燃气管道预防第三方破坏监控系统和监控方法与流程

本发明涉及一种燃气管道的安全监控系统，具体地说是一种燃气管道预防第三方破坏监控系统和监测方法。

背景技术：

随着城市燃气工程建设规模的日益扩大，燃气管道的安全防范工作越来越被提到议事日程上。由于城市建设步伐的加快，因道路施工或其他第三方建设施工而引起的燃气管道破坏泄漏事故时有发生，给人民的正常生活和生命财产都带来了极大的危险和不便。调查研究表明，在造成天然气管线事故的原因中，第三方破坏造成的事故约占55.4%。这不仅给天然气经营公司和社会民众带来了严重的负面影响，还给人民生命和财产造成很大损失。因此，第三方施工建设区域中的燃气管道的安全防护工作亟待加强。

目前，对于燃气管道的管理和防护主要是采取现场巡查的模式，但是，随着生产形势的变化，常规的现场巡查模式已越来越不能满足实际工作和安全防范的需要。这是由于常规的监控手段无法适应第三方施工的工期短、场所不固定的特点，其缺陷主要表现在：1、采用人工巡检，人工监督、人工判别的方式，人力投入大，而且靠人眼目视巡查，无法实现全天时无死角监控，不仅耗时耗力，工作效率低，并且，安监部门监管困难，容易存在瞒报漏报事件；2、没有与周界防护相联动，无法提前发现潜在危险，不能及时发出预警信息；3、无法动态、实时地监控，且施工现场的监控视频、告警、入侵等相关资料没有对应的平台来存储；4、没有长期大量的监测大数据作为支撑，无法做到趋势分析和预判；5、针对监控点、隐患点，没有统一的平台去发布隐患信息、位置信息，无法为应急抢险提供准确的数据支撑。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种燃气管道预防第三方破坏监控系统和监测方法，以建立一套针对燃气管道第三方破坏的监控体系，对燃气管道沿线第三方破坏进行全天时、移动式的实时动态智能监测。

本发明的目的是这样实现的：一种燃气管道预防第三方破坏监控系统，包括前方监控设备和后方监控平台。

所述前方监控设备包括：

基座，用于承载电源、数据采集传感器、监控主杆和通讯系统，以设置在作为被监控区域的第三方施工现场；

监控主杆，为伸缩杆体，设置在基座上，在杆体上分别设置有音响设备和云台，在云台上装有摄像头，所述摄像头用于跟踪拍摄第三方施工现场，所述音响设备用于发出干预操作的警示语音；

对射杆，有若干根，在杆体上设置有激光对射探测器，所述对射杆设置在被监控区域的周边，与监控主杆配合，对进入第三方施工现场的人或物进行监测；

数据采集传感器，设置在基座上，并与控制器电连接，用于采集包括温度、湿度和甲烷浓度在内的现场环境监控信息；

控制器，设置在基座上，并与摄像头、音响设备、数据采集传感器和通讯系统电连接，用于接收和执行后方监控平台发出的监控指令，控制摄像头的拍摄以及控制数据采集传感器对现场环境监控信息的采集，并将采集的现场环境监控信息通过通讯模块发送到后方监控平台，对现场的天然气泄露发出报警信号；

通讯系统，包括通讯模块和天线，用于与后方监控平台建立通讯联系，以接收后方监控平台发出的指令，并将摄像头所拍摄的现场视频信息和/或数据采集传感器所采集的现场环境监控信息发送到后方监控平台；以及

电源，设置在基座上，为摄像头、音响设备、数据采集传感器、控制器和通讯系统提供工作电源。

所述后方监控平台包括控制主机、服务器和可视化展示平台，用于将接收的第三方施工现场的视频信号和现场环境监控信息存储到服务器中，显示在可视化展示平台上，并对第三方施工现场的施工进行态势感知，对于操作中有可能危及燃气管道的危险操作及时发布监控指令，进行现场语音警示和干预。

