一种石油输油管道巡护系统及方法与流程

1.本发明属于石油输油管道巡护技术领域，具体涉及一种石油输油管道巡护系统及方法。


背景技术：

2.石油在国民生产生活中发挥着重要作用，石油输油管道的安全是保障石油供应的前提。目前我国打孔盗油事件频发，对石油管道的巡护及泄漏点的及时发现，对保障石油运输安全、减小经济损失、降低环境污染有着重要意义。
3.目前，针对打孔盗油事件以及漏油检测主要有以下几种方式：
4.(1)人工巡线法：安排人员日夜巡查管道有无泄漏、裸露和异常情况；
5.(2)流量、压力数据分析法：管道发生泄漏或被盗时，管输压力和流量会发生变化，根据这一变化对数据进行分析、判断，即可判断出泄漏点的大体位置；
6.(3)开孔前预警技术：该技术又分为场式监控(红外、微波、磁场感应电缆、泄漏电缆等技术)和感知监控(光纤振动、分布式光缆、磁感应振动电缆、声波探测、地震仪监控等技术)，场式监控侧重于监控人的进入，感知监控侧重于监控人的行为，但是场式监控只能用于短时问小范围内的监控，感知监控可以用于长距离的长时间不问断监控。
7.然而以上技术存在诸多问题：(1)人工巡线法人力成本高，巡护范围有限；(2)流量、压力数据分析法误差较大，不能反映其具体位置；(3)感知监控只能感知外界的作用对管道或大地产生的间接影响，这些问接影响能否被感知到，不仅决定于技术本身，还决定于盗油分子防范措施，受这些的因素的影响，使得系统难以分辨外界作用的属性，容易产生误报和漏报，致使这些技术在实际用中受到了各种各样的技术限制，不能获得良好的应用效果。


技术实现要素：

8.鉴于上述问题，本发明提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种石油输油管道巡护系统及方法。
9.为解决上述技术问题，本发明提供了一种石油输油管道巡护系统，包括：
10.飞行器，用于对石油输油管道进行巡护并输出巡护数据；
11.监控中心，用于控制所述飞行器并分析其输出的所述巡护数据；
12.基站，用于所述飞行器与所述监控中心的通讯；所述基站分别与所述飞行器和所述监控中心通信连接。
13.优选地，所述飞行器上设置有定位器，所述定位器分别与所述飞行器和所述基站连接。
14.优选地，所述飞行器上设置有图像采集器，所述图像采集器与所述基站通信连接。
15.优选地，所述飞行器上设置有红外感应器，所述红外感应器与所述基站通信连接。
16.优选地，所述飞行器上设置有气敏传感器，所述气敏传感器与所述基站通信连接。
17.优选地，所述飞行器上设置有采样器，所述采样器与所述飞行器通信连接。
18.优选地，所述飞行器上设置有采样器，所述采样器与所述飞行器通信连接。
19.优选地，还包括：移动巡逻车，所述移动巡逻车分别与所述飞行器和所述监控中心通信连接。
20.优选地，所述移动巡逻车上设置有充电器，当所述飞行器降落至所述移动巡逻车上预设位置处时，所述飞行器与所述充电器连接。
21.本技术还提供了一种石油输油管道巡护方法，基于如上述中任一所述的石油输油管道巡护系统实现，所述方法包括步骤：
22.飞行器沿预设指令对石油输油管道进行巡护并输出巡护数据；
23.监控中心分析所述巡护数据并反馈控制指令给所述飞行器；
24.所述飞行器按照所述控制指令对所述石油输油管道进行巡护。
25.本发明具备以下优点：
26.(1)利用飞行器平台的自动巡航功能，通过定位器定位系统和图像采集器摄像功能，能对整个管道线路进行全覆盖巡逻，加大了巡逻范围，降低了人力成本；
27.(2)自动巡航模式，定制飞行模式和人工引导模式三种巡飞模式，并能随时进行模式切换，更加符合管道巡防实际要求；
