一種基于監(jiān)測網(wǎng)的管道泄漏應(yīng)急指令自決策系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于監(jiān)測網(wǎng)的管道泄漏應(yīng)急指令自決策系統(tǒng)，包括：監(jiān)測終端、采集器和服務(wù)器，其中；所述監(jiān)測終端包括泄漏監(jiān)測器、流速監(jiān)測器、流量監(jiān)測器、風(fēng)象監(jiān)測器和油膜厚度監(jiān)測器；采集器，用于與所述監(jiān)測終端中的每一個(gè)監(jiān)測器相連；所述服務(wù)器，電性連接所述采集器。
【專利說明】一種基于監(jiān)測網(wǎng)的管道泄漏應(yīng)急指令自決策系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及管道泄漏應(yīng)急處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于監(jiān)測網(wǎng)的管道泄漏應(yīng) 急指令自決策系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 跨區(qū)域的全國性管道運(yùn)輸管網(wǎng)已成為我國能源輸送的最重要通道，發(fā)揮著無法替 代的支撐作用。然而上萬公里的長輸管道無法避免的需要穿越河流。數(shù)量繁多的管道河流 穿越點(diǎn)和頻繁發(fā)生的泄漏對水體造成重大的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，使管道應(yīng)急工作面臨著巨大挑 戰(zhàn)。在事故緊急狀態(tài)下，制定快速、合理、有效的應(yīng)急決策是事故應(yīng)急救援成敗的關(guān)鍵。成 功的應(yīng)急決策包括合理的判斷泄漏量和油膜厚度、及時(shí)追蹤和匯報(bào)油頭位置、準(zhǔn)確的選取 圍控位置（圍油欄布設(shè)位置）、合理的選取圍控設(shè)備等。
[0003] 但是，現(xiàn)有的管道泄漏的應(yīng)急決策基本上是依靠主觀判斷和人工決策，無法保證 決策及時(shí)性和準(zhǔn)確性，造成事故救援的遲緩及后果的嚴(yán)重。不僅如此，泄漏事故情況往往十 分復(fù)雜，水文條件和泄漏參數(shù)變化很快，需要的決策信息及時(shí)調(diào)整更新，信息量很大，依靠 傳統(tǒng)的方式已無法及時(shí)準(zhǔn)確的獲取實(shí)時(shí)現(xiàn)場信息，更無法保證人工決策的可信賴性。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型目的在于提供一種基于監(jiān)測網(wǎng)的管道泄漏應(yīng)急指令自決策系統(tǒng)，能夠 更準(zhǔn)確和及時(shí)的獲取管道泄漏的現(xiàn)場信息，提高了快速處理管道泄漏的能力。
[0005] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種基于監(jiān)測網(wǎng)的管道泄漏應(yīng)急指令自決策系統(tǒng)，包括 監(jiān)測終端、采集器和服務(wù)器，其中；
[0006] 所述監(jiān)測終端包括泄漏監(jiān)測器、流速監(jiān)測器、流量監(jiān)測器、風(fēng)象監(jiān)測器和油膜厚度 監(jiān)測器，其中，所述泄漏監(jiān)測器設(shè)置在所述管道上，用于采集所述管道的油液泄漏參數(shù)；所 述流速監(jiān)測器、所述流量監(jiān)測器和所述風(fēng)象監(jiān)測器設(shè)置在與所述管道對應(yīng)的河道中；
[0007] 所述采集器，與所述監(jiān)測終端中的每一個(gè)監(jiān)測器相連；
[0008] 所述服務(wù)器，電性連接所述采集器。
[0009] 可選的，所述系統(tǒng)還包括用戶指令終端，電性連接所述服務(wù)器。
[0010] 可選的，一個(gè)流速監(jiān)測器、一個(gè)流量監(jiān)測器和一個(gè)風(fēng)象監(jiān)測器組成一組監(jiān)測器組 合，沿河道流向每5km-10km設(shè)置一組監(jiān)測器組合。
[0011] 通過一個(gè)實(shí)施例或多個(gè)實(shí)施例，本實(shí)用新型具有以下有益效果或者優(yōu)點(diǎn)：
[0012] 由于本申請實(shí)施例中通過監(jiān)測終端實(shí)時(shí)獲取管道泄漏時(shí)的油液泄漏參數(shù)、環(huán)境參 數(shù)和油膜厚度參數(shù)，并將上述參數(shù)通過采集器傳輸至服務(wù)器，然后所述服務(wù)器將所述油液 泄漏參數(shù)、所述環(huán)境參數(shù)和所述油膜厚度參數(shù)導(dǎo)入改進(jìn)Fay模型、改進(jìn)Navy模型、Fingas蒸 發(fā)方程和Lagergren二級吸附速率方程進(jìn)行運(yùn)算，獲取油膜的擴(kuò)散參數(shù)，使得能夠更準(zhǔn)確 和及時(shí)的獲取管道泄漏的現(xiàn)場信息，提高了快速反應(yīng)的能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中基于監(jiān)測網(wǎng)的管道泄漏應(yīng)急指令自決策系統(tǒng)的第一 種結(jié)構(gòu)7]^意圖；
