[發(fā)明專利]一種城市燃?xì)夤芫W(wǎng)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710057772.9
• 申請(qǐng)日: 2007-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN101093058A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊昭;賴建波;劉明亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): F17D5/06
• 分類號(hào): F17D5/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 江鎮(zhèn)華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于管網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控及無線數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，尤其是涉及一種城市燃?xì)夤芫W(wǎng)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，并涉及一種該監(jiān)控系統(tǒng)采用的監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)大多數(shù)燃?xì)夤?yīng)單位的監(jiān)控技術(shù)依然十分落后，尤其是對(duì)輸配管網(wǎng)的管理，基本上還是采用專人定期定點(diǎn)巡檢和抄錄，這樣不僅工作量大、效率低，而且差錯(cuò)率和人為誤差高，很難實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。采用傳統(tǒng)的輸配管網(wǎng)管理方式，首先是運(yùn)營(yíng)成本高，其次是難以適應(yīng)現(xiàn)代化管理手段的要求，給國(guó)家和企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)。

已有的管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中所采用的數(shù)據(jù)通信可簡(jiǎn)單分為兩類：有線通信和無線通信，其中有線通信主要包括架設(shè)光纜、電話MODEN(音頻)、電話專線、電視電纜、電力線載波等。由于管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)分布范圍廣、數(shù)量多，個(gè)別監(jiān)控點(diǎn)地處偏僻，采用有線通信方式存在建設(shè)周期長(zhǎng)、工作難度大、運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)；與之相比，無線通信方式則具有投資少、建設(shè)周期短、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)有的無線通信方式包括無線數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò)頻通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信(包括GSM、GPRS和CDMA)等多種方式，其中衛(wèi)星通信的通信費(fèi)用較高，而擴(kuò)頻通信雖然速率高，但只能在視距范圍內(nèi)傳輸。無線數(shù)傳電臺(tái)作為傳輸信道具有組網(wǎng)靈活、擴(kuò)展容易、維修方便、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但由于系統(tǒng)工作于230MHz且多采用普通間接調(diào)制的數(shù)傳電臺(tái)，這就造成系統(tǒng)易受外界干擾、通信速率低、誤碼率高、數(shù)據(jù)傳送量不大、信號(hào)覆蓋范圍小等缺點(diǎn)。

GSM(Global?System?for?Mobile?Communications)和GPRS(General?packet?radioservice)是目前我國(guó)主要使用的蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，通信方式是在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)上進(jìn)行的。GSM/GPRS無線通訊網(wǎng)已基本覆蓋全國(guó)，因而具有不需另外鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)、建設(shè)周期短、通信速率高、沒有同頻干擾、性能穩(wěn)定可靠、保密性好、費(fèi)用低廉，而且無需向無線電管理委員會(huì)辦理頻帶資源使用手續(xù)和繳納頻帶資源占用費(fèi)等特點(diǎn)，可節(jié)省大量的人力物力。

傳統(tǒng)的燃?xì)夤芫W(wǎng)管理手段很難實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和傳輸，理想的數(shù)據(jù)傳輸方式是基于無線的通訊傳輸，此外管網(wǎng)分布范圍廣且布局錯(cuò)綜復(fù)雜，因此，需將管網(wǎng)的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)建立在空間地理模型的基礎(chǔ)之上。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決傳統(tǒng)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)管理手段中所存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種集成了GSM、GPRS傳輸以及GIS信息管理的管網(wǎng)自動(dòng)監(jiān)控方法，并提出一種采用此方法的監(jiān)控系統(tǒng)。它是采用GPRS無線通訊技術(shù)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的傳輸，服務(wù)器端對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行可視顯示，通過GIS強(qiáng)大的空間分析功能對(duì)回傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，并對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)采取實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)泄漏情況，可迅速將泄漏信息通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳送到維修站點(diǎn)，以確保城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運(yùn)行。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種城市燃?xì)夤芫W(wǎng)自動(dòng)監(jiān)控方法，該方法是在燃?xì)夤芫W(wǎng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)處建立測(cè)點(diǎn)站，采集節(jié)點(diǎn)處管內(nèi)氣體的流動(dòng)信號(hào)；設(shè)置監(jiān)控中心服務(wù)器，監(jiān)控中心服務(wù)器與測(cè)點(diǎn)站之間通過無線通訊網(wǎng)傳輸測(cè)點(diǎn)站所采集的數(shù)據(jù)信息；監(jiān)控中心服務(wù)器存儲(chǔ)有燃?xì)夤芫W(wǎng)各個(gè)部件的空間地理數(shù)據(jù)，并安裝和運(yùn)行基于GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)處理和管網(wǎng)泄漏監(jiān)控軟件，該軟件能夠?qū)芫W(wǎng)泄漏進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，并及時(shí)向維修站傳輸泄漏信息。

作為最佳實(shí)施方案，上述的監(jiān)控方法可以包括下列步驟：

(1)監(jiān)控中心服務(wù)器存儲(chǔ)有燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)部件的空間地理數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)包括管長(zhǎng)、管徑在內(nèi)的管網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)；

(2)建立管道實(shí)時(shí)仿真模型，根據(jù)管網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)計(jì)算管網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)處的參數(shù)值；

(3)根據(jù)燃?xì)夤艿赖膲毫ζ胶怅P(guān)系設(shè)定泄漏閾值；

(4)在各個(gè)測(cè)點(diǎn)站分別采集包括管道氣體流量、壓力和溫度信號(hào)在內(nèi)的管內(nèi)氣體的流動(dòng)信號(hào)，并將其通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)控中心服務(wù)器；

(5)監(jiān)控中心服務(wù)器根據(jù)接收到的管道信息，獲得各個(gè)節(jié)點(diǎn)處的測(cè)量值；

(6)計(jì)算各個(gè)節(jié)點(diǎn)處的參數(shù)值與測(cè)量值之間的偏差；

(7)如果偏差超過閾值，采用瞬態(tài)壓力波法，估算泄漏位置，并根據(jù)所存儲(chǔ)的燃?xì)夤芫W(wǎng)的空間地理數(shù)據(jù)，確定泄漏管道所處地理位置。

上述步驟中，監(jiān)控中心服務(wù)器可以根據(jù)步驟(5)所獲得的各個(gè)節(jié)點(diǎn)處的測(cè)量值以及滿足無泄漏時(shí)潛在泄漏量最小化的條件，對(duì)步驟(2)所建立的仿真模型進(jìn)行在線參數(shù)調(diào)整。

上述的監(jiān)控方法在步驟(7)之后，還可以包括下列步驟，監(jiān)控中心服務(wù)器通過GSM網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)將泄漏管道所處地理位置以及該管道的泄漏位置信息發(fā)送到相應(yīng)的維修站點(diǎn)。