燃气泄漏的判断方法、装置及电子设备与流程

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种燃气泄漏的判断方法、装置及电子设备。

背景技术：

随着城镇化进程的发展，城市燃气地下管网的密集度和运行时间的不断增加，燃气管道泄漏的数量与风险也在同步提高。目前，燃气泄漏检测主要包括燃气窨井在线监测和人工地面沿线巡检两种方式。人工巡检方式易受人体生理因素的制约和劳动经验的影响，对巡检的工作技能要求较高，巡检易出现漏洞，加上外界其他各种因素的制约，巡检效果不理想。而且对于燃气管道的细微泄漏，无法及时发现。在线监测系统的效果则受制于检测设备成本，其原因在于窨井内的可燃气体一方面来源于井内有机物腐烂产生，另一方面来源于燃气泄漏产生，两种气体的主要成份均为甲烷，因此现有的在线监测系统无法甄别出是燃气管线泄漏还是有机物腐烂。

技术实现要素：

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种燃气泄漏的判断方法，能够提高判断燃气是否泄漏的准确性，实现对燃气管道泄漏的及时发现。

本发明的第二个目的在于提出一种燃气泄漏的判断装置。

本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

本发明的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种燃气泄漏的判断方法，包括：

获取沼气堆积时监测设备采集的甲烷浓度数据，并生成所述甲烷浓度数据对应的第一函数，所述甲烷浓度监测设备分布在燃气管网的相邻地下空间；

获取窨井内甲烷浓度随时间变化的第二函数；

计算出所述第一函数与所述第二函数之间的第一相关系数，并判断所述第一相关系数是否大于第一预设阈值；

如果所述第一相关系数小于第一预设阈值，则进一步获取用气量随时间变化的第三函数；

计算出所述第一函数与所述第三函数之间的第二相关系数，并判断所述第二相关系数是否小于第二预设阈值；

如果所述第二相关系数大于第二预设阈值，则根据所述甲烷浓度数据判断燃气是否泄漏。

可选的，方法还包括：

如果所述第一相关系数大于所述第一预设阈值，则确定所述甲烷浓度数据为沼气堆积形成。

可选的，方法还包括：

如果所述第二相关系数小于所述第二预设阈值，则确定所述甲烷浓度数据为沼气堆积形成。

可选的，根据所述甲烷浓度数据判断燃气是否泄漏，包括：

获取所述甲烷浓度数据中的甲烷浓度最大值对应的第一时间点，以及获取甲烷浓度最小值对应的第二时间点；

判断所述第一时间点和所述第二时间点是否均处于各自所对应的预设时间区间内；

如果所述第一时间点和所述第二时间点均处于各自所对应的预设时间区间内，则确定燃气泄漏。

可选的，方法还包括：

如果所述第一时间点和所述第二时间点中的任一个未处于各自所对应的预设时间区间内，则确定非燃气泄漏。

可选的，所述第一相关系数和所述第二相关系数的取值范围为在0至1之间，所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。

可选的，方法还包括：

在确定燃气泄漏之后，生成并发出报警信息。

本发明实施例的燃气泄漏的判断方法，通过获取沼气堆积时监测设备采集的甲烷浓度数据，并生成所述甲烷浓度数据对应的第一函数，再获取窨井内甲烷浓度随时间变化的第二函数，并获取用气量随时间变化的第三函数，然后分析第一函数和第二函数之间的相关性，以及分析第一函数和第三函数之间的相关性，能够提高判断燃气是否泄漏的准确性，实现对燃气管道泄漏的及时发现。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种燃气泄漏的判断装置，包括：

