本發(fā)明涉及燃?xì)夤艿辣O(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種智能化燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)測方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營中，管道系統(tǒng)扮演著至關(guān)重要的角色，包括輸送液體、氣體等物質(zhì)。然而，管道系統(tǒng)的運(yùn)行受到許多因素的影響，如老化、磨損、腐蝕、外力損傷等，這些問題可能導(dǎo)致管道泄漏、爆炸或其他嚴(yán)重事故，對人員安全和環(huán)境造成巨大風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)的管道監(jiān)測方法通常依賴于人工或簡單工具進(jìn)行，這種方法效率低下，成本高，且存在安全隱患。

2、隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，利用機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)進(jìn)行燃?xì)夤艿辣O(jiān)測成為一大進(jìn)步，但目前現(xiàn)有技術(shù)仍存在以下問題：無法有效客觀的對管道不同情況進(jìn)行區(qū)分；從而不能得到分析的關(guān)鍵參數(shù)；基礎(chǔ)建模識別精度不高、適應(yīng)性差；沒有通過多種影響因素對參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)等問題。

3、因此，需要一種智能化燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)測方法及其系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供的一種智能化燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)測方法及其系統(tǒng)，目的在于實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析管道系統(tǒng)的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常情況和潛在風(fēng)險(xiǎn)；提高維護(hù)效率，降低人力成本，減少監(jiān)測盲區(qū)；預(yù)測管道問題的發(fā)生，提供預(yù)警和建議，幫助運(yùn)營人員及時(shí)采取措施；有效監(jiān)控管道系統(tǒng)的安全性、可靠性和持續(xù)運(yùn)行性。

2、本發(fā)明技術(shù)方案具體如下：

3、一種智能化燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)測方法，包括以下步驟：

4、步驟s1.獲取燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)信息，建立管網(wǎng)完好級識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將獲得的歷史管網(wǎng)數(shù)據(jù)信息作為訓(xùn)練樣本，輸入到管網(wǎng)完好級識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

5、步驟s2.根據(jù)對管網(wǎng)完好程度的判斷，定義管網(wǎng)壓力；同時(shí)結(jié)合管網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，計(jì)算管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)參數(shù)；

6、步驟s3.根據(jù)管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)參數(shù)，對預(yù)設(shè)的管網(wǎng)壓力進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)管網(wǎng)完好級識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出結(jié)果，計(jì)算燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)頻率；

7、步驟s4.通過調(diào)整后的管網(wǎng)壓力情況建立管網(wǎng)健康監(jiān)測模型，實(shí)現(xiàn)對燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測。

8、進(jìn)一步，步驟s1具體包括：

9、所述管網(wǎng)完好級識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層、識別層、深析層、輸出層；

10、定義預(yù)處理后的管網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)信息共有x個(gè)特征，其中輸入層與分析層通過全連接層進(jìn)行特征信息傳遞，在識別層中對管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行識別分析，具體過程如下所示：

11、；

12、其中，表示識別層的輸入；表示輸入層與識別層之間的連接權(quán)重；表示輸入識別層中的第個(gè)特征數(shù)據(jù)信息，；表示識別層的偏置；表示識別層的輸出；表示第一識別系數(shù)；表示第二識別系數(shù)；表示選取的歷史管網(wǎng)數(shù)據(jù)中的總時(shí)長；表示第個(gè)傳感器的優(yōu)先級程度；表示部署的傳感器數(shù)量。

13、進(jìn)一步，步驟s1具體包括：

14、所述識別層的識別結(jié)果傳遞至所述深析層，所述管網(wǎng)完好級識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分析和處理識別層的輸出；所述深析層的計(jì)算結(jié)果傳遞至輸出層，由輸出層輸出最終的管網(wǎng)完好級結(jié)果。

15、進(jìn)一步，步驟s2具體包括：

16、如果，則說明管網(wǎng)處于優(yōu)秀狀態(tài)，則定義初始管網(wǎng)壓力為，；

17、如果，則說明管網(wǎng)處于良好狀態(tài)，則定義初始管網(wǎng)壓力為，；

18、如果，則說明管網(wǎng)處于風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，則定義初始管網(wǎng)壓力為，；

19、其中，表示管網(wǎng)完好性波動(dòng)系數(shù)；表示標(biāo)準(zhǔn)情況下管網(wǎng)壓力；、、分別表示處于管網(wǎng)完好性不同情況中對應(yīng)的系數(shù)；表示第一判斷閾值，表示第二判斷閾值。

20、進(jìn)一步，具體過程如下所示：

21、；

22、其中，表示管網(wǎng)壓力的調(diào)節(jié)參數(shù)；表示修正因子；表示發(fā)生堵塞或出現(xiàn)沉積物的次數(shù)；表示由于第jd次網(wǎng)道內(nèi)發(fā)生堵塞或出現(xiàn)沉積物造成的成本；表示管網(wǎng)系統(tǒng)工作時(shí)管道內(nèi)流量；表示管道內(nèi)所規(guī)定的上限流量值；表示管道內(nèi)液體或氣體流動(dòng)速度；表示控制閥的流量系數(shù)；表示流體的密度；表示管網(wǎng)周圍濕度對管網(wǎng)壓力的影響函數(shù)；表示管網(wǎng)周圍濕度的影響系數(shù)；表示管網(wǎng)溫度狀態(tài)變量；表示管網(wǎng)振動(dòng)幅度變量；表示閥門和接頭處狀態(tài)變量；、、分別表示對應(yīng)的影響權(quán)重。

23、進(jìn)一步，步驟s3具體包括：

24、根據(jù)管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)參數(shù)與預(yù)先定義的管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)參數(shù)的比較參量進(jìn)行對比，通過比較結(jié)果對管網(wǎng)壓力進(jìn)行調(diào)整；預(yù)先定義的第一管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)參數(shù)比較參量為，第一管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)參數(shù)比較參量為，且；計(jì)算得到調(diào)整后的管網(wǎng)壓力為。

