CN108180398A - 一种燃气管道防第三方破坏检测方法及检测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结合光纤振动与音频信号两种工作原理联合实现燃气管道防第三方破坏的检测方法及检测***，从而解决实际工程应用中单一应用振动光纤检测技术或音频信号检测技术中任何一种技术均无法完全满足燃气管道复杂室外环境中对第三方破坏检测准确性和漏报率技术要求的问题。本发明根据燃气管道埋设沿线不同的室外环境条件，结合振动光纤测技术和音频信号检测技术的适用条件，采用分区、分段混合使用两种检测技术方法，实现对燃气管道沿线的第三方破坏检测，从而实现对燃气管道沿线不同室外环境下跨区域、长距离的防第三方破坏检测，并显著提高第三方破坏检测的准确性，降低误报率，并节约防第三方破坏***的总建设成本。

Description

一种燃气管道防第三方破坏检测方法及检测***

技术领域：

本发明涉及周界安防技术领域，具体讲是涉及一种在满足长距离燃气管道跨越城市、农村、河流、桥梁等多种自然环境条件下，能够显著提高告警准确性，降低误报率，减少防第三方破坏***建设与维护成本的燃气管道防第三方破坏检测方法及检测***。

背景技术：

目前，主要的防第三方破坏检测技术是基于地球物理感应原理的音频信号分析技术和光时域反射原理OTDR的分布式振动光纤传感技术，这两类技术从感知第三方破坏物理特征的角度出发，对第三方破坏行为进行分析和预警。但由于自然环境因素(土壤、雨水、温度等环境差异)和户外噪声因素(车辆、行人、地铁等社会活动)的影响，两种第三方破坏行为检测方法在适用性上存在限制条件，每一种检测方法都无法全部满足长距离燃气管道室外复杂自然、噪声条件，同时在不同环境下建设成本差异大。以下列出两种防第三方破坏技术的优缺点：

(一)、音频信号检测技术

优点：能够满足城市道路车辆多、地下含有地铁等隧道设施、行人多等复杂环境下的防第三方破坏检测，复杂环境下准确性高、误报率低；不同第三方破坏的行为(人工挖掘、***、机械挖掘等)识别能力强。

缺点：不适合在穿越河流、桥梁的环境；传感单元结构复杂；农田中埋设容易受到人为破坏；野外长距离建设经济性差。

(二)、振动光纤检测技术

优点：适合长距离建设，经济性好；适合在穿越河流、桥梁的环境建设，传感单元结构简单，不易在农田中被人为破坏。

缺点：不适合在城市道路车辆多、地下含有地铁等隧道设施、行人多等复杂环境下检测，不同第三方破坏的行为(人工挖掘、***、机械挖掘等)识别能力差。

因此，燃气管道防第三方破坏实际工程设计、建设中，目前单一采用两种检测技术中任何一种检测技术的方案都无法满足长距离燃气管道跨越城市、农村、河流、桥梁等多种自然环境条件下，实现高准确性、低误报率、合理建设与维护成本等方面的要求。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种在满足长距离燃气管道跨越城市、农村、河流、桥梁等多种自然环境条件下，能够显著提高告警准确性，降低误报率，减少防第三方破坏***建设与维护成本的燃气管道防第三方破坏检测方法及检测***。

本发明的技术解决方案是，提供一种燃气管道防第三方破坏检测方法，该方法包括以下步骤：

①、划分防区及选择检测技术类型：根据长距离燃气管道实际埋设线路所在区域的车辆、行人、农田、地下设施、河流等情况，将燃气管道沿线划分为多个防区，每个防区分别属于城市型或野外型中的一种，城市型采用音频信号检测技术，野外型采用振动光纤检测技术；

