本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，更具體地說，本發(fā)明涉及一種儲罐風險預警智能監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在液化石油氣儲罐的使用過程中，內(nèi)部儲存的液化石油氣具有易燃易爆的特性，由于液化石油氣儲罐的壓力、溫度、液位等關(guān)鍵參數(shù)波動或發(fā)生異常，這些異常情況往往相互關(guān)聯(lián)且影響巨大，例如，當溫度突然升高時，會導致液化石油氣迅速汽化，使得罐內(nèi)壓力急劇上升；而液位過高可能在溫度變化時因液體膨脹進一步加劇壓力的異常變化。這些異常狀況若不能及時被察覺和處理，極有可能導致液化石油氣儲罐爆炸事故的發(fā)生。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，每年因液化石油氣儲罐引發(fā)的爆炸事故頻繁發(fā)生，在城市的居民區(qū)、工業(yè)生產(chǎn)區(qū)以及商業(yè)區(qū)域等都有涉及，這些事故造成了大量的人員傷亡，許多家庭因此支離破碎，同時也帶來了難以估量的財產(chǎn)損失，包括周邊建筑、設(shè)施的損毀以及生產(chǎn)的停滯等。

2、現(xiàn)有的液化石油氣儲罐監(jiān)測技術(shù)無法及時檢測到潛在的風險變化，存在精度不足、響應(yīng)時間長的問題，大多數(shù)預警系統(tǒng)僅僅依賴單一的報警機制，比如僅根據(jù)壓力超過某個設(shè)定值就發(fā)出警報，卻未能對多種危險因素進行綜合評估，因此，需要一種能夠?qū)崟r、多維度監(jiān)測儲罐各項參數(shù)，并綜合評估風險的智能監(jiān)測系統(tǒng)，以更有效地保障液化石油氣儲罐的安全使用，避免悲劇的發(fā)生。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種儲罐風險預警智能監(jiān)測系統(tǒng)，是通過傳感器實時精確監(jiān)測液化石油氣儲罐的壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和液位高度，并計算出壓力變化速率、溫度變化速率和液位變化速率，根據(jù)上述參數(shù)建立綜合評估模型，得出綜合風險評估值，能夠?qū)崟r、多維度的監(jiān)測儲罐的各項參數(shù)，綜合評估風險，當綜合風險評估值超過預設(shè)的安全評估閾值，觸發(fā)警報，降低爆炸等事故發(fā)生風險，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種儲罐風險預警智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、參數(shù)變化速率計算模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和預警模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集模塊采集液化石油氣儲罐的壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、液位數(shù)據(jù)、壓力變化速率、溫度變化速率和液位變化速率，建立綜合風險評估模型，為所述液化石油氣儲罐提供風險評估，所述綜合評估模型的公式為：

4、，

5、式中：為時間時刻的綜合風險評估值，為時間時刻壓力傳感器采集到的所述液化石油氣儲罐內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)，為所述液化石油氣儲罐的最大允許工作壓力數(shù)據(jù)，為調(diào)整在綜合風險評估值中的權(quán)重，為時間時刻溫度傳感器采集到的所述液化石油氣儲罐內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)，為所述液化石油氣儲罐的最大安全工作溫度，為調(diào)整在綜合風險評估值中的權(quán)重，為時間時刻液位傳感器采集到的所述液化石油氣儲罐內(nèi)的液位高度，為所述液化石油氣儲罐最大允許的液位高度，為調(diào)整在綜合風險評估值中的權(quán)重，為在時間時刻所述液化石油氣儲罐壓力的變化速率，為預設(shè)的壓力變化率的安全閾值，為在時間時刻所述液化石油氣儲罐溫度的變化速率，為預設(shè)的溫度變化率的安全閾值，為時間時刻所述液化石油氣儲罐液位的變化速率，為預設(shè)的液位變化率的安全閾值。

6、作為本發(fā)明進一步方案，所述數(shù)據(jù)采集模塊負責實時監(jiān)測儲罐的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)實時傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊，包括以下具體內(nèi)容：

