一种城市燃气管网自动监控系统及监控方法技术方案

本发明专利技术属于管网运行监控及无线数据传输领域，涉及城市燃气管网自动监控方法和系统。本发明专利技术的城市燃气管网自动监控方法，是在燃气管网的各个节点处建立测点站，采集节点处管内气体的流动信号；设置监控中心服务器，监控中心服务器与测点站之间通过无线通讯网传输测点站所采集的数据信息；监控中心服务器存储有燃气管网各个部件的空间地理数据，并安装和运行基于ＧＩＳ技术的数据处理和管网泄漏监控软件，该软件能够对管网泄漏进行实时预警，并及时向维修站传输泄漏信息。本发明专利技术采用ＧＰＲＳ无线通讯技术和ＧＩＳ空间地理技术，对管网系统采取实时监控，一旦出现泄漏情况，可迅速将泄漏信息通过ＧＳＭ网络传送到维修站点，以确保城市燃气管网的安全运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于管网运行监控及无线数据传输领域，尤其是涉及一种城市燃气管网自动监控系统，并涉及一种该监控系统采用的监控方法。
技术介绍
目前，我国大多数燃气供应单位的监控技术依然十分落后，尤其是对输配管网的管理，基本上还是采用专人定期定点巡检和抄录，这样不仅工作量大、效率低，而且差错率和人为误差高，很难实现对监控点的实时数据采集。采用传统的输配管网管理方式，首先是运营成本高，其次是难以适应现代化管理手段的要求，给国家和企业造成了巨大的经济损失和资源浪费。已有的管网监控系统中所采用的数据通信可简单分为两类有线通信和无线通信，其中有线通信主要包括架设光缆、电话MODEN(音频)、电话专线、电视电缆、电力线载波等。由于管网监控点分布范围广、数量多，个别监控点地处偏僻，采用有线通信方式存在建设周期长、工作难度大、运行费用高等缺点；与之相比，无线通信方式则具有投资少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。现有的无线通信方式包括无线数传电台、扩频通信、卫星通信、移动通信(包括GSM、GPRS和CDMA)等多种方式，其中卫星通信的通信费用较高，而扩频通信虽然速率高，但只能在视距范围内传输。无线数传电台作为传输信道具有组网灵活、扩展容易、维修方便、运行费用低等优点，但由于系统工作于230MHz且多采用普通间接调制的数传电台，这就造成系统易受外界干扰、通信速率低、误码率高、数据传送量不大、信号覆盖范围小等缺点。GSM(Global System for Mobile Communications)和GPRS(General packet radioservice)是目前我国主要使用的蜂窝数字移动通信系统，通信方式是在移动运营商的数据通信平台上进行的。GSM/GPRS无线通讯网已基本覆盖全国，因而具有不需另外铺设网络、建设周期短、通信速率高、没有同频干扰、性能稳定可靠、保密性好、费用低廉，而且无需向无线电管理委员会办理频带资源使用手续和缴纳频带资源占用费等特点，可节省大量的人力物力。传统的燃气管网管理手段很难实现对管网远程节点的实时数据的采集和传输，理想的数据传输方式是基于无线的通讯传输，此外管网分布范围广且布局错综复杂，因此，需将管网的自动监控系统建立在空间地理模型的基础之上。
技术实现思路
为了解决传统燃气输配管网管理手段中所存在的缺陷，本专利技术提出了一种集成了GSM、GPRS传输以及GIS信息管理的管网自动监控方法，并提出一种采用此方法的监控系统。它是采用GPRS无线通讯技术进行节点数据的传输，服务器端对传输的数据进行可视显示，通过GIS强大的空间分析功能对回传的数据进行分析和预测，并对管网系统采取实时监控，一旦出现泄漏情况，可迅速将泄漏信息通过GSM网络传送到维修站点，以确保城市燃气管网的安全运行。本专利技术采用如下的技术方案一种城市燃气管网自动监控方法，该方法是在燃气管网的各个节点处建立测点站，采集节点处管内气体的流动信号；设置监控中心服务器，监控中心服务器与测点站之间通过无线通讯网传输测点站所采集的数据信息；监控中心服务器存储有燃气管网各个部件的空间地理数据，并安装和运行基于GIS技术的数据处理和管网泄漏监控软件，该软件能够对管网泄漏进行实时预警，并及时向维修站传输泄漏信息。