②、采集音频告警信号：采用音频信号检测技术的音频检测单元通过光纤通讯模块将第三方破坏活动产生的音频告警信号输出到音频告警信号采集模块，音频告警信号采集模块将采集到的音频告警信号及告警源地址编号输出到音频告警信号分析模块，由音频告警信号分析模块进行告警信号类型分析，并将分析确认为第三方破坏事件的告警信号类型、告警时间及告警源地址编号储存到音频告警数据库中；

③、采集振动光纤告警信号：采用振动光纤检测技术的振动光纤检测单元通过光纤通讯模块将振动光纤告警信号输出到振动光纤告警信号采集模块，振动光纤告警信号采集模块(5)将采集到的振动光纤告警信号及告警源地址编号输出到振动光纤告警信号分析模块，由振动光纤告警信号分析模块进行告警类型分析，并将分析确认为第三方破坏事件的告警信号类型、告警时间及告警源地址编号储存到振动光纤告警数据库中；

④、混合采集各防区告警信号：在告警分析控制中心安装混合告警信号采集模块，混合告警信号采集模块通过SQL数据库语句从音频告警数据库和振动光纤告警数据库中采集告警信号类型、告警时间及告警源地址编号，进行混合告警信号分析，将同一告警源地址编号在同一时间周期内连续多次相同告警事件识别为有效告警事件，并将该告警事件关联信息发送到告警显示模块，告警显示模块显示告警信息，同时将告警信息传输到防区管理模块，记录告警日志，当管理员完成告警事件处理后，通过防区管理模块向告警显示模块发送告警处理结果信息。

本发明还提供了一种用于实现燃气管道防第三方破坏检测方法的检测***，该检测***包括多个音频检测单元、多个振动光纤检测单元、光纤通讯模块以及告警分析控制中心，告警分析控制中心包括音频告警信号采集模块、音频告警信号分析模块、音频告警数据库、振动光纤告警信号采集模块、振动光纤告警信号分析模块、振动光纤告警数据库、混合告警信号采集模块、告警显示模块和防区管理模块，个音频检测单元都通过光纤通讯模块与音频告警信号采集模块连接，多个振动光纤检测单元都通过光纤通讯模块与振动光纤告警信号采集模块连接，音频告警信号采集模块和音频告警数据库均与音频告警信号分析模块连接，振动光纤告警信号采集模块和振动光纤告警数据库均与信号分析模块连接，音频告警数据库、振动光纤告警数据库和告警显示模块均与混合告警信号采集模块连接，防区管理模块与告警显示模块连接。

采用以上检测方法及检测***后，本发明的有益效果是：本发明根据燃气管道沿线室外不同自然环境条件，结合现有音频信号检测技术和振动光纤检测技术的优点，将长距离燃气管道划分为不同的防区，每个防区选择最适应该防区自然环境特点的检测技术，并将多个防区告警信号联合采集、分析和输出，相互弥补两种检测技术各自适用性方面的缺陷，从而适应长距离燃气管道室外环境复杂多变的特点，显著提高了告警准确性，降低了误报率，减少了防第三方破坏***的建设与维护成本。

附图说明：

图1是本发明一种燃气管道防第三方破坏检测方法的原理示意图；

图2是本发明检测***的原理方框图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明一种燃气管道防第三方破坏检测方法及检测***作进一步详细说明：

如图1和图2所示，本发明一种燃气管道防第三方破坏检测方法包括以下具体步骤：

①、划分防区及选择检测技术类型：根据长距离燃气管道实际埋设线路所在区域的车辆、行人、农田、地下设施、河流等情况，将燃气管道沿线划分为多个防区，例如管线防区a、管线防区b、管线防区c、管线防区d等，如图1所示，每个防区分别属于城市型或野外型中的一种，城市型采用音频信号检测技术，野外型采用振动光纤检测技术。本实施方式中，整个燃气管道分为管线防区a、管线防区b、管线防区c和管线防区d，其中管线防区a和管线防区c采用音频信号检测技术，管线防区b和管线防区d采用振动光纤检测技术。