[0014] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中基于監(jiān)測網(wǎng)的管道泄漏應(yīng)急指令自決策系統(tǒng)的第二 種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖中有關(guān)附圖標(biāo)記如下：
[0016] 10--監(jiān)測終端，11--泄漏監(jiān)測器，12--流速監(jiān)測器，13--流量監(jiān)測器， 14--風(fēng)象監(jiān)測器，15--油膜厚度監(jiān)測器，20--采集器，30--服務(wù)器，40--用戶指 令終端。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 本實(shí)用新型目的在于提供一種基于監(jiān)測網(wǎng)的管道泄漏應(yīng)急指令自決策系統(tǒng)，能夠 更準(zhǔn)確和及時(shí)的獲取管道泄漏的現(xiàn)場信息，提高了快速處理管道泄漏的能力。
[0018] 下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對以上技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的闡述和說明。
[0019] 如圖1所示，本實(shí)用新型一種基于監(jiān)測網(wǎng)的管道泄漏應(yīng)急指令自決策系統(tǒng)，參見 圖1，包括：監(jiān)測終端10、采集器20和服務(wù)器30,其中；
[0020] 監(jiān)測終端10包括泄漏監(jiān)測器11、流速監(jiān)測器12、流量監(jiān)測器13、風(fēng)象監(jiān)測器14和 油膜厚度監(jiān)測器15,其中，泄漏監(jiān)測器11設(shè)置在所述管道上，用于采集所述管道的油液泄 漏參數(shù)；流速監(jiān)測器12、流量監(jiān)測器13和風(fēng)象監(jiān)測器14設(shè)置在與所述管道對應(yīng)的河道中， 用于采集環(huán)境參數(shù)；油膜厚度監(jiān)測器15設(shè)置在所述河道中的圍控收油點(diǎn)，用于采集油膜厚 度參數(shù)；
[0021] 采集器20,用于與監(jiān)測終端10中的每一個(gè)監(jiān)測器相連，采集泄漏監(jiān)測器11發(fā)送的 所述油液泄漏參數(shù)，采集流速監(jiān)測器12、流量監(jiān)測器13和風(fēng)象監(jiān)測器14發(fā)送的所述環(huán)境參 數(shù)，以及采集油膜厚度監(jiān)測器15發(fā)送的所述油膜厚度參數(shù)；
[0022] 服務(wù)器30,用于接收采集器20發(fā)送的所述油液泄漏參數(shù)、所述環(huán)境參數(shù)和所述油 膜厚度參數(shù)，并將所述油液泄漏參數(shù)、所述環(huán)境參數(shù)和所述油膜厚度參數(shù)導(dǎo)入改進(jìn)Fay模 型、改進(jìn)Navy模型、Fingas蒸發(fā)方程和Lagergren二級吸附速率方程進(jìn)行運(yùn)算，獲取油膜 的擴(kuò)散參數(shù)。
[0023] 其中，泄漏監(jiān)測器11可以為安裝在管道上的聲波傳感器或管道周圍的光纖傳感 器，每隔一段距離例如50米，20米等均可安裝一個(gè)泄漏監(jiān)測器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測管道是否發(fā) 生泄漏，在管道發(fā)生泄漏時(shí)，用于采集所述管道的油液泄漏參數(shù)。
[0024] 其次，流速監(jiān)測器12、流量監(jiān)測器13和風(fēng)象監(jiān)測器14為安裝在河道中的監(jiān)測器組 合，沿河道流向每5km-10km設(shè)置一組，其中，每一個(gè)監(jiān)測器組合中至少包括一個(gè)流速監(jiān)測 器、一個(gè)流量監(jiān)測器和一個(gè)風(fēng)象監(jiān)測器。
[0025] 進(jìn)一步的，油膜厚度監(jiān)測器15可以為臨時(shí)設(shè)置的傳感器，布設(shè)在所述圍控收油點(diǎn) 實(shí)時(shí)監(jiān)測油的回收情況，并用于采集油膜厚度參數(shù)。