作为最佳实施方案，上述的监控方法可以包括下列步骤(1)监控中心服务器存储有燃气管网系统各个部件的空间地理数据，并存储包括管长、管径在内的管网属性数据；(2)建立管道实时仿真模型，根据管网属性数据计算管网各个节点处的参数值；(3)根据燃气管道的压力平衡关系设定泄漏阈值；(4)在各个测点站分别采集包括管道气体流量、压力和温度信号在内的管内气体的流动信号，并将其通过GPRS网络发送到监控中心服务器；(5)监控中心服务器根据接收到的管道信息，获得各个节点处的测量值；(6)计算各个节点处的参数值与测量值之间的偏差；(7)如果偏差超过阈值，采用瞬态压力波法，估算泄漏位置，并根据所存储的燃气管网的空间地理数据，确定泄漏管道所处地理位置。上述步骤中，监控中心服务器可以根据步骤(5)所获得的各个节点处的测量值以及满足无泄漏时潜在泄漏量最小化的条件，对步骤(2)所建立的仿真模型进行在线参数调整。上述的监控方法在步骤(7)之后，还可以包括下列步骤，监控中心服务器通过GSM网络自动将泄漏管道所处地理位置以及该管道的泄漏位置信息发送到相应的维修站点。本专利技术同时提供一种采用上述方法的城市燃气管网自动监控系统，包括设置在燃气管网节点处的各个测点站、无线通讯模块、监控中心服务器，其中，测点站，包括控制器、分别与控制器相连并受其控制的数据采集模块和无线通讯模块，数据采集模块用于采集节点处的管道信息，所述无线通讯模块用于在监控中心服务器与测点站之间传输各个测点站所采集的数据信息；监控中心服务器，其内存储有燃气管网各个组成部件的空间地理数据，并安装有基于GIS技术的数据处理和管网泄漏监控软件，该软件能够对管网泄漏进行实时预警，并及时向维修站传输泄漏信息。上述监控系统的数据采集模块应当设置有气体流量、压力和温度传感器以及分别与各个传感器的输出相连的模拟/数字转换器，所述无线通讯模块为GPRS模块，所述管道信息为管道气体流量、压力和温度信息。设置在每个测点站的GPRS模块由GPRS网关通过GPRS无线通信网络交换数据，监控中心服务器通过监控通讯中心与GPRS无线通信网络交换数据，监控通讯中心与监控中心服务器之间采用专线连接。本专利技术的城市燃气管网自动监控系统，在监控中心服务器里可以存储有燃气管网各个组成部件的空间地理数据，并存储有包括管长、管径在内的管网属性数据；所述监控中心服务器用于完成如下操作(1)根据管网属性数据，计算管网各个节点处的参数值；(2)将参数值与从各个测点站接收的各个节点处的测量值相比较，判断两者之间的偏差是否超过阈值；(3)如果偏差超出阈值，采用瞬态压力波法，估算泄漏位置，并根据所存储的燃气管网的空间地理数据，确定泄漏管道所处地理位置。在维修站设置有接收GSM网络信息的装置，用于接收从监控中心服务器发送的泄漏信息。本专利技术为城市燃气管网的自动监控系统，该系统集成了GSM、GPRS传输以及GIS信息管理，因此，实现了管网运行数据的无线远程传输，并结合GIS技术对整个管网实施有效的可视化管理，能够实时监测泄漏事故的发生，并对泄漏位置进行计算，可将泄漏信息传送给相应的维修站点，通知维修人员实施抢修，从而确保整个管网的安全运行。附图说明图1为本专利技术实施例的系统构成图。图2为本专利技术实施例的测点站结构框图。图3为本专利技术实施例的监控中心服务器的监控软件功能模块结构图。图4为图3本专利技术采用的泄漏定位及预警模块工作原理图。图中1 数据采集模块 2 GPRS模块 3 天线 4 GPRS网络 5 移动内部网6移动APN专线 7 监控通讯中心 8 监控中心服务器 9 GSM网络 10维修站11电源模块 12 存储器 13 控制器模块 14 通信接 15 编程接口16 终端A/D转化器 17 压力传感器 18 流量传感器 19 温度传感器 具体实施例方式本专利技术的硬件设备主要由两个部分组成测点站、监控中心服务器。测点站包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市燃气管网自动监控方法，其特征在于，该方法是在燃气管网的各个节点处建立测点站，采集节点处管内气体的流动信号；设置监控中心服务器，监控中心服务器与测点站之间通过无线通讯网传输测点站所采集的数据信息；监控中心服务器存储有燃气管网各个部件的空间地理数据，并安装和运行基于ＧＩＳ技术的数据处理和管网泄漏监控软件，该软件能够对管网泄漏进行实时预警，并及时向维修站传输泄漏信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昭，赖建波，刘明亮，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]