有助于及时采取措施防止进一步的能源浪费和环境污染。通过多个连续时间点的数据收集与分析，系统能够精确计算出天然气泄漏的质量流量，为后续的修复工作提供了具体的数据支持。这有助于评估泄漏的严重程度，制定合理的修复方案，并估算修复成本。泄漏分析模块能够区分不同类型的甲烷排放源，从而更准确地判断是否为天然气泄漏。这种智能分类功能减少了误报的可能性，提高了整体可靠性，大幅提升检测效率和精度，降低了人工巡检所需要的人力物力，且能基于检测数据准确量化泄漏点甲烷泄漏量，进一步发掘检测系统使用价值。有助于及时识别存在较高安全隐患的天然气泄漏点，进而及时修复，排除潜在风险，保障城镇天然气输配系统安全运营。
1.用于天然气泄漏量化检测的车载系统，其特征在于，包括车体、设置在所述车体上的温室气体分析模块、气象信息获取模块、定位模块以及泄漏分析模块，其中，所述车体用于沿着预设检测路径行驶，所述温室气体分析模块用于在所述车体沿着预设检测路径行驶过程中分析空气的气体成分信息，所述温室气体分析模块至少包括中红外甲烷分析仪、中红外乙烷分析仪及中红外二氧化碳分析仪，所述气象信息获取模块用于在所述车体沿着预设检测路径行驶过程中获取实时气象数据，所述气象信息获取模块至少包括风速传感器、风向传感器、温湿度传感器及压力传感器，所述定位模块使用北斗定位系统，所述泄漏分析模块用于基于多个连续时间点的空气的气体成分信息，判断是否存在甲烷排放源，判定存在甲烷排放源后，基于多个连续时间点的空气的气体成分信息，确定甲烷排放源的类别，根据所述甲烷排放源的类别判断是否存在天然气排放源，判定存在天然气排放源后，基于多个连续时间点的实时气象数据和空气的气体成分信息，确定天然气泄漏位置及天然气泄漏质量流量。
2.根据权利要求1所述的用于天然气泄漏量化检测的车载系统，其特征在于，所述空气的气体成分信息包括甲烷浓度信息；
3.根据权利要求2所述的用于天然气泄漏量化检测的车载系统，其特征在于，所述空气的气体成分信息还包括乙烷浓度信息；
4.根据权利要求3所述的用于天然气泄漏量化检测的车载系统，其特征在于，所述泄漏分析模块基于当前时间点的甲烷浓度信息和背景甲烷浓度的甲烷浓度差值以及多个连续历史时间点的乙烷浓度信息，确定甲烷排放源的类别，包括：
5.根据权利要求4所述的用于天然气泄漏量化检测的车载系统，其特征在于，基于以下公式计算甲乙烷浓度变化相关系数：
6.根据权利要求4所述的用于天然气泄漏量化检测的车载系统，其特征在于，基于以下公式计算甲乙烷浓度增量比值：
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的用于天然气泄漏量化检测的车载系统，其特征在于，所述空气的气体成分信息还包括二氧化碳浓度信息；
8.根据权利要求7所述的用于天然气泄漏量化检测的车载系统，其特征在于，基于以下公式计算二氧化碳甲烷浓度变化相关系数：
9.根据权利要求7所述的用于天然气泄漏量化检测的车载系统，其特征在于，所述泄漏分析模块基于所述甲乙烷浓度变化相关系数、所述甲乙烷浓度增量比值和所述二氧化碳甲烷浓度变化相关系数，确定所述甲烷排放源的类别，包括：
10.用于天然气泄漏量化检测的方法，其特征在于，包括：