②、采集音频告警信号：采用音频信号检测技术的音频检测单元1通过光纤通讯模块3将第三方破坏活动产生的音频告警信号输出到音频告警信号采集模块4，音频告警信号采集模块4将采集到的音频告警信号及告警源地址编号输出到音频告警信号分析模块6，由音频告警信号分析模块6进行告警信号类型分析，并将分析确认为第三方破坏事件的告警信号类型、告警时间及告警源地址编号储存到音频告警数据库8中。本具体实施方式中使用的音频信号检测技术是通过沿管线间隔800米埋设的音频检测单元1捕获第三方破坏活动产生的地震波音频信号，并转化为数字信号后通过光纤通讯模块3传输到音频告警信号采集模块4，音频告警信号采集模块4将信号传输到音频告警信号分析模块6，由音频告警信号分析模块6与存储在音频告警信号分析模块6中的第三方破坏音频信号特征库里的第三方破坏音频信号模板进行比对后，将比对成功的信息存储到音频告警数据库8中。

③、采集振动光纤告警信号：采用振动光纤检测技术的振动光纤检测单元2通过通过光纤通讯模块3将振动光纤告警信号输出到振动光纤告警信号采集模块5，振动光纤告警信号采集模块5将采集到的振动光纤告警信号及告警源地址编号输出到振动光纤告警信号分析模块7，由振动光纤告警信号分析模块7进行告警类型分析，并将分析确认为第三方破坏事件的告警信号类型、告警时间及告警源地址编号储存到振动光纤告警数据库9中。本具体实施方式中使用的振动光纤检测技术通过沿管线埋设光纤，每隔40公里在光纤起点和光纤终点分别安装振动光纤检测单元2捕获由第三方破坏活动产生的泄露光信号，并转化为数字信号后通过光纤通讯模块3传输到振动光纤告警信号采集模块5，振动光纤告警信号采集模块5将采集到的振动光纤告警信号先后输出到振动光纤告警信号分析模块7，由振动光纤告警信号分析模块7与存储在振动光纤告警信号分析模块7中的第三方破坏振动光纤信号特征库里的第三方破坏泄露光特征信号模板进行比对后，将比对成功的信息存储到振动光纤告警数据库9中。

④、混合采集各防区告警信号：在告警分析控制中心13安装混合告警信号采集模块10，混合告警信号采集模块10通过SQL数据库语句从音频告警数据库8和振动光纤告警数据库9中采集告警信号类型、告警时间及告警源地址编号，进行混合告警信号分析，将同一告警源地址编号在同一时间周期内(默认值为5分钟)连续多次(默认值为3次)告警的事件识别为告警事件，并将该告警事件关联信息(告警源地址编码、告警类型、告警信号类型、告警时间)发送到告警显示模块11，告警显示模块11显示告警信息，同时将告警信息传输到防区管理模块12，记录告警日志，当管理员完成告警事件处理后，通过防区管理模块12向告警显示模块11发送告警处理结果信息。

如图2所示，本发明还记载了一种实现燃气管道防第三方破坏检测方法的检测***，该检测***包括多个音频检测单元1、多个振动光纤检测单元2、光纤通讯模块3以及告警分析控制中心13，告警分析控制中心13包括音频告警信号采集模块4、音频告警信号分析模块6、音频告警数据库8、振动光纤告警信号采集模块5、振动光纤告警信号分析模块7、振动光纤告警数据库9、混合告警信号采集模块10、告警显示模块11和防区管理模块12，多个音频检测单元1都通过光纤通讯模块3与音频告警信号采集模块4连接，多个振动光纤检测单元2都通过光纤通讯模块3与振动光纤告警信号采集模块5连接，音频告警信号采集模块4和音频告警数据库8均与音频告警信号分析模块6连接，振动光纤告警信号采集模块5和振动光纤告警数据库9均与信号分析模块7连接，所述音频告警数据库8、振动光纤告警数据库9和告警显示模块11均与混合告警信号采集模块10连接，防区管理模块12与告警显示模块11连接。

