一种管道异常预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种管道异常预警方法及系统，属于管道检测技术领域，管道表面布置有光缆，所述方法包括步骤：将待检测管道划分为多个待检测子管道，并标记各待检测子管道的位置信息；获取各待检测子管道上方的土壤振动对光缆中的光纤信号造成的第一变化量；获取各待检测子管道的管道应力对光缆中的光纤信号造成的第二变化量；基于第一变化量确定第一振动波形，基于第二变化量确定第二振动波形；基于所述第一振动波形、第二振动波形以及预先构建的管道状况事件数据库，确定各待检测子管道是否存在异常，并发出预警。本申请通过对土壤振动和管道应力变化的检测，实现了对管道状况的高效检测及精确判断，使得在管道受损或泄漏时提前预警。前预警。前预警。

【技术实现步骤摘要】
一种管道异常预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及管道检测
，尤其是涉及一种管道异常预警方法及系统。

技术介绍

[0002]管道运输是石油及天然气最主要的运输方式，与铁路、公路、水运等运输方式相比，具有运输量大、密闭安全、便于管理、易于实现远程集中监控等优点，因此在工业和民用领域中被广泛应用。
[0003]管道在长期使用后，管道容易发生破裂、变形、渗漏、腐蚀等损坏情况；另外，也存在一些外力破坏的情况可能造成管道的损坏，比如路面施工和油气偷盗等人为因素，以及自然灾害因素。管道的损坏不仅会导致资源浪费和经济损失，还可能对环境和人身安全造成威胁，因此，实时监测管道的使用状况，及早发现问题并及时解决，是保证管道安全稳定使用的关键。
[0004]然而，目前对管道使用状况的检测方式，一般采用人力巡检和视频监控等管网维护手段结合，但是这种手段一方面会存在监控盲区，人力巡检实时性、精确度不足，而且难以在管道泄漏前提前发现异常状况，对管道的检测效果较差。

