[发明专利]一种石化产品输送管道泄露监测预警系统及方法

权利要求书

1.一种石化产品输送管道泄漏监测预警系统，其特征在于：包括传感检测单元、无线通信单元、远程终端处理单元、供电单元和执行机构，所述的传感检测单元检测输送管道附近的环境参数，通过无线通信单元将信息发送给远程终端处理单元，供电单元为传感检测单元和无线通信单元提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种石化产品输送管道泄漏监测预警系统，其特征在于：所述传感检测单元包括温湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器、振动传感器和目标气体传感器以及超低功耗的微控制器，所有传感器都与微控制器之间电连接。

3.根据权利要求2所述的一种石化产品输送管道泄漏监测预警系统，其特征在于：所述的目标气体传感器为苯、异丁烯、丙烯、乙炔、甲醇、乙醇、丙醇、乙醚、丙酮、一氧化碳等中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种石化产品输送管道泄漏监测预警系统，其特征在于：所述的供电单元由太阳能电池板、锂离子电池和充电控制器组成，其中太阳能电池板尺寸为29cm×24cm，开路电压为22V，锂离子电池的输出电压为4.8V。

5.根据权利要求1所述的一种石化产品输送管道泄漏监测预警系统，其特征在于：所述的无线通信单元采用无线通信模块与权利要求2所述的传感器组成传感器节点，各节点将采集到的信息发送到具有多通道信息处理的微处理器，从而构成无线传感网络，并将监测数据传送到远程终端。

6.根据权利要求1所述的一种石化产品输送管道泄漏监测预警系统，其特征在于：所述执行机构包括电磁阀、LED灯、蜂鸣器。

7.一种石化产品输送管道泄漏监测预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）数据采集；通过所述的一种石化产品输送管道泄漏监测预警系统采集任意一个节点的近一年温湿度、光照、二氧化碳、振动和目标气体浓度数据，以及目标产品泄露数据，作为原始数据集；

2）模型建立；以温湿度、光照、二氧化碳、振动和目标气体浓度数据作为输入数据，目标产品泄露作为输出数据，采用灰色神经网络算法进行训练，确定温湿度、光照、二氧化碳、振动和目标气体浓度数据与输送管道泄漏的关联本质，建立温湿度、光照、二氧化碳、振动和目标气体浓度数据与输送管道泄漏之间的数学关系模型；

3）数据处理；采集所述的监测预警系统数据，在所述的远程终端上进行实时显示输出和存储；根据所述的灰色神经网络算法数学关系模型预测目标产品泄露，并评价泄露发生概率；

4）预警；当泄露发生概率在20%~50%时，启动三级泄露预警，远程终端处理单元人机界面显示黄色警报指示灯亮，并给出可能的泄露情况描述；当泄露发生概率在50%~80%时，启动二级泄露预警，远程终端处理单元人机界面进行预警提示包括红色警报指示灯亮、蜂鸣器发出警报声音、向相关利益方发送邮件或者短信预警提示，并给出可能的泄露情况描述；当泄露发生概率超过80%，启动一级泄露预警，远程终端处理单元人机界面显示红色预警指示灯持续闪烁，蜂鸣器发出警报声，界面弹出警告对话框，提示泄露发生地点时间状态等信息，并给出应急措施提示。

8.根据权利要求7所述的一种石化产品输送管道泄漏监测预警方法，其特征在于：所述的2）模型建立过程中，温湿度、光照数据直接作为灰色神经网络算法输入数据，二氧化碳和目标气体浓度数据以时间积分结果作为输入数据，振动数据以振动强度时间积分为输入数据。

9.根据权利要求7所述的一种石化产品输送管道泄漏监测预警方法，其特征在于：所述的4）预警过程中，如果启动一级泄露预警或二级泄露预警或三级泄露预警，则提高距离当前预警传感器各方向最近的传感器的数据上传频率，并将各节点检测到目标气体泄漏概率并输入到所述的灰色神经网络算法数学关系模型中进行分析，根据所述的灰色神经网络算法数学关系模型预测目标产品泄露节点的位置。