[发明专利]一种早期气体泄漏智能可视化预警系统

权利要求书

1.一种早期气体泄漏智能可视化预警系统，其特征在于：包括受监测区(1)、数据收集和处理模块、检测定位模块(6)、中控室(4)；所述受监测区(1)布置物料储罐，区域上方布有红外摄像端(2)；所述数据收集和处理模块包括红外摄像端(2)、数据线(3)、嵌入式信息处理器(5)、显示控制终端(7)，红外摄像端由具备SDK二次开发的红外摄像头组成；所述检测定位模块(6)包括有机气体泄漏检测模型和有机气体泄漏定位模型，检测定位模块(6)嵌入到嵌入式信息处理器(5)中，检测定位模块(6)由SDK开发程序进行调取监测视频；所述中控室(4)设有嵌入式信息处理器(5)、显示控制终端(7)，中控室(4)采用防爆设计；有机气体泄漏检测定位工作步骤为：红外摄像端(2)实时监测受监测区，监测视频经数据线(3)传输至嵌入式信息处理器(5)，嵌入式信息处理器(5)存储和调用监测视频，检测定位模块(6)处理调用的监测视频，有机气体泄漏检测模型输入监测视频，输出重建监测视频并且输出监测视频的场景正常分数曲线，当监测视频的场景正常分数低于设定阈值时，系统判定发生有机气体泄漏并启动有机气体泄露定位模型，有机气体泄漏定位模型检测有机气体泄漏源并标注泄漏源，显示控制终端(7)显示有机气体泄漏标注和定位标注的监测视频。

2.根据权利要求1所述的一种早期气体泄漏智能可视化预警系统，其特征在于：所述的嵌入式信息处理器(5)嵌入检测定位模块(6)和SDK开发程序，检测定位模块6通过SDK开发程序调用实时监测视频。

3.根据权利要求1所述的一种早期气体泄漏智能可视化预警系统，其特征在于：所述的检测定位模块属于混合深度学习算法模型，包括有机气体泄漏检测模型和有机气体泄漏定位模型，有机气体泄漏检测模型负责检测监测视频场景是否发生有机气体泄漏，有机气体泄漏定位模型负责找出有机气体泄漏源。

4.根据权利要求1所述的一种早期气体泄漏智能可视化预警系统，其特征在于：所述的有机气体泄漏检测模型是由正常场景监测视频训练而成的Conv-LSTMConv2D自编码模型，该模型由空间编码器、时间编码器、瓶颈层(Bottleneck Layer)、时间解码器、空间解码器组成，Conv-LSTM层用来实现时间和空间信息编码，模型输出重建原始监测视频。

5.根据权利要求1所述的一种早期气体泄漏智能可视化预警系统，其特征在于：所述的场景正常曲线用于判断是否发生有机气体泄漏，曲线值与重建误差有关，起始t帧监测图像(x,y)位置像素强度值I(x,y,t)和重构监测图像f_w(I(x,y,t))的重构误差为：

e(x,y,t)＝||I(x,y,t)-f_w(I(x,y,t))||₂ (1)

所有像素方向的重构误差累加，得到t帧监测图像的重建误差：

由t帧起始，共n帧序列监测图像的重建误差为：

n帧序列监测视频的场景正常分数为：

场景正常分数表征监测视频场景正常程度，值高表示监测视频正常，场景正常曲线值低于设定阈值表明发生有机气体泄漏。

6.根据权利要求1所述的一种早期气体泄漏智能可视化预警系统，其特征在于：所述的有机气体泄漏定位模型是由Faster RCNN经过有机气体泄漏视频数据集进行训练获得，当监测视频某序列正常分数低于设定阈值，有机气体泄漏定位模型会针对该序列监测视频进行泄漏源定位。