CN107420745B - 一种城市燃气管网检测范围及检测覆盖率的确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市燃气管网检测范围及检测覆盖率的确定方法，检测范围的确定方法包括：在管网检测设备移动的过程中检测实时风向和风速，计算实时风向与管网检测设备移动方向的实时夹角，获取管网检测设备在无风条件下的两侧检测距离，然后计算实际检测过程中检测车的两侧实际检测距离，确定出检测车的实际检测覆盖范围，结合城市燃气管网图，确定出被检测车检测覆盖范围覆盖到的管线长度；检测覆盖率的确定方法包括利用检测范围覆盖的管线长度和所有管线总长度确定检测覆盖率。本发明提供了一种科学、合理的城市燃气管网检测范围及检测覆盖率的确定方法，并可量化计算管网检测覆盖率，从而及时有效地确定检测范围、避免检测盲区的产生。

Description

一种城市燃气管网检测范围及检测覆盖率的确定方法
技术领域
本发明涉及城市燃气管网巡检技术领域，更为具体来说，本发明涉及一种城市燃气管网检测范围及检测覆盖率的确定方法。
背景技术
城市具有人口集中、建筑物密集等特点，燃气管道的泄漏会给城市的安全运行带来巨大的隐患。随着城市规模的不断发展，管网规模日益扩张，燃气企业的生产运行管理面临更为严峻的考验。虽然利用泄漏检测车沿着铺设管线的道路进行泄漏检测能够快速发现燃气泄漏；但是由于车辆只能在车行道路上行驶，泄漏检测车实际上有效地检测了多少管线、存在哪些泄漏检测盲区，当前只是靠有经验的检测人员进行大致估算，而无法准确地判定，从而会产生管网重复检测、检测效率低的问题，这些制约因素在一定程度上限制了燃气企业对燃气泄漏检测车的使用。
因此，如何确定在管线巡检过程中的检测范围、提高城市燃气管网的检测效率成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。
发明内容
为解决现有技术无法准确判断管线巡检过程中的检测范围、城市燃气管网检测效率低等问题，本发明创新地提供了一种城市燃气管网检测范围及检测覆盖率的确定方法，通过将实时的风向、风速、管网检测设备运行轨迹因素考虑在内，从而准确、有效、科学地得出管网的检测范围及实际的检测覆盖率。
为达到上述技术目的，本发明公开了一种城市燃气管网检测范围的确定方法，所述确定方法包括如下步骤，
步骤1，在管网检测设备移动的过程中，检测管网检测设备处的实时风向和实时风速；
步骤2，计算所述实时风向与管网检测设备移动方向的实时夹角；
步骤3，获取所述管网检测设备在无风条件下的左侧标准检测距离和右侧标准检测距离；
步骤4，利用所述左侧标准检测距离、所述右侧标准检测距离、所述实时风速及所述实时夹角计算出所述管网检测设备在有风条件下的左侧实际检测距离和右侧实际检测距离；
步骤5，根据所述左侧实际检测距离和右侧实际检测距离确定出城市燃气管网检测范围。
本发明创新地将城市燃气管网检测过程中的实时风速、实时风向以及管网检测设备的行进方向考虑在内，全面、准确、科学地得出燃气管网的检测范围，从而解决现有技术无法准确判断管线巡检过程中的检测范围的问题，避免了重复检测的问题，提高了燃气管网的检测效率。
进一步地，步骤4中，通过如下方式计算出所述管网检测设备在有风条件下的左侧实际检测距离和右侧实际检测距离；
如果风来自管网检测设备的左侧，则：
且P右≥0；
如果风来自管网检测设备的右侧，则：
且P左≥0；
其中，在无风条件下的左侧标准检测距离和右侧标准检测距离相等，且均为M；P左表示左侧实际检测距离，P右表示右侧实际检测距离；表示实时风向与管网检测设备移动方向垂直时的管道左侧相对检测距离，表示实时风向与管网检测设备移动方向垂直时的管道右侧相对检测距离，且表示实时风速；θ表示所述实时风向所在直线与管网检测设备移动方向所在直线的实时夹角，且θ为锐角。
