[发明专利]一种城市燃气管网自动监控系统及监控方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

为了解决传统燃气输配管网管理手段中所存在的缺陷，本发明提出了一种集成了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。

本发明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。