CN117028866A - 一种基于gis的供热主管线泄漏检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及供热管线泄漏检测技术领域，特别是涉及一种基于GIS的供热主管线泄漏检测系统。包括：中控单元，根据供热主管线建立管网仿真模型，根据管网仿真模型生成多个监测区域，监测区域内设置有多个监测节点；监测单元，通过无线信号与中控单元连接，监测单元包括多个监测模块，监测模块设置于供热主管线的监测节点处，监测模块用于采集监测节点的运行数据；巡检单元，通过无线信号与中控单元连接，巡检单元用于采集监测区域的红外图像数据。通过增设GIS模块，利用供热主管线的节点数据，建立管网仿真模型，从而快速定位各个管段的位置，同时根据节点的实时运行参数，对管段的泄露状态进行监测，及时预警。保障管网安全运行。

Description

一种基于GIS的供热主管线泄漏检测系统

技术领域

本申请涉及供热管线泄漏检测技术领域，特别是涉及一种基于GIS的供热主管线泄漏检测系统。

背景技术

随着城市的飞速发展，供热管道几乎遍布整个城市地下，一旦发生泄漏，会造成巨大的人员和财产损失。蒸汽供热管网泄漏情况不易获知，利用巡检设备沿进行泄漏检测是保障管网安全运行的重要手段。

目前，在记录泄漏点等位置信息时，往往通过依靠参照物来进行描述，依靠人为查找来与管线关联，缺少对泄漏点等位置信息的准确定位；巡检过程中检测到的浓度信息位置信息不能精准吻合，使得探测精度低。

发明内容

本申请的目的是：为解决上述技术问题，本申请提供了一种基于GIS的供热主管线泄漏检测系统。

本申请的一些实施例中，通过增设GIS模块，利用供热主管线的节点数据，建立管网仿真模型，从而快速定位各个管段的位置，同时根据节点的实时运行参数，对管段的泄露状态进行监测，及时预警。保障管网安全运行。

本申请的一些实施例中，通过增设巡检单元，利用无人机对供热主管线进行巡检，利用热成像对供热主管线进行泄露分析，通过一级巡检无人机进行常规巡检，对管段的泄露状态进行监测，及时预警。通过设置二级巡检无人机，对泄露管段进行巡检，快速定位泄露点，提高巡检精度。

本申请的一些实施例中，提供了一种基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，包括：

中控单元，根据供热主管线建立管网仿真模型，根据所述管网仿真模型生成多个监测区域，所述监测区域内设置有多个监测节点；

监测单元，通过无线信号与所述中控单元连接，所述监测单元包括多个监测模块，所述监测模块设置于供热主管线的监测节点处，所述监测模块用于采集监测节点的运行数据；

巡检单元，通过无线信号与所述中控单元连接，所述巡检单元用于采集所述监测区域的红外图像数据。

本申请的一些实施例中，所述中控单元包括：

第一处理模块，获取所述供热主管线的疏水阀，根据所述疏水阀设定多个监测节点；

第二处理模块，根据监测节点总数量a设定单个监测区域的监测节点数量b，所述第二处理模块还用于根据所述监测节点数量b和监测节点的位置数据生成多个监测区域。

本申请的一些实施例中，所述第一处理模块还用于：

建立供热需求－节点蒸汽流量仿真模型；

根据所述供热需求－节点蒸汽流量仿真模型生成各个监测节点的预期蒸汽流量。

本申请的一些实施例中，所述中控单元还包括：

第三处理模块，用于获取各个监测节点的实时蒸汽流量，根据所述实时蒸汽流量和所述预期蒸汽流量判断当前监测节点是否为异常节点；

若所述实时蒸汽流量小于预期蒸汽流量，所述第三处理模块生成流量差值并根据所述流量差值设定当前监测节点的异常等级。

本申请的一些实施例中，根据所述流量差值设定当前监测节点的异常等级时，包括：

预设流量差值矩阵C，设定C(C1，C2，C3)，其中，C1为预设第一流量差值，C2为预设第二流量差值，C3为预设第三流量差值，且C1＜C2＜C3；

获取监测节点的流量差值c；

若C1＜c＜C2，所述第三处理模块设定当前监测节点为一级异常节点；

若C2＜c＜C3，所述第三处理模块设定当前监测节点为二级异常节点；

若c＞C3，所述第三处理模块设定当前监测节点为三级异常节点。

本申请的一些实施例中，所述第二处理模块还用于：

预设监测节点总数量矩阵A，设定A(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为预设第一监测节点总数量，A2为预设第二监测节点总数量，A3为预设第三监测节点总数量，A4为预设第四监测节点总数量，且A1＜A2＜A3＜A4；