通过上述改进的技术方案，本发明实现对管网检测设备左右实际检测距离的量化，从而能够准确地判断出管网检测设备有效地检测了多少管线、还存在哪些泄漏检测盲区等关键信息。
进一步地，为提高检测的准确性和可靠性，本发明步骤3中，利用燃气泄漏扩散规律确定所述管网检测设备在无风条件下的左侧标准检测距离和右侧标准检测距离。
进一步地，为进一步提高检测的准确性和可靠性，本发明步骤3中，利用管网检测设备的探头实际工作时的高度修正所述左侧标准检测距离和右侧标准检测距离。
进一步地，为提高本发明计算结果的准确性和可靠性，步骤4中，通过线性拟合方式分别拟合出实时风速实时风向与管网检测设备移动方向垂直时的左侧相对检测距离或者右侧相对检测距离之间的函数关系。
进一步地，步骤4中，具体的函数关系如下：
进一步地，为提高本发明的实际适用范围，所述管网检测设备为泄漏检测车。
本发明的另一个发明目的在于提供一种城市燃气管网检测覆盖率的确定方法，该确定方法包括如下步骤，
步骤a，通过读取燃气管网信息库的方式获取待检测区域的所有管线总长度；
步骤b，利用上述的城市燃气管网检测范围的确定方法获取检测范围；
步骤c，统计所述检测范围内覆盖的管线长度；
步骤d，利用所述检测范围内覆盖的管线长度和所述待检测区域的所有管线总长度确定城市燃气管网检测覆盖率。
本发明可更精确地获得管线泄漏检测的巡检覆盖率，从而真实地反映管线巡检过程中的实际状况，减少泄漏检测盲区，从而更全面地对管网的泄漏点进行掌控，增加泄漏检测工作的可靠性和真实性，为管道安全监控提供更可靠的技术支持。
进一步地，为更准确、合理地计算出检测时的实际覆盖率，步骤c中，将检测范围内覆盖的管线进行点划分操作，划分的原则为：相邻点之间的管线为直线管线，通过累加所有直线管线的长度的方式计算检测范围内覆盖的管线长度。
进一步地，步骤d中，所述城市燃气管网检测覆盖率为检测范围内覆盖的管线长度与待检测区域的管线总长度数据的比值。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种科学、合理的城市燃气管网检测范围及检测覆盖率的确定方法，并可量化计算管网检测覆盖率，从而及时有效地确定检测范围、避免检测盲区的产生，进而降低由于燃气泄漏而可能导致的***、爆燃风险，全面提高燃气企业泄漏检测效率。
附图说明
图1为城市燃气管网检测范围的确定方法的流程示意图。
图2为城市燃气管网检测覆盖率的确定方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明城市燃气管网检测范围及检测覆盖率的确定方法进行详细的解释和说明。
实施例一：
如图1所示，本发明公开了一种城市燃气管网检测范围的确定方法，将影响管网检测范围的风向、风速、行车轨迹因素考虑在内，该确定方法具体包括如下的步骤。
步骤1，在管网检测设备移动的过程中，检测管网检测设备处的实时风向和实时风速；本实施例中，管网检测设备优选为泄漏检测车。
步骤2，计算实时风向与管网检测设备移动方向的实时夹角。
步骤3，获取管网检测设备在无风条件下的左侧标准检测距离和右侧标准检测距离；本实施例中，基于相似理论和量纲和谐理论，可利用燃气泄漏扩散规律实验确定管网检测设备在无风条件下的左侧标准检测距离和右侧标准检测距离。为提高左侧标准检测距离和右侧标准检测距离的准确性，本实施例改进的方案还包括利用管网检测设备的探头实际工作时的高度修正左侧标准检测距离和右侧标准检测距离，具体的修正算法可在本发明的技术启示下而从计算燃气泄漏抬升高度的常规方案中选择。
步骤4，利用左侧标准检测距离、右侧标准检测距离、实时风速及实时夹角计算出管网检测设备在有风条件下的左侧实际检测距离和右侧实际检测距离；本实施例中，具体通过如下方式计算出管网检测设备在有风条件下的左侧实际检测距离和右侧实际检测距离；
如果风来自管网检测设备的左侧，则：
且P右≥0；
如果风来自管网检测设备的右侧，则：
且P左≥0；