28.(3)通过红外感应器的热成像原理，利用人体温度高于环境温度这一特性，来检测管道周围人体的存在，获取现场甚至可疑人员面部图像，为有关部门打击打孔盗油犯罪行为提供证据，并可以根据监控中心指令通过tld算法对可疑人员实现自动跟踪；
29.(4)通过图像采集器沿线进行灰度检测，可以及时发现是否出现管道泄漏情况，利用旋翼飞行器可以悬停飞行的特点，在可疑泄漏处悬停并通过机身搭载的气敏传感器进一步判断是否发生石油泄漏，提高判断准确性，同时可以对泄漏点进行采样，便于对泄漏物及时分析。
30.(5)通过使用移动巡逻车，能实现飞行器与基站的可靠数据传输和保存；移动巡逻车能给飞行器充电，提高了续航能力；监控中心通过移动巡逻车能对多架飞行器进行调度管理，大幅增加了巡护里程；
31.(6)通过飞行器平台，减少了人力成本及后期维护成本。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
33.图1是本发明实施例提供的一种石油输油管道巡护系统的示意图。
具体实施方式
34.下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
35.在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
36.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
37.如图1，在本技术实施例中，本发明提供了一种石油输油管道巡护系统，包括：
38.飞行器，用于对石油输油管道进行巡护并输出巡护数据；
39.监控中心，用于控制所述飞行器并分析其输出的所述巡护数据；
40.基站，用于所述飞行器与所述监控中心的通讯；所述基站分别与所述飞行器和所述监控中心通信连接。
41.在本技术实施例中，所述飞行器上设置有定位器，所述定位器分别与所述飞行器和所述基站连接。
42.在本技术实施例中，所述飞行器上设置有图像采集器，所述图像采集器与所述基站通信连接。
43.在本技术实施例中，所述飞行器上设置有红外感应器，所述红外感应器与所述基站通信连接。
44.在本技术实施例中，所述飞行器上设置有气敏传感器，所述气敏传感器与所述基站通信连接。
45.在本技术实施例中，所述飞行器上设置有采样器，所述采样器与所述飞行器通信连接。
46.在本技术实施例中，所述飞行器上设置有采样器，所述采样器与所述飞行器通信连接。
47.在本技术实施例中，本发明提供的一种石油输油管道巡护系统还包括：移动巡逻车，所述移动巡逻车分别与所述飞行器和所述监控中心通信连接。
48.在本技术实施例中，所述移动巡逻车上设置有充电器，当所述飞行器降落至所述移动巡逻车上预设位置处时，所述飞行器与所述充电器连接。
49.本技术提供了一种石油输油管道巡护系统，包括飞行器、多个基站和监控中心，该飞行器与该监控中心通过基站通讯连接，监控中心用于根据管道的实际铺设情况设置飞行器的巡逻路径及接受飞行器传来的图像、地理位置坐标等巡护数据及对飞行器进行远程控制；飞行器用于以自动巡航模式、定制巡航模式或人工引导模式工作。
50.当飞行器工作于自动巡航模式时：
51.飞行器沿预先设置的巡护路线进入高空巡航模式，通过飞行器的图像采集器(比如摄像头)监控管道的情况，将图像采集器监控得到的图像通过基站实时传送到监控中心，并自主判断是否有疑似泄漏点(飞行器中预设有判断程序)，若发现可疑泄漏点飞行器进行检视模式，降低飞行高度，通过机身携带的气敏传感器判断是否发生石油泄漏，并通过定位器(比如gps系统)获得该泄漏点的地理位置，通过基站发送该处详细图像及地理位置坐标到监控中心，监控中心可根据传回的图像判断是否需要进行采样，如有需要，向飞行器发送采样位置，飞行器在采样点降落并通过机身搭载的采样器(微型采样器)进行采样，同时可切换到人工引导模式，控制飞行器降落并通过机身搭载的采样器进行样品采集。同时在高
