一种机场消防管网监测初定位方法及系统与流程

本发明涉及消防管网数据监测，尤其涉及一种机场消防管网监测初定位方法及系统。

背景技术：

1、机场是人们出行重要的交通枢纽之一，因其自身的特殊性，机场占地面积较大。机场消防管网是用于提供灭火和紧急救援服务的管道系统，在机场的安装位置通常包括：滑行道和跑道，机场消防管网会沿着滑行道和跑道的两侧安装，以便在飞机起飞和降落时能够提供紧急灭火和喷水救援。停机坪和机库，在机场的停机坪和机库区域，消防管网会布置在地面或地下，以便在飞机停靠和维修期间提供消防保护。航站楼和终端建筑，机场的航站楼和终端建筑也会安装消防管网，以提供紧急灭火和疏散逃生的能力。燃油储存和处理设施，机场的燃油储存和处理设施是高风险区域，消防管网会在这些设施周围布置，以应对潜在的火灾风险。飞机维修区域，机场的飞机维修区域通常也会设置消防管网，以保护维修作业过程中可能出现的火灾和紧急情况。总体而言，机场消防管网的安装位置主要涵盖了机场的关键区域，包括滑行道、停机坪、机库、航站楼、燃油设施和飞机维修区域等，以确保机场能够及时、有效地应对火灾和紧急事故。由于消防管网腐蚀、接口老化和阀门密封不严密等各种原因均会导致管网发生漏损现象。特别是机场飞行区的消防管网，若长时间发生管道渗漏，会导致跑道道面的基础长时间浸泡，将影响道面基础的稳定性，严重时跑道道面会出现不均匀的沉降，影响机场安全运行。传统的管网检漏是采用听漏棒等检漏仪器对管网逐段检查，这种检漏方式适用于小范围的管网，面对大范围的管网，此种方式的效率低下，浪费大量的人力与物力资源。

2、现有技术一，申请号：cn 202310864859.6公开了一种消防系统管网泄漏故障模拟装置，包括支撑板、管网组件、震动组件，管网组件连接支撑板上，管网组件围成一个火灾区域，管网组件包括多个朝向火灾区域的喷头以及多个流量计，震动组件连接支撑板；震动组件包括驱动件、传动板，传动板连接支撑板，驱动件周期性的拍打传动板。虽然能够更加真实的模拟消防系统的使用情况，能够获得更加精准的模拟结果。但是其使用范围较小，操作复杂。

3、现有技术二，申请号：cn 202211393040.8公开了一种基于物联网的无线管网检漏系统，包括多个监测站点；多个检测终端，还公开了一种物联网检测终端，物联网检测终端应用于上述一种基于物联网的无线管网检漏系统中，其包括阀体，阀体上贯穿开设有水流通道，阀体的两端对称安装有两个置于水流通道两端的信号支架。虽然通过采用管道内声波通信的方式实现无阻通信，通信距离远且不会断连，且通信过程中能够检测管道内水声情况，根据相邻管道水声波动的规律能够准确判断出管道泄露情况和位置，实现对整个管网进行监测，更加精准且全面，且采用水流动力发电供电，组网布设更加灵活。但是监测站点布设不合理，不适用于机场消防管网布局，导致检漏结果不准确。

4、现有技术三，申请号：cn 202210507048.6公开了一种供水管道检漏装置及方法，包括矢量水听器阵列模块一、矢量水听器阵列模块二、定位模块一、定位模块二、通信模块一、通信模块二和中央处理模块；还公开了一种供水管道检漏方法，包括：部署供水管道检漏装置，启动供水管道检漏装置，预处理声信号数据，估算声源个数，估算声源的来波方向，形成波束，滤波，计算泄漏点位置，显示并保存结果。虽然解决了供水管网泄漏点不能准确定位、外界声音干扰影响定位精度或造成系统漏报误报等问题，提高了供水管网泄漏检测的准确性和稳健性。但是漏水位置定位精度较差，导致机场消防管网监测结果不佳。

