[發(fā)明專利]管道安全智能監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010470602.9
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN113203049B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王巨洪;姜有文;劉志剛;鄒立軍;趙云峰;高強;王學(xué)力;孫巍;滕延平;王新;李保吉;王婷;陳健;王禹欽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: F17D5/00
• 分類號: F17D5/00;F17D5/06
• 代理公司: 北京三高永信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 董亞軍

1.一種管道安全智能監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述管道安全智能監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)包括光纖預(yù)警模塊(10)、視頻智能識別模塊(20)、無人機巡護(hù)模塊(30)、人工智能巡護(hù)模塊(40)和綜合管理平臺(50)；

所述光纖預(yù)警模塊(10)，用于實時采集管道的沿線溫度和振動信號，并對所述管道的沿線溫度和所述振動信號進(jìn)行智能識別分析，識別所述管道沿線是否存在危害行為，并在所述管道沿線存在危害行為時，向所述綜合管理平臺(50)發(fā)送報警信息；

所述視頻智能識別模塊(20)，用于實時采集管道沿線多個區(qū)域的視頻或圖片，并對采集到的所述視頻或圖片進(jìn)行智能識別分析，識別所述管道沿線是否存在危害行為，并在所述管道沿線存在危害行為時，向所述綜合管理平臺(50)發(fā)送報警信息；

所述無人機巡護(hù)模塊(30)，用于實時采集所述管道沿線兩側(cè)區(qū)域的視頻或圖片，并對采集到的所述視頻進(jìn)行智能識別分析，識別所述管道沿線是否存在危害行為，并在所述管道沿線存在危害行為時，向所述綜合管理平臺(50)發(fā)送報警信息；

所述人工智能巡護(hù)模塊(40)，用于將巡檢人員巡檢時拍攝的所述管道沿線存在危害行為的視頻或圖片上傳至所述綜合管理平臺(50)，或者根據(jù)所述綜合管理平臺(50)發(fā)送的控制指令指示巡護(hù)人員至所述管道沿線上存在危害行為的區(qū)域，并拍攝視頻或圖片上傳至所述綜合管理平臺(50)；

所述綜合管理平臺(50)，用于當(dāng)接收到所述光纖預(yù)警模塊(10)發(fā)送的報警信息時，獲取所述視頻智能識別模塊(20)中各個感知設(shè)備攝像頭拍攝的視頻或圖片，對現(xiàn)場進(jìn)行實時監(jiān)控，供管理人員查看，在確認(rèn)了現(xiàn)場情況和管道沿線上存在危害行為的區(qū)域的位置的同時，指示啟動所述無人機巡護(hù)模塊(30)，使無人機移動至管道沿線上存在危害行為的區(qū)域，或向所述人工智能巡護(hù)模塊(40)發(fā)動控制指令，指示巡線人員至現(xiàn)場拍攝視頻或圖片上傳至綜合所述綜合管理平臺(50)，以從多角度，多方位來確認(rèn)現(xiàn)場的異常情況，以實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的應(yīng)急響應(yīng)；

當(dāng)接收到所述視頻智能識別模塊(20)發(fā)送的報警信息時，獲取所述視頻智能識別模塊(20)中各個感知設(shè)備攝像頭拍攝的視頻或圖片，對現(xiàn)場進(jìn)行實時監(jiān)控，供管理人員查看，在確認(rèn)了現(xiàn)場情況和管道沿線上存在危害行為的區(qū)域的位置的同時，指示啟動所述無人機巡護(hù)模塊(30)，使無人機移動至管道沿線上存在危害行為的區(qū)域，或向所述人工智能巡護(hù)模塊(40)發(fā)動控制指令，指示巡線人員至現(xiàn)場拍攝視頻或圖片上傳至所述綜合管理平臺(50)，以從多角度，多方位來確認(rèn)現(xiàn)場的異常情況，以實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的應(yīng)急響應(yīng)；與此同時，還查看所述光纖預(yù)警模塊(10)內(nèi)是否有此處的報警信息，實現(xiàn)多數(shù)據(jù)的綜合判斷；啟動所述無人機巡護(hù)模塊(30)和所述人工智能巡護(hù)模塊(40)的目的在于及時趕到現(xiàn)場，對正在進(jìn)行的機械作業(yè)或者人員徘徊等事件進(jìn)行處置以及監(jiān)管，以最快的速度處置現(xiàn)場的異常情況，保障管道的安全；

當(dāng)接收到所述無人機巡護(hù)模塊(30)發(fā)送的報警信息時，首先調(diào)用所述無人機巡護(hù)模塊(30)拍攝的視頻或圖片，查看現(xiàn)場的視頻信號，以確認(rèn)智能識別分析的結(jié)果，在確認(rèn)此報警信息無誤時，獲取所述視頻智能識別模塊(20)中各個感知設(shè)備攝像頭拍攝的視頻或圖片，對現(xiàn)場進(jìn)行實時監(jiān)控，供管理人員查看，并確定管道沿線上存在危害行為的區(qū)域的位置；然后管理人員根據(jù)現(xiàn)場的實際情況啟動所述無人機巡護(hù)模塊(30)或向所述人工智能巡護(hù)模塊(40)發(fā)動控制指令，所述人工智能巡護(hù)模塊(40)實現(xiàn)人員及時趕到現(xiàn)場進(jìn)行處置與監(jiān)管，以最大程度減小威脅管道安全事件的發(fā)生；

