一种传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法、装置及介质与流程

本发明公开了一种传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法、装置及介质，属于燃气安全监测。

背景技术：

1、在城市化快速推进的背景下，地下燃气管网安全稳定运行是城市公共安全的核心保障，当前行业普遍采用搭载ppb级激光等高灵敏度传感器的巡检车开展燃气移动巡检作业，但传统燃气巡检检测技术体系存在明显缺陷，其仅依靠燃气浓度绝对阈值完成泄漏判定，未结合多维度环境与定位数据开展综合研判，同时缺乏专业化的泄漏事件验证机制与精准溯源手段，且无法实现不同气源气体的有效区分，难以适配复杂城市场景下的燃气泄漏检测需求。

2、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法、装置及介质，以至少解决现有燃气巡检技术依赖单一浓度阈值判断、抗环境干扰能力弱、无法结合气象与定位数据校正气体扩散漂移误差，导致泄漏误报率高、泄漏源头定位不准、现场验证排查效率低的技术问题。

2、根据本发明实施例的一个方面，为了实现上述目的，提供了一种传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法，包括：响应于巡检终端同步采集的燃气浓度数据、气象环境数据及北斗定位数据，确定泄漏风险状态信息，其中，泄漏风险状态信息包括：疑似泄漏事件和确认泄漏事件；基于泄漏风险状态信息，确定验证模式，验证模式用于将疑似泄漏事件判别为确认泄漏事件或环境干扰事件，其中，验证模式包括：真值报警模式和干扰剔除模式；响应于验证模式，生成定位指令集，定位指令集用于控制气体扩散反演模型推算实际泄漏点的地理坐标。

3、进一步地，确定泄漏风险状态信息，包括：获取燃气浓度数据、气象环境数据及北斗定位数据，其中，燃气浓度数据至少包括甲烷浓度和乙烷浓度，气象环境数据至少包括风速、风向、温度和湿度；基于燃气浓度数据、气象环境数据及北斗定位数据，确定泄漏风险状态信息。

4、进一步地，基于燃气浓度数据、气象环境数据及北斗定位数据，确定泄漏风险状态信息，包括：对燃气浓度数据进行信号预处理，得到处理后的燃气浓度数据，其中，信号预处理至少包括小波变换去噪处理；基于处理后的燃气浓度数据，通过动态寻峰算法识别浓度升高的疑似泄漏片段，得到疑似泄漏事件。

5、进一步地，对燃气浓度数据进行信号预处理，得到处理后的燃气浓度数据，包括：选用daubechies或symlets小波基对燃气浓度信号进行多层分解，得到高频系数和低频系数；通过软阈值函数处理高频系数以去除车辆震动及电路噪声，基于处理后的高频系数和低频系数重构信号，获得处理后的浓度变化曲线。

6、进一步地，基于处理后的燃气浓度数据，通过动态寻峰算法识别浓度升高的疑似泄漏片段，得到疑似泄漏事件，包括：基于处理后的燃气浓度数据，通过滑动窗口计算局部背景基线；当信号幅值超过基线加n倍标准差且持续时间满足物理扩散特征时，将对应信号片段确定为疑似泄漏事件。

7、进一步地，基于泄漏风险状态信息，确定验证模式，包括：当泄漏风险状态信息为疑似泄漏事件时，执行气源指纹分析，气源指纹分析用于判别疑似泄漏事件的气源类型；当气源类型符合天然气特征时，确定验证模式为真值报警模式，得到确认泄漏事件；当气源类型不符合天然气特征时，确定验证模式为干扰剔除模式，将疑似泄漏事件确定为环境干扰事件。