其中，在无风条件下的左侧标准检测距离和右侧标准检测距离相等，且均为M，本实施例中，M可为10m；P左表示左侧实际检测距离，P右表示右侧实际检测距离；表示实时风向与管网检测设备移动方向垂直时的管道左侧相对检测距离，表示实时风向与管网检测设备移动方向垂直时的管道右侧相对检测距离，且表示实时风速；θ表示所述实时风向所在直线与管网检测设备移动方向所在直线的实时夹角，且本实施例中涉及的θ为锐角。对于和本实施例通过线性拟合方式拟合出实时风速实时风向与管网检测设备移动方向垂直时的左侧相对检测距离之间的函数关系，以及通过线性拟合方式拟合出实时风速实时风向与管网检测设备移动方向垂直时的左侧相对检测距离之间的函数关系，简而言之，通过线性拟合方式分别拟合出与之间、与之间的函数关系。
根据上述表格提供的实验数据，通过线性拟合方式拟合出的左侧相对检测距离公式和右侧相对检测距离公式如下：
步骤5，根据左侧实际检测距离和右侧实际检测距离确定出城市燃气管网检测范围，具体来说，在管网检测设备移动的过程中，在计算出左侧实际检测距离和右侧实际检测距离后，结合管网检测设备的移动轨迹，可得出检测覆盖的范围，即城市燃气管网检测范围。需要说明的是，为提高燃气管网检测范围确定的合理性和准确性，在某次检测过程中如果出现风速、风向、行进方向中的任一条件发生改变时，则左侧实际检测距离和右侧实际检测距离将根据时间区间而进行分段计算。
如图1、2所示，本实施例还公开了一种城市燃气管网检测覆盖率的确定方法，通过得出的城市燃气管网检测范围与待检测区域的管网总数据进行比对计算，从而得出检测覆盖率。该确定方法具体包括如下步骤，
步骤a，通过读取燃气管网信息库的方式获取待检测区域的所有管线总长度。
步骤b，利用本实施例的城市燃气管网检测范围的确定方法获取检测范围。
步骤c，统计检测范围内覆盖的管线长度；本实施例中，将检测范围内覆盖的管线进行点划分操作，划分的原则为：相邻点之间的管线为直线管线，通过累加所有直线管线的长度的方式计算检测范围内覆盖的管线长度，通过上述截断的方式能够更准确地计算出实际覆盖的管线长度。
步骤d，利用检测范围内覆盖的管线长度和待检测区域的所有管线总长度确定城市燃气管网检测覆盖率。具体地，城市燃气管网检测覆盖率为检测范围内覆盖的管线长度与待检测区域的管线总长度数据的比值。
实施例二：
本实施例与实施例一公开的方案基本相同，其区别在于：本实施例中，通过坐标计算的方式管网检测设备在有风条件下的左侧实际检测距离和右侧实际检测距离，需要特殊说明的是，本实施例与实施例还有一个较大的不同是：风向与管网检测设备的移动方向的夹角范围0°至360°，具体说明如下：
本实施例中，无风条件下，在管网检测设备探头离地距离为K米时，泄漏检测车可检测出距车左右偏移量为M米范围内的燃气泄漏，即左侧标准检测距离和右侧标准检测距离均为M米。本实施例根据相似理论和量纲和谐理论，在实验室进行模拟燃气泄漏扩散规律实验：利用示踪技术，通过调整实验泄漏点的压力和流量，使得距离泄漏点水平距离为M米、垂直距离为K米的区域上刚好能利用检测设备测到泄漏的燃气，并保持此时的泄漏压力和流量。在此基础上，分别向该流场分别施加不同风速的风，风向与车行风向实时夹角大小为90°。
本实施例中，实时夹角大小的确定方法为：当管道位于车行方向的左侧时，将车行方向逆时针旋转与风向重合后的角度大小记为夹角θ；当管道位于车行方向右侧时，将车行方向顺时针旋转与风向重合后的角度大小也记为夹角θ。
分别记录不同风速条件下管道泄漏点两侧能测到泄漏燃气的点的坐标，两侧能测到泄漏燃气的点的坐标分别为和其中，取泄漏点为坐标原点；分别拟合出夹角θ为90°条件下相对距离 分别与之间的函数关系，
则在风速为风向与车行风向夹角大小为θ的条件下，检测车可有效检测的左右距离大小分别为：
当即泄漏检测车左侧能够检测的横坐标均大于零时，泄漏检测车右侧检测的横坐标为零，P右＝0；
当时，此时180°＜θ＜360°；
