[发明专利]一种天然气泄漏源定位方法及装置

说明书

本发明提供了一种天然气泄漏源定位方法及装置。所述方法包括：获得每个检测点处的测量浓度；若测量浓度均值超过设定的浓度阈值，利用泄漏源扩散模型，计算检测点附近网格区域只有一个网格内存在泄漏源时每个检测点处的计算浓度；根据测量浓度和计算浓度计算每个网格内存在泄漏源的概率；将所述概率与设定的概率阈值比较，超过概率阈值的最大的概率对应的网格位置即为泄漏源的位置。本发明基于检测点的测量浓度和网格内存在泄漏源的概率确定是否存在泄漏源，提高了检测的可靠性；本发明通过计算网格内存在泄漏源的概率实现定位的方法，具有计算量小、定位速度快、定位精度高等优点。

技术领域

本发明涉及天然气泄漏检测技术领域，具体涉及一种天然气泄漏源定位方法及装置。

背景技术

天然气作为城市的重要能源来源，已广泛应用于城市居民的供电、供热、炊事等方面。燃气管道遍布整个城市的地下，犹如城市的大动脉，成为国民经济发展和人民生活保障的资源和能源，具有城市生命线的重要地位。城市燃气安全运行关系到城市及社会的发展，供气安全管理的任务日趋繁重。城镇燃气管道面临来自多方面的风险，主要包括腐蚀、施工破坏和人为破坏等外部影响、焊口开裂等质量问题、地质灾害等。由于天然气是可燃气体，天然气泄漏有燃烧和爆炸的危险，在天然气设备发生泄漏后的及时发现、准确定位、迅速处置对保障人民生命财产安全具有重大意义。

由于城镇燃气埋地管道铺设的复杂性和不可见性，对燃气管道的泄漏检测和定位一直没有十分有效的技术和明确的标准。目前，泄漏源的检测和定位主要是基于源强反算模型进行的。源强反算模型包括前向的泄漏源扩散模型和反算模型两部分。一般采用高斯瞬时点源泄漏模型作为前向扩散模型；而后向反算模型则归结为最优化问题的求解。一般是利用前向扩散模型得到检测点处的计算浓度，然后将计算浓度与检测点处通过传感器测得的测量浓度进行比较，以二者的平方误差作为目标函数。再采用遗传算法等优化算法，通过逐步改变扩散模型的参数(位置坐标和源强)求最优解，从而得到泄漏源的位置和源强。这种方法存在的问题是，漏报率和虚报率较高，定位精度低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种天然气泄漏源定位方法及装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

第一方面，本发明提供一种天然气泄漏源定位方法，包括：

获得每个检测点处传感器输出的天然气浓度即测量浓度；

如果测量浓度均值超过设定的浓度阈值，利用泄漏源扩散模型，计算检测点附近网格区域只有第i个网格内存在泄漏源时每个检测点处的天然气浓度即计算浓度；

根据所述测量浓度和计算浓度计算第i个网格内存在泄漏源的概率p_i，i＝1,2,…,N，N为网格数量；

将所述概率与设定的概率阈值比较，超过概率阈值的最大的概率对应的网格位置即为泄漏源的位置。

进一步地，所述检测点均匀分布在与风向近似垂直的直线上，网格区域为位于所述直线上风侧且一条边与所述直线重合的矩形区域。

进一步地，所述泄漏源扩散模型为：

式中，c(x,y)为(x,y)处的浓度，直角坐标系x-o-y的坐标原点为泄漏源所在位置，u为风速，风向为x轴正向，Q为泄漏源释放强度，σ_y为扩散系数，ρ为空气密度。

进一步地，所述概率p_i为：

式中，为第j个检测点处的测量浓度的归一化值，为第i个网格内存在泄漏源时第j个检测点处的计算浓度的归一化值，j＝1,2,…,n，n为检测点数量，分别为测量浓度归一化值和计算浓度归一化值的方差。