8、进一步地，响应于验证模式，生成定位指令集，包括：当验证模式为真值报警模式时，提取确认泄漏事件对应的浓度峰值、北斗定位数据及同步的气象环境数据；将浓度峰值、北斗定位数据及同步的气象环境数据输入气体扩散反演模型，生成定位指令集；其中，气体扩散反演模型为基于深度神经网络或图神经网络的回归模型，回归模型通过历史泄漏实验数据或高斯烟羽仿真数据进行训练，回归模型用于建立巡检点位置、气象参数及浓度分布与泄漏源位置之间的映射关系。

9、进一步地，将浓度峰值、北斗定位数据及同步的气象环境数据输入气体扩散反演模型，生成定位指令集之后，还包括：获取巡检终端的实时振动频谱数据；基于实时振动频谱数据，对气象环境数据进行振动补偿修正，得到修正后的气象环境数据；基于修正后的气象环境数据，更新定位指令集。

10、根据本发明其中一实施例，还提供了一种传感时序耦合燃气管道泄漏预警装置，包括：响应模块，用于响应于巡检终端同步采集的燃气浓度数据、气象环境数据及北斗定位数据，确定泄漏风险状态信息，其中，泄漏风险状态信息包括：疑似泄漏事件和确认泄漏事件；确定模块，用于基于泄漏风险状态信息，确定验证模式，验证模式用于将疑似泄漏事件判别为确认泄漏事件或环境干扰事件，其中，验证模式包括：真值报警模式和干扰剔除模式；生成模块，用于响应于验证模式，生成定位指令集，定位指令集用于控制气体扩散反演模型推算实际泄漏点的地理坐标。

11、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现上述的传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法。

12、在本发明实施例中，通过同步采集燃气浓度、气象环境、北斗定位多维度时序数据并耦合分析，实现了泄漏风险的分级判定，精准区分疑似泄漏事件与确认泄漏事件，同时依托真值报警模式与干扰剔除模式完成疑似事件的精准甄别，有效剔除各类环境干扰带来的误报信息，大幅降低燃气巡检误报率，并且可通过匹配对应验证模式生成专属定位指令集，驱动气体扩散反演模型精准推算出实际泄漏点地理坐标，克服了气体扩散漂移带来的定位偏差问题，极大提升了燃气管道泄漏检测的准确性、预警有效性以及泄漏点溯源定位精度，显著提高燃气泄漏排查与开挖验证的工作效率，保障地下燃气管网安全运行。

1.一种传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法，其特征在于，确定所述泄漏风险状态信息，包括：

3.根据权利要求2所述的传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法，其特征在于，基于所述燃气浓度数据、所述气象环境数据及所述北斗定位数据，确定所述泄漏风险状态信息，包括：

4.根据权利要求3所述的传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法，其特征在于，对所述燃气浓度数据进行信号预处理，得到处理后的燃气浓度数据，包括：选用daubechies或symlets小波基对所述燃气浓度信号进行多层分解，得到高频系数和低频系数；通过软阈值函数处理所述高频系数以去除车辆震动及电路噪声，基于处理后的所述高频系数和所述低频系数重构信号，获得处理后的浓度变化曲线。

5.根据权利要求3所述的传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法，其特征在于，基于所述处理后的燃气浓度数据，通过动态寻峰算法识别浓度升高的疑似泄漏片段，得到所述疑似泄漏事件，包括：基于所述处理后的燃气浓度数据，通过滑动窗口计算局部背景基线；当信号幅值超过所述基线加n倍标准差且持续时间满足物理扩散特征时，将对应信号片段确定为所述疑似泄漏事件。

6.根据权利要求1所述的传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法，其特征在于，基于所述泄漏风险状态信息，确定所述验证模式，包括：

7.根据权利要求1所述的传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法，其特征在于，响应于所述验证模式，生成所述定位指令集，包括：

8.根据权利要求7所述的传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法，其特征在于，将所述浓度峰值、所述北斗定位数据及同步的所述气象环境数据输入所述气体扩散反演模型，生成所述定位指令集之后，还包括：

9.一种传感时序耦合燃气管道泄漏预警装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项的传感时序耦合燃气管道泄漏预警方法。