当时，即泄漏检测车右侧能够检测的横坐标均小于零时，泄漏检测车左侧检测的横坐标为零，P左＝0；
当时，此时0°＜θ＜180°；
依据上述计算公式和检测车的检测轨迹，可得到检测车的有效巡检轨迹覆盖区域检测车巡检轨迹覆盖区域内包含的管线为巡检到位管线，利用GIS地理信息技术计算巡检到位管线长度，其原理如下：把巡检到位管线划分为若干个点，每相邻两点之间的管线为直线管线，分别计算相邻两点之间的管线长度，所有相邻两点之间的管线长度之和为巡检到位管线长度。用巡检到位管线长度除以巡检区域管线总长度，得到巡检覆盖率。
在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“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。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种城市燃气管网检测范围的确定方法，其特征在于：所述确定方法包括如下步骤，
步骤1，在管网检测设备移动的过程中，检测管网检测设备处的实时风向和实时风速；
步骤2，计算所述实时风向与管网检测设备移动方向的实时夹角；
步骤3，获取所述管网检测设备在无风条件下的左侧标准检测距离和右侧标准检测距离；
步骤4，利用所述左侧标准检测距离、所述右侧标准检测距离、所述实时风速及所述实时夹角计算出所述管网检测设备在有风条件下的左侧实际检测距离和右侧实际检测距离；步骤4中，通过如下方式计算出所述管网检测设备在有风条件下的左侧实际检测距离和右侧实际检测距离；如果风来自管网检测设备的左侧，则：
且P右≥0；
如果风来自管网检测设备的右侧，则：
且P左≥0；
其中，在无风条件下的左侧标准检测距离和右侧标准检测距离相等，且均为M；P左表示左侧实际检测距离，P右表示右侧实际检测距离；表示实时风向与管网检测设备移动方向垂直时的管道左侧相对检测距离，表示实时风向与管网检测设备移动方向垂直时的管道右侧相对检测距离，且表示实时风速；θ表示所述实时风向所在直线与管网检测设备移动方向所在直线的实时夹角，且θ为锐角；
步骤5，根据所述左侧实际检测距离和右侧实际检测距离确定出城市燃气管网检测范围。
2.根据权利要求1所述的城市燃气管网检测范围的确定方法，其特征在于：步骤3中，利用燃气泄漏扩散规律确定所述管网检测设备在无风条件下的左侧标准检测距离和右侧标准检测距离。
3.根据权利要求2所述的城市燃气管网检测范围的确定方法，其特征在于：步骤3中，利用管网检测设备的探头实际工作时的高度修正所述左侧标准检测距离和右侧标准检测距离。
4.根据权利要求1所述的城市燃气管网检测范围的确定方法，其特征在于：步骤4中，通过线性拟合方式分别拟合出与之间、与之间的函数关系。
5.根据权利要求1所述的城市燃气管网检测范围的确定方法，其特征在于：步骤1中，所述管网检测设备为泄漏检测车。
6.一种城市燃气管网检测覆盖率的确定方法，其特征在于：该确定方法包括如下步骤，
步骤a，通过读取燃气管网信息库的方式获取待检测区域的所有管线总长度；
步骤b，利用权利要求1-5中任一权利要求所述的城市燃气管网检测范围的确定方法获取检测范围；
步骤c，统计所述检测范围内覆盖的管线长度；
步骤d，利用所述检测范围内覆盖的管线长度和所述待检测区域的所有管线总长度确定城市燃气管网检测覆盖率。
7.根据权利要求6所述的城市燃气管网检测覆盖率的确定方法，其特征在于：步骤c中，将检测范围内覆盖的管线进行点划分操作，划分的原则为：相邻点之间的管线为直线管线，通过累加所有直线管线的长度的方式计算检测范围内覆盖的管线长度。
8.根据权利要求7所述的城市燃气管网检测覆盖率的确定方法，其特征在于：步骤d中，所述城市燃气管网检测覆盖率为检测范围内覆盖的管线长度与待检测区域的管线总长度数据的比值。
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