本发明根据不同的防区，在每个防区安装部署相应的防第三方破坏的音频信号传感器和光纤传感器，这些音频信号传感器和光纤传感器埋设在燃气管道沿线。防区管理模块12用于存储和管理不同防区基本信息，包括防区位置信息、防区负责单位信息、防区采用第三方检测技术类型信息等，防区管理信息由管理员编辑、录入和修改。本发明中多个采用相同检测技术的防区可以连接到告警分析控制中心14中的同一套告警信号分析处理模块。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种燃气管道防第三方破坏检测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

①、划分防区及选择检测技术类型：根据长距离燃气管道实际埋设线路所在区域的车辆、行人、农田、地下设施、河流等情况，将燃气管道沿线划分为多个防区，每个防区分别属于城市类型或野外类型中的一种，城市型采用音频信号检测技术，野外型采用振动光纤检测技术；

②、采集音频告警信号：采用音频信号检测技术的音频检测单元(1)通过光纤通讯模块(3)将第三方破坏活动产生的音频告警信号输出到音频告警信号采集模块(4)，音频告警信号采集模块(4)将采集到的音频告警信号及告警源地址编号输出到音频告警信号分析模块(6)，由音频告警信号分析模块(6)进行告警信号类型分析，并将分析确认为第三方破坏事件的告警信号类型、告警时间及告警源地址编号储存到音频告警数据库(8)中；

③、采集振动光纤告警信号：采用振动光纤检测技术的振动光纤检测单元(2)通过光纤通讯模块(3)将振动光纤告警信号输出到振动光纤告警信号采集模块(5)，振动光纤告警信号采集模块(5)将采集到的振动光纤告警信号及告警源地址编号输出到振动光纤告警信号分析模块(7)，由振动光纤告警信号分析模块(7)进行告警类型分析，并将分析确认为第三方破坏事件的告警信号类型、告警时间及告警源地址编号储存到振动光纤告警数据库(9)中；

④、混合采集各防区告警信号：在告警分析控制中心(13)安装混合告警信号采集模块(10)，混合告警信号采集模块(10)通过SQL数据库语句从音频告警数据库(8)和振动光纤告警数据库(9)中采集告警信号类型、告警时间及告警源地址编号，进行混合告警信号分析，将同一告警源地址编号在同一时间周期内连续多次相同告警事件识别为有效告警事件，并将该告警事件关联信息发送到告警显示模块(11)，告警显示模块(11)显示告警信息，同时将告警信息传输到防区管理模块(12)，记录告警日志，当管理员完成告警事件处理后，通过防区管理模块(12)向告警显示模块(11)发送告警处理结果信息。

2.一种实现如权利要求1所述的燃气管道防第三方破坏检测方法的检测***，其特征在于：该检测***包括多个音频检测单元(1)、多个振动光纤检测单元(2)、光纤通讯模块(3)以及告警分析控制中心(13)，所述告警分析控制中心(13)包括音频告警信号采集模块(4)、音频告警信号分析模块(6)、音频告警数据库(8)、振动光纤告警信号采集模块(5)、振动光纤告警信号分析模块(7)、振动光纤告警数据库(9)、混合告警信号采集模块(10)、告警显示模块(11)和防区管理模块(12)，所述多个音频检测单元(1)都通过光纤通讯模块(3)与音频告警信号采集模块(4)连接，所述多个振动光纤检测单元(2)都通过光纤通讯模块(3)与振动光纤告警信号采集模块(5)连接，所述音频告警信号采集模块(4)和音频告警数据库(8)均与音频告警信号分析模块(6)连接，所述振动光纤告警信号采集模块(5)和振动光纤告警数据库(9)均与信号分析模块(7)连接，所述音频告警数据库(8)、振动光纤告警数据库(9)和告警显示模块(11)均与混合告警信号采集模块(10)连接，所述防区管理模块(12)与告警显示模块(11)连接。