[发明专利]基于沉降监测的城市燃气管网安全监测预警方法和系统

权利要求书

1.一种基于沉降监测的城市燃气管网安全监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，综合城市地面沉降历史数据和城市燃气管网分布及历史故障数据，使用多因子评判模型和GIS空间分析技术进行燃气管网沉降重点区域划分；

S2，选择重点区域的重点位置作为沉降监测点，安装管道运行参数采集设备，构建城市燃气管网沉降重点区域监测网，实时采集各个沉降监测点的管道运行参数；

S3，通过无线通信将所述管道运行参数和管道属性参数实时传送至后台服务器；

S4，通过所述后台服务器对所述管道运行参数和所述管道属性参数进行实时接收、存储和预处理，并利用管道沉降破损预测模型，基于所述管道运行参数和所述管道属性参数，确定各个沉降监测点管道的当前的安全风险等级，对管道故障进行预测和报警，

所述步骤S1具体包括：S11，确定地面沉降危险性评价指标和每个评价指标的量化标准，其中，所述地面沉降危险性评价指标包括地面累计沉降量Q、沉降速率S和地下水开采强度I；S12，应用GIS空间分析功能，分别建立所述地面累计沉降量Q、所述沉降速率S和所述地下水开采强度I的专题图层，并对各图层进行栅格化处理；S13，利用改进的模糊层次分析法确定所述地面累计沉降量Q、所述沉降速率S和所述地下水开采强度I的权重；S14，利用GIS叠加分析功能对各专题图层进行叠加分析，利用沉降危险指数模型对各单元格分别计算沉降危险综合指数；S15，确定地面沉降危险综合指数量化标准；S16，根据所述地面沉降危险综合指数量化标准，把相同等级属性的单元格划分为同一级别，得到整个城市地面沉降危险等级区划图；S17，根据城市燃气集团燃气管道竣工资料及管线走势图建立燃气管网GIS专题图层，与所述地面沉降危险等级区划图进行叠加分析，确定燃气管网沉降重点区域。

2.根据权利要求1所述的基于沉降监测的城市燃气管网安全监测预警方法，其特征在于，所述步骤S13具体包括：

对所述地面沉降危险性评价指标的重要性进行两两比较，用0.1-0.9标度法构造优先关系矩阵F＝{f_ij}；

对所述优先关系矩阵按行求和，并进行如下数学变换，得到模糊一致性判断矩阵R：

利用转化公式将互补性矩阵R＝(r_ij)_n×n变为互反型矩阵E＝(e_ij)_n×n；

利用和行归一法求得排序向量作为初始权重：

以排序向量w⁽⁰⁾作为特征值法的迭代初值V⁰，进一步求解精度较高的排序向量V^k，迭代求得权重向量w^(k)，即得到所述地面累计沉降量Q、所述沉降速率S和所述地下水开采强度I的权重W_Q、W_S和W_I。

3.根据权利要求1所述的基于沉降监测的城市燃气管网安全监测预警方法，其特征在于，所述管道运行参数包括管道沉降数据和温度、压力数据，所述管道属性参数包括管道材质、服役年限、管径、埋深。

4.根据权利要求1所述的基于沉降监测的城市燃气管网安全监测预警方法，其特征在于，所述无线通信包括LoRa或NB-IoT无线通信。

5.根据权利要求2所述的基于沉降监测的城市燃气管网安全监测预警方法，其特征在于，基于贝叶斯网络理论建立所述管道沉降破损预测模型。

6.根据权利要求2所述的基于沉降监测的城市燃气管网安全监测预警方法，其特征在于，还包括：

对所述管道运行参数、所述管道属性参数和所述安全风险等级进行实时动态更新；

对所述燃气管网GIS数据进行区域展示；

将所述管道运行参数、所述管道属性参数、所述安全风险等级和预测报警信息向客户端进行主动发布。