1.一种基于多维特征分析的能源输送安全在线监测云平台,其特征在于,包括:
天然气输送管道段划分模块,用于获取天然气输送管道的长度,并将其按照设定的长度间隔进行管道段划分,得到若干管道段;
管道段监测设备设置模块,用于对划分的各管道段进行类型识别,进而将相同类型的管道段进行归类,得到直线段类型对应的管道段集合、弯曲段类型对应的管道段集合和混合段类型对应的管道段集合,并对上述管道段集合内的各管道段进行监测设备设置;
管道段自身危险监测模块,用于对划分的各管道段进行自身危险监测,得到各管道段对应的自身危险系数,其中管道段自身危险监测模块包括直线管道段自身危险监测单元、弯曲管道段自身危险监测单元和混合管道段自身危险监测单元;
管道段外界环境危险监测模块,用于对划分的各管道段进行外界环境危险监测,得到各管道段对应的外界环境危险系数;
数据处理云平台,用于基于管道段自身危险监测模块和管道段外界环境危险监测模块的监测结果评估各类型管道段中各管道段对应的综合危险系数;
数据库,用于存储各类型管道段中各管道段对应的标准三维外观图像、各种外观缺陷类型对应单位面积的危险影响因子、天然气允许泄漏浓度、各管道段能够承受的降水量、温度和风速、各种风向角度对应的风力冲击系数、各弯曲管道段能够承受的天然气流速、管壁内外标准压力差和各类型管道段对应的预警综合危险系数;
管控预警显示终端,用于对各类型管道段中各管道段对应的综合危险系数进行显示,并将各类型管道段中各管道段对应的综合危险系数与数据存储模块中该类型管道段对应的预警综合危险系数进行比对,若某类型管道段中某管道段对应的综合危险系数高于预警综合危险系数,则进行预警同时显示该管道段对应的编号和位置信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于多维特征分析的能源输送安全在线监测云平台,其特征在于:所述直线管道段自身危险监测单元用于对各直线管道段进行自身危险监测,其具体检测过程包括以下步骤:A1:通过高清摄像仪对各直线管道段进行三维图像采集,并通过气体泄漏检测仪对各直线管道段接口进行天然气泄漏监测,进而获取各直线管道段对应的三维外观图像和接口天然气泄漏浓度;
A2:将各直线管道段对应的三维外观图像与数据库中各直线管道段对应的标准三维外观图像进行对比,进而从中提取出各直线管道段对应的外观缺陷类型和外观缺陷面积,将各直线管道段的外观缺陷类型与数据库中各外观缺陷类型对应单位面积的危险影响因子进行匹配,得到各直线管道段对应的外观缺陷类型对应单位面积的危险影响因子,进而据此计算各直线管道段的外观缺陷危险系数,其计算公式为: 其中a表示为直线管道段的编号,a=1,2.......c,βa表示为第a个直线管道段的外观缺陷危险系数,ja和qa分别表示为第a个直线管道段对应的外观缺陷面积和所属外观缺陷类型对应单位缺陷面积的危险影响因子;
A3:将各直线管道段对应的接口天然气泄漏浓度与数据库中天然气允许泄漏浓度进行对比,计算各直线管道段的泄漏危险系数,其计算公式为: 其中λa表示为第a个直线管道段的泄漏危险系数,da表示为第a个直线管道段对应的接口天然气泄漏浓度,d0表示为天然气允许泄漏浓度;
A4:基于各直线管道段的外观缺陷危险系数和泄漏危险系数计算各直线管道段的自身危险系数,其计算公式为: 其中 表示为第a个直线管道段的自身危险系数。
3.根据权利要求1所述的一种基于多维特征分析的能源输送安全在线监测云平台,其特征在于:所述弯曲管道段自身危险监测单元用于对各弯曲管道段进行自身危险监测,其中弯曲管道段自身危险监测单元包括弯曲管道段管壁冲击危险监测子单元、弯曲管道段外观危险监测子单元和综合分析子单元。
4.根据权利要求1所述的一种基于多维特征分析的能源输送安全在线监测云平台,其特征在于:所述弯曲管道段管壁冲击危险监测子单元用于对各弯曲管道段的管壁进行冲击危险监测,其具体检测过程包括以下步骤:B1:通过流速仪对各弯曲管道段进行天然气流速监测,进而获取各弯曲管道段的管内天然气流速;
B2:通过压力传感器对各弯曲管道段进行管内外压力监测,获取各弯曲管道段对应的管壁内压和管壁外压,进而将其进行差值计算,得到各弯曲管道段的管壁内外压力差;