技术实现思路

[0005]为了实现对管道状况的高效检测及精确判断，在管道受损或泄漏时提前预警，本申请提供一种管道异常预警方法及系统。
[0006]第一方面，本申请提供一种管道异常预警方法，采用如下的技术方案：所述管道表面布置有光缆，所述方法包括以下步骤：S100：将待检测管道划分为多个待检测子管道，并标记各待检测子管道的位置信息；S200：获取各待检测子管道上方的土壤振动对光缆中的光纤信号造成的第一变化量；获取各待检测子管道的管道应力对光缆中的光纤信号造成的第二变化量；S300：基于所述第一变化量确定各待检测子管道对应的第一振动波形，基于所述第二变化量确定各待检测子管道对应的第二振动波形；S400：基于所述第一振动波形、第二振动波形以及预先构建的管道状况事件数据库，确定各待检测子管道是否存在异常，并发出预警。
[0007]通过采用上述技术方案，将整个管道进行划分，利用光缆作为分布式传感器进行长距离实时监测，当地面出现破坏性的状况导致管道上方的土壤造成不同程度的振动，或者管道自身出现异常状况导致管道应力发生变化时，通过光缆可以及时感知这些土壤振动和应力变化，并还原出对应的振动波形，再结合数据库的分析，从而提前感知并判断管道的异常，实现了对管道状况的高效检测及精确判断，使得在外部破坏对管道安全具有威胁，或者管道自身原因可能造成管道受损或泄漏之前发出预警，工作人员可及时发现并处理，避免造成更大的损失。
[0008]在一个具体的可实施方案中，步骤S400具体包括：基于所述第一振动波形、管道状况事件数据库中的外部状况事件子数据库，若所述第一振动波形与所述外部状况事件子数据库中的第一特征波形对应，则确定所述待检测子管道外部异常，并根据所述第一特征波形确定管道外部异常的具体事件；基于所述第二振动波形、管道状况事件数据库中的内部状况事件子数据库，若所述第二振动波形与所述内部状况事件子数据库中的第二特征波形对应，则确定所述待检测子管道内部异常，并根据所述第二特征波形确定管道内部异常的具体事件。
[0009]通过采用上述技术方案，管道状况事件数据库中包括外部状况事件子数据库和内部状况事件子数据库，且外部状况事件子数据库包含多个管道外部异常的具体事件以及对应的特征波形，内部状况事件子数据库包含多个管道内部异常的具体事件以及对应的特征波形；在对待检测子管道的状况进行判断时，将振动波形与数据库中对应的特征波形进行比对和分析，若存在对应的特征波形，则可以根据该特征波形进一步确定异常的具体事件，进一步提高了检测及判断的精度和效率。
[0010]在一个具体的可实施方案中，步骤S400之前，还包括以下步骤：基于所述待检测子管道对应的关联信息，将预先构建的管道状况事件数据库中不符合所述关联信息的数据过滤；所述关联信息包括地质属性、管道材质和当前时间；所述地质属性包括水泥、沙石、粘土；所述管道材质包括金属材质、非金属材质；所述当前时间表征环境周期性变化因素或人为周期性变化因素导致管道应力的变化。
[0011]通过采用上述技术方案，针对待检测子管道存在异常时进行具体事件的判断，需要从管道状况事件数据库中将不符合条件的数据过滤，保留符合条件的数据，从而保证对异常情况的判断精度，避免出现误判的现象。
[0012]在一个具体的可实施方案中，若所述待检测子管道内部异常，则进一步获取内部异常的待检测子管道的管道参数；基于所述管道参数，进一步确定内部异常的待检测子管道的异常等级；所述管道参数包括管道温度和/或管道压力。
[0013]通过采用上述技术方案，当判断出待检测子管道内部异常时，再结合该待检测子管道的管道信息，例如温度和压力，进一步确定该待检测子管道的异常等级，为工作人员的后续处理提供参考。
[0014]在一个具体的可实施方案中，所述管道外部异常的具体事件包括重型机械碾压、人工挖掘、机器施工、管道破坏、自然灾害中的一种或多种；所述管道内部异常的具体事件包括形变、裂纹、泄漏中的一种或多种。
[0015]通过采用上述技术方案，对地面出现的人为破坏或自然环境破坏的多种因素，当管道出现细小形变、裂纹，或者已经发生泄漏，都可以进行具体事件的精确判断，为工作人员处理提供可靠的信息。
[0016]在一个具体的可实施方案中，若所述待检测子管道外部异常和/或内部异常，则进一步获取外部异常和/或内部异常的待检测子管道对应的摄像数据，并发出预警；所述预警信息包括外部异常的具体事件和/或内部异常的具体事件、位置信息、摄像数据。
[0017]通过采用上述技术方案，当判断出待检测子管道异常时，通过及时发出预警，对目
标实现精确定位和准确报警，供工作人员进行针对性的处理，提高处理效率，实现对管道安全的预警。
[0018]在一个具体的可实施方案中，步骤S100包括：根据地面的路况复杂程度确定待检测管道的划分方式；所述划分方式包括待检测管道中各待检测子管道的长度划分。
[0019]通过采用上述技术方案，针对路况复杂程度较高的路段，可以适当缩短待检测子管道的长度，以提高检测精度，当出现异常时便于及时发现；针对路况复杂程度较低的路段，可以适当延长待检测子管道的长度，这样既可以保证对管道的检测，又避免了资源的浪费，节省了成本。
[0020]第二方面，本身请提供一种管道异常预警系统，采用如下的技术方案：所述系统应用上述第一方面所述的方法，所述管道表面布置有光缆，所述预警系统包括信号采集模块、边缘计算模块；信号采集模块，用于将待检测管道划分为多个待检测子管道，并标记各待检测子管道的位置信息；信号采集模块，还用于获取各待检测子管道上方的土壤振动对光缆中的光纤信号造成的第一变化量；获取各待检测子管道的管道应力对光缆中的光纤信号造成的第二变化量；边缘计算模块，用于基于所述第一变化量确定各待检测子管道对应的第一振动波形，基于所述第二变化量确定各待检测子管道对应的第二振动波形；边缘计算模块，还用于基于所述第一振动波形、第二振动波形以及预先构建的管道状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道异常预警方法，其特征在于，所述管道表面布置有光缆，所述方法包括以下步骤：S100：将待检测管道划分为多个待检测子管道，并标记各待检测子管道的位置信息；S200：获取各待检测子管道上方的土壤振动对光缆中的光纤信号造成的第一变化量；获取各待检测子管道的管道应力对光缆中的光纤信号造成的第二变化量；S300：基于所述第一变化量确定各待检测子管道对应的第一振动波形，基于所述第二变化量确定各待检测子管道对应的第二振动波形；S400：基于所述第一振动波形、第二振动波形以及预先构建的管道状况事件数据库，确定各待检测子管道是否存在异常，并发出预警。2.根据权利要求1所述的管道异常预警方法，其特征在于，步骤S400具体包括：基于所述第一振动波形、管道状况事件数据库中的外部状况事件子数据库，若所述第一振动波形与所述外部状况事件子数据库中的第一特征波形对应，则确定所述待检测子管道外部异常，并根据所述第一特征波形确定管道外部异常的具体事件；基于所述第二振动波形、管道状况事件数据库中的内部状况事件子数据库，若所述第二振动波形与所述内部状况事件子数据库中的第二特征波形对应，则确定所述待检测子管道内部异常，并根据所述第二特征波形确定管道内部异常的具体事件。3.根据权利要求1所述的管道异常预警方法，其特征在于，步骤S400之前，还包括以下步骤：基于所述待检测子管道对应的关联信息，将预先构建的管道状况事件数据库中不符合所述关联信息的数据过滤；所述关联信息包括地质属性、管道材质和当前时间；所述地质属性包括水泥、沙石、粘土；所述管道材质包括金属材质、非金属材质；所述当前时间表征环境周期性变化因素或人为周期性变化因素导致管道应力的变化。4.根据权利要求2所述的管道异常预警方法，其特征在于：若所述待检测子管道内部异常，则进一步获取内部异常的待检测子管道的管道参数；基于所述管道参数，进一步确定内部异常的待检测子管道的异常等级；所述管道参数包括管道温度和/或管道压力。5.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丽华，吴江东，陆晓燕，殷铄涵，盛晨怡，孙丽娟，殷震宇，
申请(专利权)人：江苏诺贝尔塑业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：