所述綜合管理平臺(50)，還用于在接收到所述光纖預(yù)警模塊(10)、所述視頻智能識別模塊(20)或所述無人機巡護(hù)模塊(30)發(fā)送的報警信息時，實時獲取所述視頻智能識別模塊(20)采集的管道沿線多個區(qū)域的視頻或圖片，對所述視頻智能識別模塊(20)中位于不同區(qū)域的多個感知設(shè)備攝像頭分配不同的ID號并分布展示在地圖上；然后采用AI智能識別技術(shù)，對所述視頻智能識別模塊(20)采集的管道沿線多個區(qū)域的視頻或圖片進(jìn)行識別，以確定管道沿線上存在危害行為的區(qū)域；

所述綜合管理平臺(50)，還用于當(dāng)光所述光纖預(yù)警模塊(10)、所述視頻智能識別模塊(20)和所述無人機巡護(hù)模塊(30)中有大于或等于兩個模塊同時發(fā)出報警信息時，確定報警級別為一級報警；當(dāng)只有一個模塊發(fā)出報警信息時，確定報警級別為二級報警；

所述報警信息包括危害行為類型信息，所述危害行為類型信息包括機械挖掘、人工作業(yè)、人員徘徊、車輛逗留、管道泄漏、煙火報警中的至少一種；

所述光纖預(yù)警模塊(10)包括光纖(11)、振動信號采集器(12)和光纖測溫采集器(13)；

所述光纖(11)沿所述管道沿線鋪設(shè)；所述振動信號采集器(12)和所述光纖測溫采集器(13)均沿所述管道沿線間隔布置，所述振動信號采集器(12)用于實時檢測所述光纖(11)的振動，并產(chǎn)生振動信號，所述光纖測溫采集器(13)用于實時檢測所述光纖(11)的溫度變化，并產(chǎn)生溫度信號；

所述光纖預(yù)警模塊(10)還包括第一服務(wù)器(14)和第一通信單元(15)；

所述第一服務(wù)器(14)，用于預(yù)先學(xué)習(xí)在存在各危害行為時，對應(yīng)的振動信號和溫度信號，得到能夠識別各種危害行為的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；獲取所述振動信號和所述溫度信號，并采用人工智能識別技術(shù)根據(jù)所述第一服務(wù)器(14)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對所述振動信號和所述溫度信號進(jìn)行識別，確定所述管道沿線是否存在危害行為，并在識別到所述管道沿線存在的危害行為時，生成報警信息；

所述第一通信單元(15)，用于將所述第一服務(wù)器(14)生成的所述報警信息發(fā)給所述綜合管理平臺(50)；

所述視頻智能識別模塊(20)包括多個感知設(shè)備攝像頭(21)、第二服務(wù)器(22)和第二通信單元(23)；

多個所述感知設(shè)備攝像頭(21)沿所述管道的線路方向間隔設(shè)置，多個所述感知設(shè)備攝像頭(21)分別用于實時拍攝所述管道在管道沿線多個區(qū)域的視頻或圖片，并將拍攝到的視頻或圖片發(fā)送至所述第二服務(wù)器(22)；

所述第二服務(wù)器(22)用于事先采用標(biāo)記好的各種危害行為的圖片進(jìn)行訓(xùn)練，得到能夠識別各種危害行為的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；采用人工智能識別技術(shù)根據(jù)所述第二服務(wù)器(22)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對多個所述感知設(shè)備攝像頭拍攝的視頻或圖片進(jìn)行識別，確定所述管道沿線是否存在危害行為，并在識別到所述管道沿線存在的危害行為時，生成報警信息；

所述第二通信單元(23)，用于將所述感知設(shè)備攝像頭實時拍攝的視頻或圖片、以及所述第二服務(wù)器(22)生成的所述報警信息發(fā)送給所述綜合管理平臺(50)；

若所述光纖預(yù)警模塊(10)和所述視頻智能識別模塊(20)均同時發(fā)送有報警信息，且報警信息中的危害行為類型信息相同，則確定管道沿線上存在機械挖掘危害行為；

所述無人機巡護(hù)模塊(30)包括無人機(31)、攝像頭(32)、第三服務(wù)器(33)以及第三通信單元(34)，所述攝像頭(32)搭載在所述無人機(31)上；

所述攝像頭(32)用于實時拍攝所述管道在所述管道沿線兩側(cè)區(qū)域的視頻或圖片；

所述第三服務(wù)器(33)用于通過人工智能識別技術(shù)對所述攝像頭拍攝到的所述視頻或圖片進(jìn)行識別，確定所述管道沿線是否存在危害行為，并在識別到所述管道沿線存在的危害行為時，生成報警信息；

所述第三通信單元(34)用于將所述攝像頭(32)實時拍攝的視頻和圖片、以及所述第三服務(wù)器(33)生成的所述報警信息發(fā)送給所述綜合管理平臺(50)。