第一获取模块，用于获取沼气堆积时监测设备采集的甲烷浓度数据，并生成所述甲烷浓度数据对应的第一函数，所述甲烷浓度监测设备分布在燃气管网的相邻地下空间；

第二获取模块，用于获取窨井内甲烷浓度随时间变化的第二函数；

第一判断模块，用于计算出所述第一函数与所述第二函数之间的第一相关系数，并判断所述第一相关系数是否大于第一预设阈值；

第三获取模块，用于如果所述第一相关系数小于第一预设阈值，则进一步获取用气量随时间变化的第三函数；

第二判断模块，用于计算出所述第一函数与所述第三函数之间的第二相关系数，并判断所述第二相关系数是否小于第二预设阈值；

第三判断模块，用于如果所述第二相关系数大于第二预设阈值，则根据所述甲烷浓度数据判断燃气是否泄漏。

可选的，装置还包括：

第一确定模块，用于如果所述第一相关系数大于所述第一预设阈值，则确定所述甲烷浓度数据为沼气堆积形成。

可选的，装置还包括：

第二确定模块，用于如果所述第二相关系数小于所述第二预设阈值，则确定所述甲烷浓度数据为沼气堆积形成。

可选的，所述第三判断模块，用于：

获取所述甲烷浓度数据中的甲烷浓度最大值对应的第一时间点，以及获取甲烷浓度最小值对应的第二时间点；

判断所述第一时间点和所述第二时间点是否均处于各自所对应的预设时间区间内；

如果所述第一时间点和所述第二时间点均处于各自所对应的预设时间区间内，则确定燃气泄漏。

可选的，所述第三判断模块，还用于：

如果所述第一时间点和所述第二时间点中的任一个未处于各自所对应的预设时间区间内，则确定非燃气泄漏。

可选的，所述第一相关系数和所述第二相关系数的取值范围为在0至1之间，所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。

可选的，装置还包括：

报警模块，用于在确定燃气泄漏之后，生成并发出报警信息。

本发明实施例的燃气泄漏的判断装置，通过获取沼气堆积时监测设备采集的甲烷浓度数据，并生成所述甲烷浓度数据对应的第一函数，再获取窨井内甲烷浓度随时间变化的第二函数，并获取用气量随时间变化的第三函数，然后分析第一函数和第二函数之间的相关性，以及分析第一函数和第三函数之间的相关性，能够提高判断燃气是否泄漏的准确性，实现对燃气管道泄漏的及时发现。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器用于执行第一方面实施例所述的燃气泄漏的判断方法。

为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面实施例所述的燃气泄漏的判断方法。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一实施例提出的燃气泄漏的判断方法的流程图；

图2为本发明另一实施例提出的燃气泄漏的判断方法的流程图；

图3为本发明又一实施例提出的燃气泄漏的判断方法的流程图；

图4为本发明再一实施例提出的燃气泄漏的判断方法的流程图；

图5为过去24小时内沼气引发报警的曲线示意图；

图6为过去24小时内用气量的曲线示意图；

图7为过去24小时内燃气泄漏的曲线示意图；

图8为本发明一实施例提出的燃气泄漏的判断装置的结构框图；

图9为本发明另一实施例提出的燃气泄漏的判断装置的结构框图；

图10为本发明又一实施例提出的燃气泄漏的判断装置的结构框图；

图11为本发明再一实施例提出的燃气泄漏的判断装置的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

目前，燃气泄漏检测主要包括燃气窨井在线监测和人工地面沿线巡检两种方式。人工巡检方式易受人体生理因素的制约和劳动经验的影响，对巡检的工作技能要求较高，巡检易出现漏洞，加上外界其他各种因素的制约，巡检效果不理想。而且对于燃气管道的细微泄漏，无法及时发现。在线监测系统的效果则受制于检测设备成本，其原因在于窨井内的可燃气体一方面来源于井内有机物腐烂产生，另一方面来源于燃气泄漏产生，两种气体的主要成份均为甲烷，因此现有的在线监测系统无法甄别出是燃气管线泄漏还是有机物腐烂。

为此，本发明旨在提出一种燃气泄漏的判断方法，通过分析窨井内气体的数据信息来判断燃气管道是否泄漏，实现对燃气管道泄漏的及时发现。

下面参考附图描述本发明实施例的燃气泄漏的判断方法、装置及电子设备。

图1为本发明一实施例提出的燃气泄漏的判断方法的流程图。

如图1所示，燃气泄漏的判断方法，包括：

s101，获取沼气堆积时监测设备采集的甲烷浓度数据，并生成甲烷浓度数据对应的第一函数。

其中，甲烷浓度监测设备可分布在燃气管网的相邻地下空间。

在本发明的一个实施例中，可通过甲烷浓度监测设备采集甲烷浓度数据，从而根据该甲烷浓度数据生成对应的第一函数，即甲烷浓度随时间变化的函数。

s102，获取窨井内甲烷浓度随时间变化的第二函数。

其中，窨井内甲烷浓度随时间变化的第二函数指的是窨井内沼气堆积量随时间变化的函数。该函数为通过历史测量数据生成。

s103，计算出第一函数与第二函数之间的第一相关系数，并判断第一相关系数是否大于第一预设阈值。

在确定第一函数和第二函数之后，可分析出两者的相关性，得出它们之间的第一相关系数ε1，即甲烷浓度变化规律与沼气引发的窨井内甲烷浓度变化规律的相关性。第一相关系数ε1的数值趋近于1，说明两者线性相关程度越大；ε1趋近于0，说明两者线性相关程度越小。ε1的取值范围在0至1之间。本实施例中，第一预设阈值为0.9。