5、目前现有技术一、现有技术二及现有技术三存在传统的消防管网检漏对管网逐段检查，适用于小范围的管网，面对大范围的监测消防管网，效率低下，浪费大量的人力与物力资源。因而，本发明提供一种机场消防管网监测初定位方法及系统，能够初步定位消防管网漏损区域，为消防管网漏损维修提供依据，节省大量的人力与物力资源。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种机场消防管网监测初定位方法及系统，以解决现有技术中消防管网检漏对管网逐段检查，适用于小范围的管网，面对大范围的监测消防管网，效率低下，浪费大量的人力与物力资源的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种机场消防管网监测初定位方法，所述机场消防管网监测初定位方法包括：

4、在机场消防管网的消火栓上安装水压监测器，每个水压监测器检测附近消防管网水压数据；

5、将检测的消防管网水压数据通过无线传输方式传输至机场的服务器；

6、服务器根据消防管网水压数据进行分析，判断消防管网水压数据是否异常，若异常将显示该组消防管网水压数据的消火栓编号；机场后期工作人员根据消火栓编号找到管网漏损区域。

7、作为本发明的进一步改进，水压监测器的布设过程，包括：

8、根据机场布设消防栓的布局，对消防栓进行编号，同时确定需要监测水压的区域范围，根据监测区域的大小和形状，确定网格或区域的大小；

9、根据确定的网格或区域大小，根据坐标或距离进行划分，将监测区域划分为等距的网格或区域；

10、在每个网格或区域的中心或边缘位置确定水压监测器的安装位置。

11、作为本发明的进一步改进，确定水压监测器的安装位置的过程，包括：

12、根据划分的网格或区域的大小和形状，使用笛卡尔坐标系确定每个网格或区域的边界；使用相对坐标或相对距离来表示消防栓在网格或区域内的位置；

13、将每个网格或区域的边界与消防栓的相对位置结合起来，使用绝对坐标确定消防栓的绝对位置；将每个网格或区域的边界与消防栓的相对位置结合起来，得到消防栓在整个监测区域内的相对坐标，根据监测区域的坐标系统，将相对坐标转换为绝对坐标，使用地理定位技术确定消防栓的绝对位置；

14、在每个网格或区域内，根据确定的消防栓绝对位置，使用编号进行标识及记录消防栓的位置信息。

15、作为本发明的进一步改进，水压监测器布设完毕后，需要建立水压监测器与服务器的无线通讯，包括：

16、将消防栓的绝对坐标及水压监测器的编号通过无线发送至服务器，服务器接收绝对坐标及编号后，对其内容进行核实，核实后发出匹配指令至水压监测器；

17、水压监测器接收到匹配指令，调整运行状态，并按照服务器发出的周期采集指令进行初始设置，设置完毕后，开启消防管网水压数据采集程序；周期设置为每间隔10-30min检测一次；

18、水压监测器将采集的消防管网水压数据及编号打包，一起发送至服务器。

19、作为本发明的进一步改进，无线传输消防管网水压数据的过程，包括：

20、水压监测器采使用低功耗广域网lora通信技术将采集到的消防管网水压数据通过lora模块发送至机场的服务器；

21、配置水压监测器和服务器之间的lora模块连接，包括设置lora模块参数；

22、水压监测器通过配置好的lora模块连接，将消防管网水压数据以lora数据包的形式传输至机场的服务器；服务器接收lora数据包，并解析其中的消防管网水压数据。

23、作为本发明的进一步改进，以lora数据包的形式传输消防管网水压数据的过程，包括：

24、将采集到的消防管网水压数据进行封装，组成lora数据包，数据包包括数据字段和控制字段，用于标识数据类型和数据来源信息；将封装好的数据包加入lora头部，包括物理层和数据链路层的控制信息，lora头部包括同步字、地址字、帧控制字字段；

25、通过配置好的lora模块连接，将封装好的lora数据包发送至机场的服务器，lora模块通过射频信道将数据包发送出去，传输到服务器端；

26、服务器端的lora模块接收lora数据包，并进行解析，lora模块解析lora头部，提取出数据字段和控制字段等信息；服务器解析lora数据包中的数据字段，提取出消防管网的水压数据。