空巡航模式中，还可通过红外感应器(比如红外摄像头)热成像原理识别巡护路径上的人，如若发现可疑人员，进入检视模式，对现场进行多角度拍摄同时通过基站传送通知指令至监控中心，监控中心用于根据飞行器传送来的通知指令和当前图像采集器图像识别该图像中的可疑人员，若需要对可以人员进行跟踪，通知飞行器通过tld算法对可疑人员进行跟踪拍摄，同时可以切换为人工引导模式控制飞行器对人员进行跟踪拍摄。
52.当飞行器工作于定制巡航模式时：
53.在无巡防任务的情况下，飞行器待命。监控中心工作人员在监控中心的地图中预设飞行器需要飞经的任务点并设置在该任务点需要执行的任务，飞行器接收到指令后沿预设的任务点自动生成飞行路线进行飞行，并执行预先设置的拍照、录像以及进行取样等操作。
54.当飞行器工作于人工引导模式时：
55.监控中心利用飞行器中定位器的位置信息，操纵飞行器对管道进行巡护，并将图像采集器监控得到的图像通过基站实时传送到监控中心，监控中心根据飞行器图像采集器传送回来的图像识别可疑人员或可疑泄漏点，并控制飞行器对泄漏点的情况进行多角度拍摄、悬停进行气味检测、降落进行取样以及对可以人员进行跟踪拍摄。
56.在本技术实施例中，飞行器还用于在自身电能快消耗完毕前发送指令至移动巡逻车，以寻找距离其最近的一个移动巡逻车，并建立与其的通讯连接，并且最近的移动巡逻车通知该飞行器其所在具体位置，随后飞行器到达该移动巡逻车的充电器位置并完成充电操作。
57.在本技术实施例中，在确定了飞行模式以后，监控中心可以通过通知飞行器的方式执行自动巡航模式、定制巡航模式和人工引导模式之间的切换。
58.本技术还提供了一种石油输油管道巡护方法，基于如上述中所述的石油输油管道巡护系统实现，所述方法包括步骤：
59.飞行器沿预设指令对石油输油管道进行巡护并输出巡护数据；
60.监控中心分析所述巡护数据并反馈控制指令给所述飞行器；
61.所述飞行器按照所述控制指令对所述石油输油管道进行巡护。
62.在本技术实施例中，飞行器为旋翼飞行器及固定翼飞行器。
63.下面以具体实施例对本技术进行详细描述。
64.实例一：
65.在管道巡防中，监控中心工作人员通过系统控制界面，选择四轴飞行器的自动巡航模式之后，监控中心通过基站控制飞行器起飞并沿设置的巡逻路径在高空进入巡航飞行模式，通过飞行器的图像采集器监控管道的图像，并将图像采集器监控得到的图像通过移动巡逻车实时传送到监控中心，飞行器通过分析图像采集器采集到的图像，自主判断是否有疑似泄漏点，若发现可疑泄漏点，进行检视飞行模式，降低飞行高度，通过机身携带的气敏传感器判断是否发生石油泄漏，并通过定位器获得该泄漏点的地理位置，通过基站发送该处详细图像及地理位置坐标到监控中心，监控中心可根据传回的图像判断需要进行采样，并向飞行器发送采样位置，飞行器在采样点降落并通过机身搭载的采样器进行采样，随后继续进入高空巡航模式飞行。。
66.实例二：
67.在管道巡防中，监控中心工作人员通过系统控制界面，选择六轴飞行器的自动航模式之后，监控中心通过基站控制飞行器起飞并沿设置的巡逻路径在进入高空巡航飞行模式，四轴飞行器通过红外感应器热成像原理识别巡护路径上的人，发现可疑人员，进入检视飞行模式，对现场进行多角度拍摄同时通过基站传送通知指令至监控中心，监控中心根据飞行器传送来的通知指令和当前图像采集器传回图像识别该图像中的可疑人员，判定需要对可疑人员进行跟踪拍摄，通知飞行器通过tld算法对可疑人员进行跟踪拍摄，接收到监控中心发出的停止跟踪的命令后继续进入高空巡航模式飞行。