7、液化石油氣處于液化狀態(tài)時，儲罐內(nèi)的壓力通常較高，因此實時監(jiān)控儲罐內(nèi)的壓力變化至關(guān)重要，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過安裝在液化石油氣儲罐頂部和底部的壓力傳感器實時監(jiān)測壓力數(shù)據(jù)，所述壓力傳感器能夠精確地測量石油儲罐內(nèi)液體的壓力，并將壓力信號轉(zhuǎn)換為供數(shù)據(jù)處理模塊處理的電信號，壓力傳感器監(jiān)測到的壓力數(shù)值有助于判斷儲罐是否存在異常的壓強變化，若壓力值超過設(shè)定的安全閾值，可能意味著儲罐內(nèi)部發(fā)生泄漏、溫度升高或其他故障，從而引發(fā)安全隱患，例如，如果儲罐內(nèi)的氣體壓力持續(xù)升高，可能會導致儲罐的爆炸風險，如果壓力過低，則可能表明液化石油氣泄漏或儲罐內(nèi)氣體的量減少；所述數(shù)據(jù)采集模塊通過安裝在液化石油氣儲罐底部和頂部位置的溫度傳感器實時監(jiān)測液化石油氣儲罐內(nèi)部的溫度變化，及時發(fā)現(xiàn)溫度異常的情況，溫度過高可能導致液化石油氣的蒸氣壓力升高，從而增加儲罐內(nèi)部的壓力，嚴重時可能引發(fā)爆炸，而溫度過低可能導致液體的液位變化，甚至可能影響到儲罐的操作和氣體的儲存狀態(tài)，所述液化石油氣儲罐內(nèi)部的溫度不僅與儲罐內(nèi)部液體的氣化狀態(tài)密切相關(guān)，還與所述液化石油氣儲罐外部大氣溫度相互影響，建立大氣溫度與所述液化石油氣儲罐溫度變化的關(guān)系模型，所述關(guān)系模型的公式為：

8、，

9、式中：為所述液化石油氣儲罐的內(nèi)部溫度，為時間，為熱擴散系數(shù)，為熱交換系數(shù)，為所述液化石油氣儲罐的外部大氣溫度；

10、所述數(shù)據(jù)采集模塊通過液位傳感器實時監(jiān)測液化石油氣儲罐內(nèi)部液體的液位變化，液位過高可能導致儲罐過載，增加儲罐內(nèi)的壓力，進而引發(fā)爆炸事故，液位過低則可能導致氣體泄漏或儲罐空罐操作等危險情況，所述液位傳感器可以提供高精度的液位數(shù)據(jù)，并通過數(shù)字信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊。

11、作為本發(fā)明進一步方案，所述參數(shù)變化速率計算模塊根據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)計算壓力變化速率、溫度變化速率和液位變化速率，包括以下具體內(nèi)容：

12、所述參數(shù)變化速率計算模塊通過對傳感器采集到的壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和液位數(shù)據(jù)進行實時分析，計算出各個參數(shù)的變化速率，實時了解各項參數(shù)的變化速率可以有效識別潛在的風險，所述壓力變化速率指單位時間內(nèi)儲罐內(nèi)部壓力的變化量，在所述液化石油氣儲罐中，所述壓力變化速率的計算是通過對傳感器采集到的壓力數(shù)據(jù)進行離散化處理，然后計算其在某個時間間隔內(nèi)的變化值，所述壓力變化速率的計算公式為：

13、，

14、式中：為在時間時刻所述液化石油氣儲罐壓力的變化速率，為時間時刻所述壓力傳感器采集到的所述液化石油氣儲罐內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)，為在時間時刻前一時刻所述壓力傳感器采集到的所述液化石油氣儲罐內(nèi)的壓力值，為時間間隔，且滿足，通過所述壓力變化速率的計算公式，所述參數(shù)變化速率計算模塊能夠?qū)崟r監(jiān)測儲罐壓力的變化趨勢；

15、所述溫度變化速率是指儲罐內(nèi)部溫度變化的速度，在液化石油氣的存儲過程中，溫度的變化直接影響氣體的壓強，進而影響儲罐的安全性，如果所述液化石油氣儲罐內(nèi)部溫度過高，可能會導致氣體膨脹或其他危險，所述溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)會送入所述參數(shù)變化速率計算模塊中，所述參數(shù)變化速率計算模塊基于兩個時間點的溫度差能夠差分計算，從而得出溫度的變化速率，溫度變化速率的計算公式為：