在后方监控平台的控制主机中存储有辖区燃气管道分布信息、站场阀室信息、沿线环境信息和地理位置信息。

本发明的目的还可这样实现：一种燃气管道预防第三方破坏监控方法，利用车载监控主杆和数据采集传感器，通过视频监测和现场环境信息检测，对第三方施工现场进行现场实时监控，并利用后方监控平台将接收的第三方施工现场的视频信号和现场环境监控信息显示在可视化展示平台上，对第三方施工现场的施工进行态势感知，对于操作中有可能危及燃气管道的危险操作及时进行现场语音警示和干预。

本发明通过采用移动式前方监控设备，能够快速完成监控布设，弥补固定监控的监控盲点，可实现在施工现场动态、实时地监控，实现全天时无死角的监控，实现远程无线监管，并可与周界防护相联动，提前发现潜在危险，及时发出预警信息，既避免了人工巡检、人工监督和人工判别的落后巡查方式，节省了大量的人力投入，又相应提高了管理部门的监管技术手段和监管效能，还可以收集存储相关的信息资料，做到趋势分析和预判，并可为应急抢险提供准确的隐患信息、位置信息等各种数据支撑。本发明通过可视化、图形化的用户界面，呈现设防区域的现场情况、状态信息、设备情况等，强化态势感知，可以提前发现潜在的威胁，为管理部门的管理、防护和应急决策提供科学和准确的依据，并通过设备联动及时对突发事件和应急事件作出反应，从而降低因第三方施工造成燃气管道损坏事件的可能性和危害。

本发明监控系统可在任意位置部署，无需现场布线，配置简便，可远程控制与查看，可自动报警，特别适合针对道路施工、埋管道施工、接头施工等临时施工现场的监控应急之需。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明燃气管道预防第三方破坏监控系统包括前方监控设备和后方监控平台两大组成部分。

前方监控设备包括基座1、监控主杆2、对射杆3、数据采集传感器、控制器5、通讯系统6和电源等部分。

基座1可制成一个箱体结构，也可在基座上设置轮胎和牵引架，形成高速拖车装置，以与牵引车相接，送到第三方施工现场，并设置在作为被监控区域的第三方施工现场。基座1用于承载电源、数据采集传感器、监控主杆和通讯系统。

监控主杆2设置在基座1上，在监控主杆的杆体上分别设置有音响设备21和云台22，在云台22上装有摄像头23。摄像头用于跟踪拍摄第三方施工现场，音响设备用于发出干预操作的警示语音。监控主杆2为铝合金伸缩式杆体，其升降高度可达3—6米，可选择电动、气动、手动等方式进行升降控制。

对射杆3有若干根，在杆体上设置有激光对射探测器。对射杆3设置在第三方施工现场的周边，与监控主杆2配合，采用激光对射的方式圈定监控区域，对进出界限的人或施工设施进行监控。当有物体穿过圈定的监控区域边界线时，即可触发越线报警，发出提示信号，由后台管理人员确认目标，同时，云台22转动，使摄像头23跟踪目标进行拍摄。监控系统可将部分视频录像、抓拍的图片画面保存到服务器中，以备后续分析和观察使用。

数据采集传感器包括温度计、湿度计和甲烷浓度传感器等各种所需的传感器。数据采集传感器设置在基座1上，并分别与控制器5电连接，用于采集包括温度、湿度和甲烷浓度在内的现场环境监控信息。甲烷浓度传感器可采用甲烷浓度激光甲烷监测传感器，其他传感器均可采用相应的市售传感器。

控制器5可采用以单片机或微处理器为主的集成电路来构建。控制器5设置在基座1上，并与监控主杆2上的摄像头23、音响设备21以及安装在基座1上的数据采集传感器和通讯系统电连接，用于接收和执行后方监控平台发出的监控指令，控制摄像头23的拍摄，控制数据采集传感器对现场环境监控信息的采集，并将采集的现场环境监控信息通过通讯模块发送到后方监控平台，对现场的天然气泄露发出报警信号。

通讯系统6包括通讯模块和天线，与控制器5电连接，用于与后方监控平台建立通讯联系，以接收后方监控平台发出的指令，并将摄像头所拍摄的现场视频信息以及数据采集传感器所采集的现场环境监控信息发送到后方监控平台。