25、進(jìn)一步，步驟s3具體包括：

26、定義管網(wǎng)完好級識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出結(jié)果置信度為，范圍在間，1表示完好，0表示損壞；設(shè)定閾值，由大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或?qū)＜医?jīng)驗(yàn)得出；

27、；

28、其中，表示用于調(diào)整燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)頻率的因子；表示標(biāo)準(zhǔn)燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)頻率。

29、進(jìn)一步，步驟s4具體包括：

30、；

31、其中，表示管網(wǎng)健康監(jiān)測模型；表示調(diào)整后的管網(wǎng)壓力結(jié)果；表示燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)頻率集合；表示燃?xì)夤艿辣诤穸鹊募?；表示管網(wǎng)所處地質(zhì)環(huán)境；表示管網(wǎng)健康監(jiān)測模型的輸出。

32、一種智能化燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，包括以下內(nèi)容：

33、管網(wǎng)信息獲取處理模塊、管網(wǎng)完好級識別模塊、管網(wǎng)壓力初始模塊、壓力調(diào)節(jié)參數(shù)模塊、管網(wǎng)壓力確定模塊、維護(hù)頻率確定模塊、管網(wǎng)健康監(jiān)測模塊；

34、所述管網(wǎng)信息獲取處理模塊，用于通過實(shí)時(shí)傳感器收集燃?xì)夤芫W(wǎng)各種信息，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

35、所述管網(wǎng)完好級識別模塊，用于評估管網(wǎng)的健康狀況，建立管網(wǎng)完好級識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，識別管網(wǎng)的完好級別，為管網(wǎng)初始壓力的確定提供背景支撐；

36、所述管網(wǎng)壓力初始模塊，根據(jù)管網(wǎng)完好級識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出結(jié)果，得到初始管網(wǎng)壓力；

37、所述壓力調(diào)節(jié)參數(shù)模塊，用于設(shè)定管網(wǎng)系統(tǒng)中的壓力調(diào)節(jié)參數(shù)，以確保管道在安全范圍內(nèi)運(yùn)行，并防止壓力過高或過低對管網(wǎng)系統(tǒng)造成損壞；

38、所述管網(wǎng)壓力確定模塊，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測管網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息并結(jié)合管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)參數(shù)，確定燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)前的壓力狀態(tài)；

39、所述維護(hù)頻率確定模塊，根據(jù)燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際情況和健康狀態(tài)，確定維護(hù)頻率；

40、所述管網(wǎng)健康監(jiān)測模塊，過調(diào)整后的管網(wǎng)壓力情況以及獲得的燃?xì)夤芫W(wǎng)維護(hù)頻率建立管網(wǎng)健康監(jiān)測模型，實(shí)時(shí)監(jiān)測燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的健康狀況。

41、有益效果：1.本發(fā)明通過建立管網(wǎng)完好級識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以實(shí)現(xiàn)對燃?xì)夤芫W(wǎng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過智能化管網(wǎng)完好性識別，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)問題并采取措施；自動(dòng)化的管網(wǎng)完好性識別減少了對人員主觀判斷的依賴，提高了判斷的客觀性和準(zhǔn)確性；基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出結(jié)果，可以做出更加數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策，提高燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)測管理的效率和科學(xué)性；準(zhǔn)確地制定巡檢和維護(hù)計(jì)劃，提高維護(hù)效率。

42、2.本發(fā)明通過根據(jù)對管網(wǎng)完好程度的判斷，定義管網(wǎng)壓力修正參數(shù)是為了在實(shí)際運(yùn)行中考慮燃?xì)夤芫W(wǎng)的實(shí)際狀態(tài)，準(zhǔn)確地計(jì)算管網(wǎng)的壓力。管網(wǎng)完好程度通常會受到諸如腐蝕、磨損、損傷等因素的影響，這些因素會導(dǎo)致管網(wǎng)的實(shí)際壓力與理想狀態(tài)下的壓力有所偏差。通過計(jì)算修正參數(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的異常情況并進(jìn)行必要的維護(hù)和修復(fù)，從而延長燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的使用壽命，確保管道系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在計(jì)算管網(wǎng)壓力修正參數(shù)時(shí)，結(jié)合燃?xì)夤芫W(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，可以得出一個(gè)修正參數(shù)，用以后續(xù)修正管網(wǎng)壓力，使其更加貼近實(shí)際情況，從而準(zhǔn)確地評估燃?xì)夤芫W(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)和安全性，預(yù)防事故的發(fā)生。

43、3.本發(fā)明通過根據(jù)管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)參數(shù)，對管網(wǎng)壓力進(jìn)行調(diào)整，可以確保燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)在安全范圍內(nèi)運(yùn)行，避免因壓力過高或過低而引起的問題，如泄漏、爆炸等。通過管網(wǎng)完好級識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出結(jié)果來計(jì)算燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)頻率，可以根據(jù)管網(wǎng)的實(shí)際狀態(tài)制定更有效的管理計(jì)劃，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題并進(jìn)行維護(hù)，減少故障發(fā)生的可能性，提高燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和安全性，合理的維護(hù)頻率可以提高工作效率，降低維護(hù)成本，并減少因故障而導(dǎo)致的生產(chǎn)損失。

44、4.本發(fā)明通過建立健康監(jiān)測模型可以幫助預(yù)測燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題，從而采取預(yù)防性措施，減少事故發(fā)生的可能性，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性；根據(jù)模型的輸出結(jié)果有針對性地進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，避免不必要的維修和更換，降低維護(hù)成本，提高管道系統(tǒng)的可持續(xù)性。