所述第二处理模块还用于预设监测节点数量B，设定B(B1，B2，B3，B4)，其中，B1为预设第一监测节点数量，B2为预设第二监测节点数量，B3为预设第三监测节点数量，B4为预设第四监测节点数量，且B1＜B2＜B3＜B4；

所述第二处理模块还用于获取监测节点总数量a；

若A1＜a＜A2，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第一监测节点数量B1，即b＝B1；

若A2＜a＜A3，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第二监测节点数量B2，即b＝B2；

若A3＜a＜A4，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第三监测节点数量B3，即b＝B3；

若a＞A4，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第四监测节点数量B4，即b＝B4。

本申请的一些实施例中，所述中控单元还包括：

GIS模块，根据供热主管线的位置数据建立管网仿真模型；

第一控制模块，根据监测区域参数生成监测区域评价值，根据所述监测区域评价值生成常规巡检参数；

第一控制模块还用于；

根据所述监测区域参数生成监测区域主管线长度，检测区域热用户等级和历史泄露次数；

所述第一控制模块还用于根据所述监测区域主管线长度生成主管线评价值d1，根据所述监测区域热用户等级生成热用户评级值b2；

所述第一控制模块还用于根据所述历史泄露次数生成补偿系数m；

生成监测区域评价值d；

d＝m(n1＊d1+n2＊d2)，其中，n1为预设第一权重系数，n2为预设第二权重系数，且n1+n2＝1。

本申请的一些实施例中，所述巡检单元包括：

一级巡检无人机，所述巡检单元包括多个一级巡检无人机，所述第一控制模块根据监测区域评价值和所述一级巡检无人机数量设定各个监测区域的常规巡检时间节点和单次巡检时间；

修正模块，根据所述监测区域数量设定二级巡检无人机数量。

本申请的一些实施例中，所述中控单元还包括：

第二控制模块，用于获取监测区域的全部异常节点，并生成巡检指令；

所述第二控制模块还用于根据所述巡检指令设定所述二级巡检无人机的工作参数。

本申请的一些实施例中，生成巡检指令时，包括：

判断所述监测区域是否存在三级异常节点；

当所述监测区域存在三级异常节点时，所述第二控制模块生成一级巡检指令；

当所述监测区域不存在三级异常节点时，获取监测区域的二级异常节点数量f1；

预设二级异常节点数量阈值f2；

若二级异常节点数量f1＞二级异常节点数量阈值f2，生成二级巡检指令；

若二级异常节点数量f1＜二级异常节点数量阈值f2，获取异常节点总数量f3；

预设异常节点总量阈值f4；

若异常节点总数量f3＞异常节点总量阈值f4，生成三级巡检指令；

若异常节点总数量f3＜异常节点总量阈值f4，不生成巡检指令。

本申请实施例一种基于GIS的供热主管线泄漏检测系统与现有技术相比，其有益效果在于：

通过增设GIS模块，利用供热主管线的节点数据，建立管网仿真模型，从而快速定位各个管段的位置，同时根据节点的实时运行参数，对管段的泄露状态进行监测，及时预警。保障管网安全运行。

通过增设巡检单元，利用无人机对供热主管线进行巡检，利用热成像对供热主管线进行泄露分析，通过一级巡检无人机进行常规巡检，对管段的泄露状态进行监测，及时预警。通过设置二级巡检无人机，对泄露管段进行巡检，快速定位泄露点，提高巡检精度。

附图说明

图1是本申请实施例优选实施例中一种基于GIS的供热主管线泄漏检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本申请实施例优选实施例的一种基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，包括：

