[发明专利]一种油气输送管网安全在线实时监测与预警管理系统

权利要求书

1.一种油气输送管网安全在线实时监测与预警管理系统，其特征在于：包括环境参数检测模块、环境参数预处理模块、建模分析模块、腐蚀系数分析模块、管道压力检测模块、压力差分析模块、人工输入模块、管理数据库、开裂参数分析模块、中央服务器、报警模块、GPS定位模块和油气泄露检测模块；

所述环境参数预处理模块分别与环境参数检测模块和管理数据库连接，建模分析模块与环境参数预处理模块连接，腐蚀系数分析模块分别与建模分析模块、人工输入模块和管理数据库连接，压力差分析模块分别与管道压力检测模块和管理数据库连接，开裂参数分析模块分别与腐蚀系数分析模块、压力差分析模块和管理数据库连接，中央服务器分别与开裂参数分析模块、管理数据库、GPS定位模块和油气泄露检测模块连接，报警模块与中央服务器连接；

所述环境参数检测模块包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器和土壤PH测试仪，用于实时对埋地敷设的油气管道所处的环境参数按时间段进行检测，所述土壤温度传感器用于实时检测油气管道所处环境的土壤温度，土壤湿度传感器用于实时检测油气管道所处环境的土壤湿度，土壤PH测试仪用于实时检测油气管道所处环境的土壤PH值，环境参数检测模块将检测到的各时间段土壤温度、各时间段土壤湿度和各时间段土壤PH值发送至环境参数预处理模块；

所述环境参数预处理模块，用于接收环境参数检测模块发送的各时间段土壤温度、各时间段土壤湿度和各时间段土壤PH值，提取管理数据库中油气管道所处环境对应的标准土壤温度、标准土壤湿度和标准土壤PH值，并将接收的各时间段土壤温度、各时间段土壤湿度和各时间段土壤PH值分别与油气管道所处环境对应的标准土壤温度、标准土壤温度和标准土壤PH值进行对比，得到各时间段土壤温度差，各时间段土壤湿度差和各时间段土壤PH值差，并将对比后的各时间段土壤温度差，各时间段土壤湿度差和各时间段土壤PH值差按照检测的时间段先后顺序依次发送给建模分析模块；

所述建模分析模块，用于接收环境参数预处理模块依次发送的各时间段土壤温度差，各时间段土壤湿度差和各时间段土壤PH值差，对接收的各时间段土壤温度差记为t_K，表示为第K个固定时间段R对应的土壤温度差，将上一固定时间段R对应的土壤温度差与下一固定时间段R对应的土壤温度差进行对比，得到土壤相对温度差t′_K；对接收的各时间段土壤湿度差记为g_K，表示为第K个固定时间段R对应的土壤湿度差，将上一固定时间段R对应的土壤湿度差与下一固定时间段R对应的土壤湿度差进行对比，得到土壤相对湿度差g′_K；对接收的各时间段土壤PH值差记为q_K，表示为第K个固定时间段R对应的土壤PH值差，将上一固定时间段R对应的土壤PH值差与下一固定时间段R对应的土壤PH值差进行对比，得到土壤相对PH值差q′_K,建模分析模块将土壤相对温度差、土壤相对湿度差和土壤相对PH值差发送至腐蚀系数分析模块；

所述人工输入模块，根据土壤的不同类型，手动输入当前土壤的类型发送至腐蚀系数分析模块，土壤类型包括砂质土、黏质土和壤土；

所述管理数据库，存储管道所处环境对应的标准土壤温度、标准土壤湿度和标准土壤PH值，存储各种土壤类型对应的腐蚀因子，存储每段管道对应的标准内外压力差，存储标准管壁厚度，并存储安全开裂比例系数阈值；

所述腐蚀系数分析模块，用于接收建模分析模块发送的土壤相对温度差、土壤相对湿度差和土壤相对PH值差，同时接收人工输入模块发送的土壤类型，提取管理数据库中各种土壤类型对应的腐蚀因子，筛选该土壤类型对应的腐蚀因子，统计管道的腐蚀系数，并发送至开裂参数分析模块；

所述管道压力检测模块，包括若干压力传感器，用于对埋地敷设的油气管道的内压和外压进行检测，取以某一油气管道连接处为中心的左右等间距的一段长度的油气管道，将该长度的油气管道等分为n段，对每段管道的内压和外压分别进行检测，并将检测到的每段管道的内压和外压值发送至压力差分析模块；

所述压力差分析模块，用于接收管道压力检测模块发送的每段管道的内压和外压值，将接收的每段管道内压和外压值进行对比，得到内外压力差，记为Δp，各段管道的内外压力差构成压力差集合ΔP(Δp1,Δp2,...,Δpk,...,Δpn)，Δpk表示为第k段管道的内外压力差，将每段管道的内外压力差与对应的每段管道标准内外压力差进行对比，得到对比值，统计管道的内外压力的累积差，并发送至开裂参数分析模块；

所述开裂参数分析模块，用于接收腐蚀系数分析模块发送的腐蚀系数和压力差分析模块发送的管道的内外压力累积差，统计管道的开裂比例系数，并发送至中央服务器；

所述中央服务器，用于接收开裂参数分析模块发送的开裂比例系数，与预设的安全开裂比例系数阈值进行对比，若小于安全开裂比例系数阈值下限值，则不发送报警指令至报警模块，若处于安全开裂比例系数阈值内，则发送一级报警指令至报警模块，若大于安全开裂比例系数阈值上限值，则发送二级报警指令至报警模块；

同时，中央服务器接收油气泄露检测模块发送的管道泄露信息，发送二级报警指令至报警模块，并发送控制指令至控制阀门关闭油气管道进口；

所述报警模块，用于接收中央服务器发送的报警指令，进行不同级别的报警；

所述GPS定位模块，用于获取开裂比例系数大于安全开裂比例系数阈值上限值的管道位置信息和已经检测到油气泄露的管道位置信息，并通过中央服务器发送至远程控制中心，等待工作人员处理；