一种天然气管道状态的预测装置的制作方法

本申请涉及数据处理，尤其涉及一种天然气管道状态的预测装置。

背景技术：

1、随着管道输送技术领域的快速发展，天然气的输送往往需要使用大量的天然气管道。其中，天然气管道容易出现损坏导致生产设备停机。若没有恰当的天然气管道状态的预测装置对天然气管道状态进行预测，则无法预防可能出现的天然气管道损坏，进而可能导致生产设备损坏。

2、目前，传统的天然气管道状态的预测装置需要通过构建复杂的数学或物理模型，并通过该数学或物理模型对天然气管道进行仿真。由于构建该数学或物理模型的时间较长，因此传统的天然气管道状态的预测装置存在天然气管道状态预测效率低的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种天然气管道状态的预测装置，旨在解决传统的天然气管道状态的预测装置存在对天然气管道状态预测效率低的问题。

2、为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种天然气管道状态的预测装置，该天然气管道状态的预测装置包括：边缘计算单元、数据采集与监视控制scada系统通信单元、以及结果输出单元；scada系统通信单元和边缘计算单元连接；结果输出单元和边缘计算单元连接；scada系统通信单元用于与scada系统连接；scada系统用于从生产现场获取天然气管道的生产数据；结果输出单元用于和现场终端连接；scada系统通信单元，用于接收来自scada系统的天然气管道的生产数据，并向边缘计算单元发送生产数据，生产数据包括以下至少一项：出口压力、出口温度、输气流量、以及阀门状态；边缘计算单元，用于接收来自scada系统通信单元的生产数据，将生产数据输入内置的模拟机器学习仿真模型，对天然气管道的运行参数状态进行预测，得到运行参数状态的预测结果，并向结果输出单元发送预测结果，运行参数状态包括以下至少一项：压力分布状态、温度变化状态、下游关键点状态、以及分输点状态；结果输出单元，用于向现场终端发送预测结果，以使得现场终端显示预测结果。

4、一种可能的设计中，边缘计算单元通过开放平台通信统一架构opc ua通信接口与数据采集与监视控制scada系统通信单元连接；边缘计算单元通过高清晰度多媒体hdmi接口和结果输出单元连接。

5、一种可能的设计中，天然气管道状态的预测装置还包括云训练平台通信单元；云训练平台通信单元用于和云训练平台连接；云训练平台通信单元用于通过莫迪康协议modbus接口和边缘计算单元连接；云训练平台通信单元，用于接收来自云训练平台的模拟机器学习仿真模型，并向边缘计算单元发送模拟机器学习仿真模型。

6、一种可能的设计中，边缘计算单元，还用于向云训练平台通信单元发预测结果；云训练平台通信单元，还用于向云训练平台发送预测结果，并接收来自云训练平台基于预测结果优化的模拟机器学习仿真模型。

7、一种可能的设计中，边缘计算单元还包括：处理器、内存、以及主板；内存和处理器位于主板上；处理器与内存连接；处理器和scada系统通信单元连接；处理器和结果输出单元连接。内存，用于存储模拟机器学习仿真模型、生产数据、以及预测结果；处理器，用于基于模拟机器学习仿真模型，对天然气管道的运行参数状态进行预测。

8、一种可能的设计中，主板与scada系统通信单元之间的状态包括：连接状态和分离状态；当主板与scada系统通信单元之间的状态为连接状态时，通过预设固定方式固定主板与scada系统通信单元之间的连接。

9、一种可能的设计中，主板设置有嵌入式控制器；预设固定方式包括：通过嵌入式控制器，固定主板和scada系统通信单元。

10、一种可能的设计中，天然气管道状态的预测装置还包括：宽温散热机箱；边缘计算单元、scada系统通信单元、以及结果输出单元位于宽温散热机箱内；宽温散热机箱，用于对边缘计算单元、scada系统通信单元、以及结果输出单元进行散热，以使得边缘计算单元、scada系统通信单元、以及结果输出单元处于预设温度范围。

11、一种可能的设计中，处理器和云训练平台通信单元连接。

12、一种可能的设计中，内存用于存储操作系统、机器学习模型库、本地运行日志、以及缓存数据。

13、基于上述技术方案可知，本申请提供的天然气管道状态的预测装置通过将天然气管道的生产数据输入预先训练的管道工况模拟仿真机器学习模型，预测天然气管道的参数状态，其中，天然气管道状态的预测装置内置有预先训练的具有较高的计算速度的机器学习仿真模型，能够快速响应生产数据，并预测天然气管道的参数状态，因此本申请提供的装置缩短了天然气管道仿真技术的计算时间，进而提高了天然气管道状态的预测效率。

1.一种天然气管道状态的预测装置，其特征在于，所述天然气管道状态的预测装置包括边缘计算单元、数据采集与监视控制scada系统通信单元、以及结果输出单元；所述scada系统通信单元和所述边缘计算单元连接；所述结果输出单元和所述边缘计算单元连接；

2.根据权利要求1所述的天然气管道状态的预测装置，其特征在于，所述边缘计算单元通过开放平台通信统一架构opc ua通信接口与数据采集与监视控制scada系统通信单元连接；所述边缘计算单元通过高清晰度多媒体hdmi接口和结果输出单元连接。

3.根据权利要求1所述的天然气管道状态的预测装置，其特征在于，所述天然气管道状态的预测装置还包括云训练平台通信单元；所述云训练平台通信单元用于和云训练平台连接；所述云训练平台通信单元用于通过莫迪康协议modbus接口和边缘计算单元连接；

4.根据权利要求3所述的天然气管道状态的预测装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的天然气管道状态的预测装置，其特征在于，所述边缘计算单元还包括：处理器、内存、以及主板；所述内存和所述处理器位于所述主板上；所述处理器与所述内存连接；所述处理器和所述scada系统通信单元连接；所述处理器和所述结果输出单元连接；

6.根据权利要求5所述的天然气管道状态的预测装置，其特征在于，所述主板与所述scada系统通信单元之间的状态包括：连接状态和分离状态；当所述主板与所述scada系统通信单元之间的状态为所述连接状态时，通过预设固定方式固定所述主板与所述scada系统通信单元之间的连接。

7.根据权利要求6所述的天然气管道状态的预测装置，其特征在于，所述主板设置有嵌入式控制器；

8.根据权利要求1所述的天然气管道状态的预测装置，其特征在于，所述天然气管道状态的预测装置还包括：宽温散热机箱；所述边缘计算单元、所述scada系统通信单元、以及所述结果输出单元位于所述宽温散热机箱内；

9.根据权利要求5所述天然气管道状态的预测装置，其特征在于，所述处理器和云训练平台通信单元连接。

10.根据权利要求5所述天然气管道状态的预测装置，其特征在于，所述内存用于存储操作系统、机器学习模型库、本地运行日志、以及缓存数据。