中控单元，根据供热主管线建立管网仿真模型，根据管网仿真模型生成多个监测区域，监测区域内设置有多个监测节点；

监测单元，通过无线信号与中控单元连接，监测单元包括多个监测模块，监测模块设置于供热主管线的监测节点处，监测模块用于采集监测节点的运行数据；

巡检单元，通过无线信号与中控单元连接，巡检单元用于采集监测区域的红外图像数据。

具体而言，中控单元包括：

第一处理模块，获取供热主管线的疏水阀，根据疏水阀设定多个监测节点；

第二处理模块，根据监测节点总数量a设定单个监测区域的监测节点数量b，第二处理模块还用于根据监测节点数量b和监测节点的位置数据生成多个监测区域。

具体而言，巡检单元优选为可采集红外数据的无人机，监测单元用于采集节点的蒸汽流量数据。

可以理解的是，上述实施例中，通过建立多个监测区域，利用供热主管线的节点数据，建立管网仿真模型，从而快速定位各个管段的位置，同时通过建立多个监测区域，对供热主管线进行分区监测，从而提高监测效率，及时预警。保障管网安全运行。

本申请实施例优选实施例中，第一处理模块还用于：

建立供热需求－节点蒸汽流量仿真模型；

根据供热需求－节点蒸汽流量仿真模型生成各个监测节点的预期蒸汽流量。

具体而言，中控单元还包括：

第三处理模块，用于获取各个监测节点的实时蒸汽流量，根据实时蒸汽流量和预期蒸汽流量判断当前监测节点是否为异常节点；

若实时蒸汽流量小于预期蒸汽流量，第三处理模块生成流量差值并根据流量差值设定当前监测节点的异常等级。

具体而言，根据历史运行数据建立供热需求－节点蒸汽流量仿真模型。从而对各个节点位置的蒸汽流量进行监测，对管段的泄露状态进行监测，及时预警，保障管网安全运行。

具体而言，根据流量差值设定当前监测节点的异常等级时，包括：

预设流量差值矩阵C，设定C(C1，C2，C3)，其中，C1为预设第一流量差值，C2为预设第二流量差值，C3为预设第三流量差值，且C1＜C2＜C3；

获取监测节点的流量差值c；

若C1＜c＜C2，第三处理模块设定当前监测节点为一级异常节点；

若C2＜c＜C3，第三处理模块设定当前监测节点为二级异常节点；

若c＞C3，第三处理模块设定当前监测节点为三级异常节点。

具体而言，根据其泄露风险，三级异常节点之间的管段风险性高于二级异常节点之间的管段高于一级异常节点之间的管段。

具体而言，根据异常节点确定风险管段，其风险管段为异常节点入气管段。

具体而言，通过建立流量差值矩阵，根据其流量差值设定节点异常等级，从而根据异常节点对泄露管段进行定位，再通过二级巡检无人机及时定位泄露点，提高巡检效率，降低巡检成本，提高巡检精度。

本申请实施例优选实施例中，第二处理模块还用于：

预设监测节点总数量矩阵A，设定A(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为预设第一监测节点总数量，A2为预设第二监测节点总数量，A3为预设第三监测节点总数量，A4为预设第四监测节点总数量，且A1＜A2＜A3＜A4；

第二处理模块还用于预设监测节点数量B，设定B(B1，B2，B3，B4)，其中，B1为预设第一监测节点数量，B2为预设第二监测节点数量，B3为预设第三监测节点数量，B4为预设第四监测节点数量，且B1＜B2＜B3＜B4；

第二处理模块还用于获取监测节点总数量a；

若A1＜a＜A2，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第一监测节点数量B1，即b＝B1；

若A2＜a＜A3，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第二监测节点数量B2，即b＝B2；

若A3＜a＜A4，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第三监测节点数量B3，即b＝B3；

若a＞A4，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第四监测节点数量B4，即b＝B4。

可以理解的是，上述实施例中，通过设定监测节点总数量矩阵和监测节点数量，通过动态调节单个监测区域的监测节点数量从而设定多个监测区域，对供热主管线进行分区监测，提高监测效率，及时预警。保障管网安全运行。