B3:将各弯曲管道段的管内天然气流速和管壁内外压力差分别与数据库中各弯曲管道段能够承受的天然气流速和管壁内外标准压力差进行对比,计算各弯曲管道段的管壁冲击危险系数,其计算公式为: 其中k表示为弯曲管道段的编号,k=1,2.......z,ζk表示为第k个弯曲管道段的管壁冲击危险系数,Vk和Fk分别表示为第k个弯曲管道段的管内天然气流速和管壁内外压力差, 表示为第k个弯曲管道段能够承受的天然气流速,F标表示为管壁内外标准压力差。
5.根据权利要求1所述的一种基于多维特征分析的能源输送安全在线监测云平台,其特征在于:所述弯曲管道段外观危险监测子单元用于对各弯曲管道段的外观进行危险监测,其具体检测过程包括以下步骤:C1:通过高清摄像仪对各弯曲管道段进行三维图像采集,并通过气体泄漏检测仪对各弯曲管道段接口进行天然气泄漏监测,进而获取各弯曲管道段对应的三维外观图像和接口天然气泄漏浓度;
C2:将各弯曲管道段对应的三维外观图像与数据库中各弯曲管道段对应的标准三维外观图像进行对比,进而从中提取出各弯曲管道段对应的外观缺陷类型和外观缺陷面积,将各弯曲管道段的外观缺陷类型与数据库中各外观缺陷类型对应单位面积的危险影响因子进行匹配,得到各弯曲管道段对应的外观缺陷类型对应单位面积的危险影响因子,进而据此计算各弯曲管道段的外观缺陷危险系数,其计算公式为: 其中βk表示为第k个弯曲管道段的外观缺陷危险系数,jk和qk分别表示为第k个弯曲管道段对应的外观缺陷面积和所属外观缺陷类型对应单位缺陷面积的危险影响因子;
C3:将各弯曲管道段对应的接口天然气泄漏浓度与数据库中天然气允许泄漏浓度进行对比,计算各弯曲管道段的泄漏危险系数,其计算公式为: 其中λk表示为第k个弯曲管道段的泄漏危险系数,dk表示为第k个弯曲管道段对应的接口天然气泄漏浓度,d0表示为天然气允许泄漏浓度;
C4:基于各弯曲管道段的外观缺陷危险系数和泄漏危险系数计算各弯曲管道段的表观危险系数,其计算公式为: 其中ωk表示为第k个弯曲管道段的表观危险系数。
6.根据权利要求1所述的一种基于多维特征分析的能源输送安全在线监测云平台,其特征在于:所述综合分析子单元用于基于弯曲管道段管壁冲击危险监测子单元和弯曲管道段外观危险监测子单元的监测结果计算各弯曲管道段的自身危险系数,其计算公式为:其中 表示为第k个弯曲管道段的自身危险系数。
7.根据权利要求1所述的一种基于多维特征分析的能源输送安全在线监测云平台,其特征在于:所述混合管道段自身危险监测单元用于对各混合管道段自身进行危险监测,其具体检测过程包括以下步骤:E1:将各混合管道段进行直线部分和弯曲部分划分;
E2:分别对各混合管道段对应的直线部分和弯曲部分进行自身危险监测,其中直线部分的自身危险监测方式与直线管道段对应自身危险监测方式一致,弯曲部分的自身危险监测方式与弯曲管道段对应自身危险监测方式一致,进而获取各混合管道段对应直线部分和弯曲部分的危险系数;
E3:将各混合管道段对应直线部分的自身危险系数与弯曲部分的自身危险系数相加得到各混合管道段的自身危险系数,记为 其中i表示为混合管道段的编号,i=1,
2.......n。
8.根据权利要求1所述的一种基于多维特征分析的能源输送安全在线监测云平台,其特征在于:所述管道段外界环境危险监测模块用于对各管道段所属区域对应的大气环境进行危险监测,其具体检测过程包括以下步骤:F1:通过雨量器和温度传感器分别对各管道段所属区域对应的降水量和温度进行监测,进而获取对应的降水量和温度;
F2:通过风速计和风向标分别监测各管道段所属区域对应的风速和风向,进而获取对应的风速和风向角度;
F3:将各管道段所属区域对应的风向角度与数据库中各种风向角度对应的风力冲击系数进行匹配,得到各管道段所属区域的风向角度对应的风力冲击系数,并将其记为Gg,其中g表示为各管道段的编号,g可以为a、k和i;
F4:将各管道段所属区域对应的降水量、温度和风速分别与数据库中各管道段能够承受的降水量、温度和风速进行对比,计算各管道段所属区域对应的大气环境危险系数,其计算公式为: 其中τg表示为第g个管道段所属区域对应的大气环境危险系数,Lg、Wg和Hg分别表示为第g个管道段所属区域对应的降水量、温度和风速, 和 分别表示各管道段能够承受的降水量、温度和风速。
9.根据权利要求1所述的一种基于多维特征分析的能源输送安全在线监测云平台,其特征在于:所述各管道段对应的综合危险系数计算公式为: 其中ψg表示为第g个管道段对应的综合危险系数。