通讯系统6支持多种传输方式，可根据需要选择以下相应的传输方式，例如：

wifi网络：无线协议802.11a/n，ofdm/mimo调制方式，支持覆盖/桥接/中继/覆盖+桥接模式，支持全向/定向天线，传输距离最远可达10km。

蜂窝网络：支持3g/4g传输方式，不受地域限制，支持移动、联通、电信网络实现全网通，按需传输，节省带宽费用。

ltn网络：支持tdd/fdd/ofdma工作模式，支持同频或异频组网，2/4/8mhz可调制带宽，上下行带宽独立，传输距离最远可达50km。

电源设置在基座1上，为摄像头23、音响设备21、数据采集传感器、控制器5和通讯系统6提供工作电源。电源是以蓄电池、锂电池为主要能源，在无其他辅助能源的情况下，可以提供3—5天的能源供应。电源也可采用多组电池，分组进行热切换和热插拔更换，定期更换电池，以保证系统持续运行。可以采用太阳能辅助充电，以延长系统工作时间。也可外接交流电源或柴油发电机、充电桩等。

后方监控平台包括控制主机7、服务器8和可视化展示平台9，用于将接收的第三方施工现场的视频信号和现场环境监控信息存储到服务器中，显示在可视化展示平台9上，并对第三方施工现场的施工进行态势感知，对于操作中有可能危及燃气管道的危险操作及时发布监控指令，进行现场语音警示和干预。在控制主机7中设置有系统管理、设备管理、用户权限管理、实时视频播放、云台控制、电子地图、语音业务、报警管理和联动、平台联网、支持bs、cs模式。在控制主机7中存储有辖区燃气管道分布信息、站场阀室信息、沿线环境信息和地理位置信息。

可视化展示平台9以地理信息数据、管道专题数据为基础，将移动视频监控、报警管理等统一集中到一个平台上，将移动视频监控、报警管理等统一集中到一个平台上。系统根据用户权限级别设置登录账户，在平台中可随时查看监控区域实时监控信息、报警信息及周边环境信息，并可对报警信息一键定位。

根据监控布点网络图，将监控点位置在三维场景中进行标注，标记其监控名称、编号等各类详细信息。标注时录入其唯一编码和名称，当在电子地图上点取监控点时，将视频监控控制信息和唯一编码传递到图像监控系统，图像监控系统可自动切换到相应的视频。

控制主机7可进行监控管理、监控调用和监控定位等。监控管理是对监控点进行图层管理和分类别管理，并对监控图层进行显示/隐藏控制。可以对监控设备的工作状态（正常运行、关闭、设备保修等）进行查询。监控调用是点选任意监控标记，可以调出实时监控图像。支持对其调用ip地址的编辑和查询。也可以按照时间属性获取历史监控视频，对报警监控录像进行调取和回放。监控定位是根据监控位置、监控点信息等进行查询（区域查询、模糊查询、周边查询）和定位。调出监控图像后，可以根据控制云台对监控进行相关操作，例如拉近、拉远、旋转等。

在后方监控平台的控制主机7中设置有如下的功能模块，以实现相应的监控管理功能。功能模块包括：

场景浏览展示模块，用于对多个被监控区域分别进行有选择的场景浏览；

三维地图量算模块，用于对被监控区域所在范围内的三维地形地图进行量化计算；

监控定位模块，用于从多个被监控区域选定监控对象，并进行定位场景展示；

报警查询模块，用于对全部被监控区域的全部报警信息进行存储和历史查询；

信息查询模块，用于对全部被监控区域的包括辖区燃气管道分布信息、站场阀室信息、沿线环境信息和地理位置信息在内的所有信息进行存储和查询；

标注标绘模块，用于对浏览的场景或其他展示的信息进行标注标绘。

本发明燃气管道预防第三方破坏监控系统，利用车载监控主杆和数据采集传感器，通过视频监测和现场环境信息检测，对第三方施工现场进行现场实时监控，并利用后方监控平台将接收的第三方施工现场的视频信号和现场环境监控信息显示在可视化展示平台上，对第三方施工现场的施工进行态势感知，对于操作中有可能危及燃气管道的危险操作及时进行现场语音警示和干预。