本申请实施例优选实施例中，中控单元还包括：

GIS模块，根据供热主管线的位置数据建立管网仿真模型；

第一控制模块，根据监测区域参数生成监测区域评价值，根据监测区域评价值生成常规巡检参数；

第一控制模块还用于；

根据监测区域参数生成监测区域主管线长度，检测区域热用户等级和历史泄露次数；

第一控制模块还用于根据监测区域主管线长度生成主管线评价值d1，根据监测区域热用户等级生成热用户评级值b2；

第一控制模块还用于根据历史泄露次数生成补偿系数m；

生成监测区域评价值d；

d＝m(n1＊d1+n2＊d2)，其中，n1为预设第一权重系数，n2为预设第二权重系数，且n1+n2＝1。

具体而言，巡检单元包括：

一级巡检无人机，巡检单元包括多个一级巡检无人机，第一控制模块根据监测区域评价值和一级巡检无人机数量设定各个监测区域的常规巡检时间节点和单次巡检时间；

具体而言，针对不同的监测区域，利用无人机采集监测区域的供热主管线的红外图像数据，进行常规巡检。其常规巡检时间节点可根据监测区域的数量和无人机的数量进行综合设定。

修正模块，根据监测区域数量设定二级巡检无人机数量。

具体而言，其二级巡检无人机是在无常规巡检任务的一级巡检无人机的中选择。

第二控制模块，用于获取监测区域的全部异常节点，并生成巡检指令；

第二控制模块还用于根据巡检指令设定二级巡检无人机的工作参数。

具体而言，生成巡检指令时，包括：

判断监测区域是否存在三级异常节点；

当监测区域存在三级异常节点时，第二控制模块生成一级巡检指令；

当监测区域不存在三级异常节点时，获取监测区域的二级异常节点数量f1；

预设二级异常节点数量阈值f2；

若二级异常节点数量f1＞二级异常节点数量阈值f2，生成二级巡检指令；

若二级异常节点数量f1＜二级异常节点数量阈值f2，获取异常节点总数量f3；

预设异常节点总量阈值f4；

若异常节点总数量f3＞异常节点总量阈值f4，生成三级巡检指令；

若异常节点总数量f3＜异常节点总量阈值f4，不生成巡检指令。

具体而言，一级巡检指令是指根据异常节点选定异常区域，并立刻利用二级巡检无人机进行巡检，及时确定泄露点，进行检修。二级巡检指令是指根据异常节点选定异常区域，并在对应的一级巡检无人机在完成常规巡检后，二级巡检无人机进行再次巡检，从而确定是否存在泄露点。三级巡检指令是指根据异常节点选定异常区域，一级巡检无人机进行依次常规巡检，从而判断是否存在泄露点。

根据本申请的第一构思，通过增设GIS模块，利用供热主管线的节点数据，建立管网仿真模型，从而快速定位各个管段的位置，同时根据节点的实时运行参数，对管段的泄露状态进行监测，及时预警。保障管网安全运行。

根据本申请的第二构思，通过增设巡检单元，利用无人机对供热主管线进行巡检，利用热成像对供热主管线进行泄露分析，通过一级巡检无人机进行常规巡检，对管段的泄露状态进行监测，及时预警。通过设置二级巡检无人机，对泄露管段进行巡检，快速定位泄露点，提高巡检精度。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，其特征在于，包括：

中控单元，根据供热主管线建立管网仿真模型，根据所述管网仿真模型生成多个监测区域，所述监测区域内设置有多个监测节点；

监测单元，通过无线信号与所述中控单元连接，所述监测单元包括多个监测模块，所述监测模块设置于供热主管线的监测节点处，所述监测模块用于采集监测节点的运行数据；

巡检单元，通过无线信号与所述中控单元连接，所述巡检单元用于采集所述监测区域的红外图像数据。

2.如权利要求1所述的基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，其特征在于，所述中控单元包括：

第一处理模块，获取所述供热主管线的疏水阀，根据所述疏水阀设定多个监测节点；

第二处理模块，根据监测节点总数量a设定单个监测区域的监测节点数量b，所述第二处理模块还用于根据所述监测节点数量b和监测节点的位置数据生成多个监测区域。

3.如权利要求2所述的基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，其特征在于，所述第一处理模块还用于：

建立供热需求－节点蒸汽流量仿真模型；

根据所述供热需求－节点蒸汽流量仿真模型生成各个监测节点的预期蒸汽流量。

4.如权利要求3所述的基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，其特征在于，所述中控单元还包括：