68.实例三：
69.在管道巡防中，监控中心工作人员通过系统控制界面，选择六轴飞行器的定制飞行模式之后，监控中心工作人员在监控中心的地图中预设飞行器需要飞经的任务点并设置在任务点需要执行的任务，飞行器接收到指令后起飞，沿预设的任务点进行飞行，实时将图像采集器采集到的图像通过基站发送至监控中心，并执行预先设置的拍照、录像以及进行取样等操作
70.实例四：
71.在管道巡防中，监控中心工作人员通过系统控制界面，选择四轴飞行器的人工引导飞行模式之后，监控中心利用飞行器中定位器的位置信息，手动操纵飞行器对管道进行巡护，并将图像采集器监控得到的图像通过基站实时传送到监控中心，监控中心根据飞行器图像采集器传送回来的图像识别可疑人员或可疑泄漏点，并控制飞行器对泄漏点的情况进行多角度拍摄、悬停进行气味检测、降落进行取样以及对可以人员进行跟踪拍摄。
72.本发明充分利用了旋翼飞行器及固定翼飞行器平台灵活机动的特性，通过自动导航和定位器定位，监控中心可以自主设置航线，实现对管道线路的全覆盖；飞行器模式可以设置为自主巡航模式，定制飞行模式和人工引导模式，可根据实际情况设置飞行模式，更具灵活性；通过红外感应器的热成像原理，利用人体温度高于环境温度这一特性，来检测管道周围人体的存在，并获取现场甚至可疑人员面部图像，为有关部门打击打孔盗油犯罪行为提供证据；通过机身搭载相机沿线进行灰度检测，可以及时发现是否出现管道泄漏情况，利用旋翼飞行器可以悬停飞行的特点，在可疑泄漏处悬停并通过机身搭载的气味传感器进一步判断是否发生石油泄漏，提高判断准确性，同时可以利用机身搭载的小型取样设备进行取样操作；通过使用多个移动巡逻车，可以实现多架飞机的调度，移动巡逻车还兼具给飞行器充电的功能，可以大幅度增加续航里程，同时巡逻车本身可以对局部管道进行人为检测，并且通过无线发射和接收装置可实现数据的可靠传输。
73.具体而言，本发明将飞行器平台自动巡逻功能、定位器定位功能、红外感应器热成像原理、灰度检测技术、tld跟踪技术、气味检测技术，以及移动巡逻车传输数据、飞机调度和充电功能结合起来，使得发明具备以下优点：
74.(1)利用飞行器平台的自动巡航功能，通过定位器定位系统和图像采集器摄像功能，能对整个管道线路进行全覆盖巡逻，加大了巡逻范围，降低了人力成本；
75.(2)自动巡航模式，定制飞行模式和人工引导模式三种巡飞模式，并能随时进行模式切换，更加符合管道巡防实际要求；
76.(3)通过红外感应器的热成像原理，利用人体温度高于环境温度这一特性，来检测管道周围人体的存在，获取现场甚至可疑人员面部图像，为有关部门打击打孔盗油犯罪行
为提供证据，并可以根据监控中心指令通过tld算法对可疑人员实现自动跟踪；
77.(4)通过图像采集器沿线进行灰度检测，可以及时发现是否出现管道泄漏情况，利用旋翼飞行器可以悬停飞行的特点，在可疑泄漏处悬停并通过机身搭载的气敏传感器进一步判断是否发生石油泄漏，提高判断准确性，同时可以对泄漏点进行采样，便于对泄漏物及时分析。
78.(5)通过使用移动巡逻车，能实现飞行器与基站的可靠数据传输和保存；移动巡逻车能给飞行器充电，提高了续航能力；监控中心通过移动巡逻车能对多架飞行器进行调度管理，大幅增加了巡护里程；
79.(6)通过飞行器平台，减少了人力成本及后期维护成本。
80.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
81.总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。