s104，如果第一相关系数小于第一预设阈值，则进一步获取用气量随时间变化的第三函数。

其中，第三函数为用户使用燃气流量随时间变化的函数。例如：每天在早上和晚上都会出现用气早高峰和晚高峰，早高峰一般出现在早上8:00-10:00，晚高峰一般出现在下午17:00-18:00和19:00-20:00。白天的低谷出现在下午15:00-16:00，夜里的谷底出现在凌晨3:00-5:00。

s105，计算出第一函数与第三函数之间的第二相关系数，并判断第二相关系数是否小于第二预设阈值。

在确定第三函数之后，可分析出第一函数与第三函数的相关性，得出它们之间的第二相关系数ε2，即甲烷浓度变化规律与用气量变化规律的相关性。第二相关系数ε2的数值趋近于1，说明两者线性相关程度越大；ε2趋近于0，说明两者线性相关程度越小。ε2的取值范围在0至1之间。本实施例中，第二预设阈值为0.05。

s106，如果第二相关系数大于第二预设阈值，则根据甲烷浓度数据判断燃气是否泄漏。

具体地，可获取甲烷浓度数据中的甲烷浓度最大值对应的第一时间点，以及获取甲烷浓度最小值对应的第二时间点。然后判断第一时间点和第二时间点是否均处于各自所对应的预设时间区间内。如果第一时间点和第二时间点均处于各自所对应的预设时间区间内，则确定燃气泄漏。如果第一时间点和第二时间点中的任一个未处于各自所对应的预设时间区间内，则确定非燃气泄漏。

本发明实施例的燃气泄漏的判断方法，通过获取沼气堆积时监测设备采集的甲烷浓度数据，并生成甲烷浓度数据对应的第一函数，再获取窨井内甲烷浓度随时间变化的第二函数，并获取用气量随时间变化的第三函数，然后分析第一函数和第二函数之间的相关性，以及分析第一函数和第三函数之间的相关性，能够提高判断燃气是否泄漏的准确性，实现对燃气管道泄漏的及时发现。

在本发明的另一个实施例中，如图2所示，燃气泄漏的判断方法，还包括：

s107，如果第一相关系数大于第一预设阈值，则确定甲烷浓度数据为沼气堆积形成。

在本发明的又一个实施例中，如图3所示，燃气泄漏的判断方法，还包括：

s108，如果第二相关系数小于第二预设阈值，则确定甲烷浓度数据为沼气堆积形成。

在本发明的再一个实施例中，如图4所示，燃气泄漏的判断方法，还包括：

s109，在确定燃气泄漏之后，生成并发出报警信息。

下面通过一个具体示例进行描述：

首先，在燃气管网相邻地下空间布设甲烷气体浓度监测设备。

其中，甲烷气体浓度监测设备的点位数量、报警级别、甲烷浓度、采集频率以及上传频率可如表1所示。

表1

注：(1)一级报警甲烷浓度为3％vol(包括)及以上；二级报警甲烷浓度为2％vol(包括)到3％vol；三级报警甲烷浓度为1％vol(包括)到2％vol。

甲烷气体浓度监测设备将采集到的数据通过有线或无线的方式上传至燃气专项监测系统。

燃气专项监测系统在获取到上述数据之后，可对数据进行分析。

具体地，燃气专项监测系统分析甲烷浓度随时间变化规律，生成函数x＝f1(t)。其中，x表示监测到的甲烷浓度值，t表示时刻，f1表示监测到的甲烷浓度值随时间变化的函数。

然后，计算得到甲烷浓度变化规律与沼气引发甲烷浓度变化规律的相关性，计算出相关系数ε1。

其中，沼气引发甲烷浓度变化规律的函数为z＝f3(t)。z表示沼气堆积量，t表示时刻，f3表示沼气堆积量随时间变化的函数。如图5所示，图5为过去24小时内沼气引发报警的曲线。

之后，再分析用气量随时间变化规律，生成函数q＝f2(t)。其中，q表示用气量，t表示时刻，f2表示用气量随时间变化的函数。如图6所示，图6为过去24小时内用气量的曲线。每天在早上和晚上都会出现用气早高峰和晚高峰，早高峰一般出现在早上8:00-10:00，晚高峰一般出现在下午17:00-18:00和19:00-20:00。白天的低谷出现在下午15:00-16:00，夜里的谷底出现在凌晨3:00-5:00。

接下来，分析得到甲烷浓度变化规律与用气量随时间变化规律的相关性，计算出相关系数ε2。

下面便可根据s1和ε2来判断甲烷浓度变化的成因。

判断ε1是否大于0.9。

当ε1大于0.9时，可确定甲烷浓度数据为沼气堆积形成。为了进一步提高准确率，则可进行多次判断，如连续五次判断结果均为ε1大于0.9，则确定甲烷浓度数据为沼气堆积形成。