第三处理模块，用于获取各个监测节点的实时蒸汽流量，根据所述实时蒸汽流量和所述预期蒸汽流量判断当前监测节点是否为异常节点；

若所述实时蒸汽流量小于预期蒸汽流量，所述第三处理模块生成流量差值并根据所述流量差值设定当前监测节点的异常等级。

5.如权利要求4所述的基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，其特征在于，根据所述流量差值设定当前监测节点的异常等级时，包括：

预设流量差值矩阵C，设定C(C1，C2，C3)，其中，C1为预设第一流量差值，C2为预设第二流量差值，C3为预设第三流量差值，且C1＜C2＜C3；

获取监测节点的流量差值c；

若C1＜c＜C2，所述第三处理模块设定当前监测节点为一级异常节点；

若C2＜c＜C3，所述第三处理模块设定当前监测节点为二级异常节点；

若c＞C3，所述第三处理模块设定当前监测节点为三级异常节点。

6.如权利要求5所述的基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，其特征在于，所述第二处理模块还用于：

预设监测节点总数量矩阵A，设定A(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为预设第一监测节点总数量，A2为预设第二监测节点总数量，A3为预设第三监测节点总数量，A4为预设第四监测节点总数量，且A1＜A2＜A3＜A4；

所述第二处理模块还用于预设监测节点数量B，设定B(B1，B2，B3，B4)，其中，B1为预设第一监测节点数量，B2为预设第二监测节点数量，B3为预设第三监测节点数量，B4为预设第四监测节点数量，且B1＜B2＜B3＜B4；

所述第二处理模块还用于获取监测节点总数量a；

若A1＜a＜A2，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第一监测节点数量B1，即b＝B1；

若A2＜a＜A3，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第二监测节点数量B2，即b＝B2；

若A3＜a＜A4，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第三监测节点数量B3，即b＝B3；

若a＞A4，设定单个监测区域的监测节点数量b为预设第四监测节点数量B4，即b＝B4。

7.如权利要求6所述的基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，其特征在于，所述中控单元还包括：

GIS模块，根据供热主管线的位置数据建立管网仿真模型；

第一控制模块，根据监测区域参数生成监测区域评价值，根据所述监测区域评价值生成常规巡检参数；

第一控制模块还用于；

根据所述监测区域参数生成监测区域主管线长度，检测区域热用户等级和历史泄露次数；

所述第一控制模块还用于根据所述监测区域主管线长度生成主管线评价值d1，根据所述监测区域热用户等级生成热用户评级值b2；

所述第一控制模块还用于根据所述历史泄露次数生成补偿系数m；

生成监测区域评价值d；

d＝m(n1＊d1+n2＊d2)，其中，n1为预设第一权重系数，n2为预设第二权重系数，且n1+n2＝1。

8.如权利要求7所述的基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，其特征在于，所述巡检单元包括：

一级巡检无人机，所述巡检单元包括多个一级巡检无人机，所述第一控制模块根据监测区域评价值和所述一级巡检无人机数量设定各个监测区域的常规巡检时间节点和单次巡检时间；

修正模块，根据所述监测区域数量设定二级巡检无人机数量。

9.如权利要求7所述的基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，其特征在于，所述中控单元还包括：

第二控制模块，用于获取监测区域的全部异常节点，并生成巡检指令；

所述第二控制模块还用于根据所述巡检指令设定所述二级巡检无人机的工作参数。

10.如权利要求9所述的基于GIS的供热主管线泄漏检测系统，其特征在于，生成巡检指令时，包括：

判断所述监测区域是否存在三级异常节点；

当所述监测区域存在三级异常节点时，所述第二控制模块生成一级巡检指令；

当所述监测区域不存在三级异常节点时，获取监测区域的二级异常节点数量f1；

预设二级异常节点数量阈值f2；

若二级异常节点数量f1＞二级异常节点数量阈值f2，生成二级巡检指令；

若二级异常节点数量f1＜二级异常节点数量阈值f2，获取异常节点总数量f3；

预设异常节点总量阈值f4；

若异常节点总数量f3＞异常节点总量阈值f4，生成三级巡检指令；

若异常节点总数量f3＜异常节点总量阈值f4，不生成巡检指令。