16、，

17、式中：為在時間時刻所述液化石油氣儲罐溫度的變化速率，為時間時刻所述溫度傳感器采集到的所述液化石油氣儲罐內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)，為在時間時刻前一時刻所述溫度傳感器采集到的所述液化石油氣儲罐內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)，為時間間隔，且滿足，通過溫度變化速率的計算，所述參數(shù)變化速率計算模塊能夠?qū)崟r了解儲罐的溫度變化趨勢，如果所述溫度變化速率異常增大，可能意味著儲罐內(nèi)發(fā)生了過熱反應(yīng)或外部環(huán)境導致溫度快速升高；

18、所述液位變化速率是指儲罐內(nèi)部液體高度的變化速率，在所述液化石油氣儲罐中，液位是衡量儲罐內(nèi)液體體積的重要指標，而液位的異常變化往往與所述儲罐內(nèi)部的壓力或溫度異常相關(guān)，所述液位傳感器持續(xù)監(jiān)測所述儲罐內(nèi)部的液位高度，將采集到的數(shù)據(jù)送入所述參數(shù)變化速率計算模塊，所述參數(shù)變化速率計算模塊根據(jù)液位的變化，通過液位變換速率計算公式計算出液位的變化速率，所述液位變換速率計算公式為：

19、，

20、式中：為時間時刻所述液化石油氣儲罐液位的變化速率，為時間時刻所述液位傳感器采集到的所述液化石油氣儲罐內(nèi)的液位高度，為在時間時刻前一時刻所述液位傳感器采集到的所述液化石油氣儲罐內(nèi)的液位高度，為時間間隔，且滿足，液位變化速率的計算可以幫助所述參數(shù)變化速率計算模塊了解儲罐液體的消耗或積累情況，在所述液化石油氣儲罐中，液位過低可能意味著泄漏或所述儲罐存在過度蒸發(fā)現(xiàn)象，而液位過高則可能意味著液體未及時釋放，造成所述儲罐內(nèi)壓超標。

21、作為本發(fā)明進一步方案，所述參數(shù)變化速率計算模塊與所述數(shù)據(jù)采集模塊相連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊分別與所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述參數(shù)變化速率計算模塊相連接，所述預警模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊相連接。

22、作為本發(fā)明進一步方案，所述預警模塊對所述綜合評估模型計算得出的綜合評估值分析，發(fā)現(xiàn)潛在的危險并及時采取預警措施，包括以下具體內(nèi)容：

23、當綜合風險評估值超過預定的安全評估閾值，說明所述液化石油氣儲罐的狀態(tài)已經(jīng)進入高風險區(qū)，預警模塊及時啟動，所述綜合評估模型中的各個參數(shù)，例如壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、液位的變化速率和閾值設(shè)定會直接影響預警觸發(fā)的敏感度和響應(yīng)速度，若所述壓力變化速率過快或所述溫度數(shù)據(jù)急劇升高，預警模塊就能快速識別出儲罐可能面臨超壓或爆炸的風險，進而觸發(fā)預警，在預警觸發(fā)后，所述預警模塊發(fā)出聲光信號警報。

24、本發(fā)明一種儲罐風險預警智能監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)效果和優(yōu)點：

25、本發(fā)明通過數(shù)據(jù)采集模塊利用壓力傳感器、溫度傳感器和液位傳感器實時精確監(jiān)測儲罐關(guān)鍵數(shù)據(jù)，壓力傳感器可判斷壓強異常，溫度傳感器能發(fā)現(xiàn)溫度異常并依據(jù)大氣與儲罐溫度關(guān)系模型深入分析，液位傳感器可監(jiān)控液位變化，為后續(xù)評估提供準確依據(jù)；參數(shù)變化速率計算模塊計算的各參數(shù)變化速率，能有效識別潛在風險；數(shù)據(jù)處理模塊建立的綜合評估模型綜合考量多方面因素計算風險評估值；預警模塊基于綜合評估值分析，在儲罐進入高風險區(qū)時能快速觸發(fā)，以聲光信號警報及時提醒，且模型參數(shù)影響預警敏感度和響應(yīng)速度，整體系統(tǒng)可有效保障液化石油氣儲罐安全運行，克服現(xiàn)有技術(shù)精度不足、響應(yīng)慢、單一報警機制等缺陷，降低爆炸等事故發(fā)生風險，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。