当ε1小于0.9时，可进一步判断ε2是否小于0.05。

当ε2小于0.05时，可确定甲烷浓度数据为沼气堆积形成。同理，为了进一步提高准确率，则可进行多次判断，如连续五次判断结果均为ε2小于0.05，则确定甲烷浓度数据为沼气堆积形成。

当ε2大于0.05时，则可进行更进一步地判断。

获取过去24小时内甲烷浓度的最大值xmax＝max(xi)，并记录最大值的出现时间t＝f(xmax)。同理，获取过去24小时内甲烷浓度的最小值xmin＝min(xi)，并记录最小值的出现时间t＝f(xmin)。

泄漏气体浓度变化规律与燃气使用规律密切相关，因此首先判断最大值xmax的出现时间是否为用气较少的时间段，即判断如t＝f(xmax)是否位于0:00-9:00点之间。如果是，则进一步判断t＝f(xmin)是否位于用气较多的时间段，如15:00-20:00点之间。如果是，则确定为燃气泄漏，需尽快解决。如果t＝f(xmin)不在15:00-20:00点之间，则确定为非燃气泄漏。

此外，如果t＝f(xmax)不在0:00-9:00点之间，则进一步判断t＝f(xmin)是否位于12:00-15:00点之间。如果t＝f(xmin)不在12:00-15:00点之间，则确定为非燃气泄漏。为了进一步提高准确率，可进行多次判断，如连续五次判断为非燃气泄漏。

不同于沼气引发的报警，如图7所示，燃气泄漏时，窨井内甲烷浓度变化会随时间呈一定规律，即窨井内甲烷浓度曲线的峰值多出现在用气较少的凌晨时间段，波谷多出现在用气量较大的傍晚时间段。

本发明通过上述方式对城市燃气地下管线进行全面监测，监测预警延迟时间接近实时，泄漏定位精度小于10米，能够及时发现燃气泄漏，节约大量人力成本，预防事故的发生。通过对监测数据进行统计分析和深度挖掘，能够及时有效地判断出是沼气堆积还是燃气泄漏引发的报警，提升准确性和及时性，避免燃气泄漏。

为实现上述实施例，本发明还提出一种燃气泄漏的判断装置。

图8为本发明一实施例提出的燃气泄漏的判断装置的结构框图。

如图8所示，燃气泄漏的判断装置包括第一获取模块810、第二获取模块820、第一判断模块830、第三获取模块840、第二判断模块850和第三判断模块860。

第一获取模块810，用于获取沼气堆积时监测设备采集的甲烷浓度数据，并生成甲烷浓度数据对应的第一函数，甲烷浓度监测设备分布在燃气管网的相邻地下空间；

第二获取模块820，用于获取窨井内甲烷浓度随时间变化的第二函数；

第一判断模块830，用于计算出第一函数与第二函数之间的第一相关系数，并判断第一相关系数是否大于第一预设阈值；

第三获取模块840，用于如果第一相关系数小于第一预设阈值，则进一步获取用气量随时间变化的第三函数；

第二判断模块850，用于计算出第一函数与第三函数之间的第二相关系数，并判断第二相关系数是否小于第二预设阈值；

第三判断模块860，用于如果第二相关系数大于第二预设阈值，则根据甲烷浓度数据判断燃气是否泄漏。

在本发明的另一个实施例中，如图9所示，燃气泄漏的判断装置，还包括第一确定模块870。

第一确定模块870，用于如果第一相关系数大于第一预设阈值，则确定甲烷浓度数据为沼气堆积形成。

在本发明的又一个实施例中，如图10所示，燃气泄漏的判断装置，还包括第二确定模块880。

第二确定模块880，用于如果第二相关系数小于第二预设阈值，则确定甲烷浓度数据为沼气堆积形成。

在本发明的再一个实施例中，如图11所示，燃气泄漏的判断装置，还包括报警模块890。

报警模块890，用于在确定燃气泄漏之后，生成并发出报警信息。

需要说明的是，前述对燃气泄漏的判断方法的解释说明，也适用于本发明实施例的燃气泄漏的判断装置，本发明实施例中未公布的细节，在此不再赘述。

本发明实施例的燃气泄漏的判断装置，通过获取沼气堆积时监测设备采集的甲烷浓度数据，并生成甲烷浓度数据对应的第一函数，再获取窨井内甲烷浓度随时间变化的第二函数，并获取用气量随时间变化的第三函数，然后分析第一函数和第二函数之间的相关性，以及分析第一函数和第三函数之间的相关性，能够提高判断燃气是否泄漏的准确性，实现对燃气管道泄漏的及时发现。

为实现上述实施例，本发明还提出了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行第一方面实施例的燃气泄漏的判断方法。

为实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面实施例的燃气泄漏的判断方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。