[0026] 具體的，泄漏監(jiān)測器11，用于在監(jiān)測管道發(fā)生泄漏時(shí)，進(jìn)行報(bào)警；流速監(jiān)測器12、 流量監(jiān)測器13和風(fēng)象監(jiān)測器14分別探測實(shí)時(shí)泄漏現(xiàn)場信息，其中，水體流速監(jiān)測12探 測所述河道中的水體和泄漏在所述河道中的油液的油膜的流動速度；流量監(jiān)測器13,還可 以用于探測油膜厚度結(jié)合預(yù)置信息如河道寬度等計(jì)算出油膜的流量進(jìn)而作為泄漏量的評 估；以及風(fēng)象監(jiān)測器布14設(shè)在所述河道上方監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向等風(fēng)象信息，如此，使得所述環(huán) 境參數(shù)包括所述河道的水體和泄漏在所述河道中的油液的油膜的流動速度、所述油膜的流 量、風(fēng)速信息和風(fēng)向信息；油膜厚度監(jiān)測器15布設(shè)在所述圍控點(diǎn)實(shí)時(shí)探測隨回收進(jìn)行油膜 厚度的變化過程。
[0027] 在具體實(shí)施過程中，采集器20可以為單片機(jī)或嵌入式芯片，用于與監(jiān)測終端10 中的每一個(gè)監(jiān)測器相連，并可以對從每一個(gè)監(jiān)控器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后通過無線 或有線或衛(wèi)星通訊方式將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器30,服務(wù)器30用于接收采集器20 發(fā)送的所述油液泄漏參數(shù)、所述環(huán)境參數(shù)和所述油膜厚度參數(shù)，并將所述油液泄漏參數(shù)、所 述環(huán)境參數(shù)和所述油膜厚度參數(shù)導(dǎo)入改進(jìn)Fay模型、改進(jìn)Navy模型、Fingas蒸發(fā)方程和 Lagergren二級吸附速率方程進(jìn)行運(yùn)算，獲取油膜的擴(kuò)散參數(shù)。
[0028] 其中，所述改進(jìn)Fay模型具體為：
[0029] 由于風(fēng)場與水流的存在，特別是季節(jié)性河流，在豐水期時(shí)，水流作用占主導(dǎo)因素， 認(rèn)為油膜在觸岸前呈橢圓行，觸河流兩岸岸邊后，油膜形狀與河流形狀一致，即為條狀，寬 度等同河寬。
[0030] 以s表示在風(fēng)拽曳作用下，油膜的長軸方向，其與風(fēng)向相同；以η表示油膜短軸方 向：
[0031] 4=(〇〇3公式⑴
[0032] dn = ω σ η 公式⑵
[0033] 公式（1)和公式⑵中：
[0034] 4用于表示油膜在s方向的自身擴(kuò)展尺度，4用于表示油膜在η方向的自身擴(kuò)展 尺度；
[0035] ω用于表示比例系數(shù)，取121/2 ;
[0036] σ s用于表不油膜在s方向的質(zhì)量均方差，σ η用于表不油膜在η方向的質(zhì)量均方 差。
[0037] 再根據(jù)總結(jié)若干現(xiàn)場觀測資料，認(rèn)為擴(kuò)散導(dǎo)致油膜質(zhì)量近似正態(tài)分布，油膜直徑 與質(zhì)量均方差成正比。在各項(xiàng)同性條件下，油膜周邊界限保持圓形，可以通過直徑度量油膜 范圍，得出的油膜直徑僅與時(shí)間有關(guān)，因此，〇s對應(yīng)的公式為：
[0038] 〇 = = 〇· OOlt1.17 公式（3)
[0039]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于監(jiān)測網(wǎng)的管道泄漏應(yīng)急指令自決策系統(tǒng)，其特征在于，包括監(jiān)測終端、采集 器和服務(wù)器，其中； 所述監(jiān)測終端包括泄漏監(jiān)測器、流速監(jiān)測器、流量監(jiān)測器、風(fēng)象監(jiān)測器和油膜厚度監(jiān)測 器，其中，所述泄漏監(jiān)測器設(shè)置在所述管道上，用于采集所述管道的油液泄漏參數(shù)；所述流 速監(jiān)測器、所述流量監(jiān)測器和所述風(fēng)象監(jiān)測器設(shè)置在與所述管道對應(yīng)的河道中； 所述采集器，與所述監(jiān)測終端中的每一個(gè)監(jiān)測器相連； 所述服務(wù)器，電性連接所述采集器。
2. 如權(quán)利要求1所述的自決策系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用戶指令終端，電性 連接所述服務(wù)器。
3. 如權(quán)利要求2所述的自決策系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)流速監(jiān)測器、一個(gè)流量監(jiān)測器和 一個(gè)風(fēng)象監(jiān)測器組成一組監(jiān)測器組合，沿河道流向每5km-10km設(shè)置一組監(jiān)測器組合。
【文檔編號】F17D5/02GK204114579SQ201420502575
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】姚學(xué)軍, 鄭娟, 吳凱旋, 稅碧垣, 張妮, 曹燕, 李云杰 申請人:中國石油天然氣股份有限公司