27、作为本发明的进一步改进，判断消防管网水压数据是否异常的过程，包括：

28、确定消防管网水压的正常范围，设定水压阈值；服务器实时接收并存储传输过来的消防管网水压数据，将实时消防管网水压数据与已设定的水压阈值进行比对，判断当前消防管网水压数据是否超出了水压阈值，如果消防管网水压数据超出了设定的阈值范围，则判定为异常；

29、利用数据分析算法对收集到的消防管网水压数据分析和统计，进行异常检测和趋势分析；

30、根据设定的异常判定条件，当检测到异常时，服务器发送警报或通知相关人员。

31、作为本发明的进一步改进，水压阈值设定过程，包括：

32、收集并分析历史消防栓水压数据，计算并统计消防栓水压数据的平均值；平均值代表消防栓水压数据的中心趋势；

33、根据历史消防栓水压数据的分布情况和统计结果，确定正常消防栓水压的范围；绘制消防栓水压数据的直方图或概率密度图，得到消防栓水压数据的分布情况；计算消防栓水压数据的标准差，标准差代表消防栓水压数据的离散程度；

34、根据正常范围，设定阈值，将阈值设置为平均值加减1个标准差。

35、作为本发明的进一步改进，数据分析算法，包括：

36、使用3σ原则检测消防栓水压数据中的异常点，根据3σ原则，确定异常点的阈值范围：上界阈值：平均值加1个标准差，下界阈值：平均值减1个标准差；

37、将消防栓水压数据与阈值进行比较，如果消防栓水压大于上界阈值或小于下界阈值，则将其判定为异常点；如果消防栓水压在阈值范围内，则认为是正常数据；

38、选择7天的窗口，表示要计算移动平均的数据点的数量，将窗口内的数据点进行平均计算，得到移动平均值，将移动平均值绘制成折线图，得到折线图中的趋势变化。

39、为实现上述目的，本发明还提供了如下技术方案：

40、一种机场消防管网监测初定位系统，其应用于所述的机场消防管网监测初定位方法，所述机场消防管网监测初定位系统包括：

41、数据采集模块，用于在机场消防管网的消火栓上安装水压监测器，每个水压监测器检测附近消防管网水压数据；

42、数据传输模块，用于将检测的消防管网水压数据通过无线传输方式传输至机场的服务器；

43、数据处理模块，用于服务器根据消防管网水压数据进行分析，判断消防管网水压数据是否异常，若异常将显示该组消防管网水压数据的消火栓编号；机场后期工作人员根据消火栓编号找到管网漏损区域。

44、本发明通过在消火栓上安装水压监测器，可以实时监测附近消防管网的水压数据；获取消防管网的水压数据，以便后续的分析和判断，通过实时监测消防管网的水压数据，可以及时发现异常情况，如压力下降或波动过大等，为后续的维修和管理提供依据。将通过水压监测器检测到的消防管网水压数据通过无线传输方式传输至机场的服务器；通过将水压数据传输至机场的中心服务器，可以集中存储和管理数据，方便后续的分析和处理，可以实现数据的实时监测和远程管理，提高管网的运维效率。服务器根据消防管网水压数据进行分析，判断是否存在异常情况，以及显示异常数据对应的消火栓编号，机场后期工作人员根据消火栓编号定位管网漏损区域，并进行更精密的检测，最终找到漏损处并进行维修；通过分析水压数据，判断消防管网是否存在异常情况，如漏水或压力异常，通过定位漏损区域和进行维修，可以及时处理管网的问题，确保消防系统的正常运行和安全性。更精密的检测包含，高精度仪器：使用高精度的水压计、流量计或其他传感器等仪器设备，对漏损区域进行更精确的测量和监测；声音探测器：使用声音探测器或声纳设备，对漏水声音进行定位和分析。通过检测漏水声音的强度和方向，可以更精确地确定漏损的位置。管道检测工具：使用便携式摄像机、探测器或其他工具，直接进入管道内部进行观察和检查。这可以帮助检测隐藏在地下或墙内的管道漏损，提供更详细的信息。