CN116506470B - 基于智慧燃气gis的安全巡检方法和物联网*** - Google Patents

基于智慧燃气gis的安全巡检方法和物联网*** Download PDF

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Abstract

本说明书实施例提供一种基于智慧燃气GIS的安全巡检方法和物联网***，该方法由基于智慧燃气GIS的安全巡检物联网***的智慧燃气管网安全管理平台执行，包括：从智慧燃气GIS***中获取燃气管网的地理特征、管道特征以及管网历史数据；基于地理特征、管道特征、管网历史数据以及管网分级数量，通过预设分级算法对燃气管网进行分级处理，确定分级结果；基于分级结果，通过第一预设算法确定巡检计划；基于巡检计划通过预设生成算法生成巡检指令，并将巡检指令发送至用户终端。该物联网***包括智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气管网安全管理平台、智慧燃气管网设备传感网络平台、智慧燃气管网设备对象平台。

Description

基于智慧燃气GIS的安全巡检方法和物联网***
技术领域
本说明书涉及物联网技术领域，特别涉及一种基于智慧燃气GIS的安全巡检方法和物联网***。
背景技术
随着城镇化水平的提升，燃气需求不断增大，对燃气的供应能力也提出了更高的要求。为保障燃气管网安全运行，需要定期对燃气管网进行巡检。由于不同燃气管网的地理特征、管道特征存在差异，巡检的优先级及巡检频率存在差异，采取常规的无差别巡检方式，浪费人力财力且巡检效率低下。
因此，希望提供一种基于智慧燃气GIS的安全巡检方法和物联网***，对燃气管网进行分级巡检，提高燃气管网的巡检效率和巡检质量。
发明内容
发明内容包括一种基于智慧燃气GIS的安全巡检方法，所述方法由基于智慧燃气GIS的安全巡检物联网***的智慧燃气管网安全管理平台执行，所述方法包括：生成获取指令，所述获取指令用于从智慧燃气GIS***中获取燃气管网的地理特征、管道特征、以及管网历史数据；基于所述地理特征、所述管道特征、所述管网历史数据、以及燃气管网分级数量，通过预设分级算法生成分级划分指令，所述分级划分指令用于对所述燃气管网进行分级处理，确定分级结果；基于所述分级结果，通过第一预设算法确定巡检计划，所述巡检计划包括巡检时间以及巡检路线；其中，所述巡检计划还包括必检区域和可选区域；所述基于所述分级结果，通过第一预设算法确定巡检计划包括：对所述燃气管网进行网格化处理，确定网格化结果；基于所述网格化结果，确定所述必检区域和所述可选区域；其中，所述基于所述网格化结果，确定所述必检区域和所述可选区域包括：基于所述概率预测层对巡检时间间隔、事故时间间隔、所述地理特征、网格内燃气密集度进行处理，确定网格安全故障率；所述网格内燃气密集度是指网格区域中包含的燃气管道体积与网格总体积的比值；通过安全分数评估层基于所述网格安全故障率，在分数预设表中进行检索，确定网格安全分数；通过判断层基于所述网格安全分数、燃气管网等级，在区域预设表中进行检索，确定所述网格区域为所述必检区域或所述可选区域；基于所述必检区域和所述可选区域，生成至少一条候选巡检路线；基于所述至少一条候选巡检路线，确定目标巡检路线；基于所述目标巡检路线，确定所述巡检计划；基于所述巡检计划通过预设生成算法生成巡检指令，并将所述巡检指令发送至用户终端。
发明内容包括一种基于智慧燃气GIS的安全巡检物联网***，所述物联网***包括智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气管网安全管理平台、智慧燃气管网设备传感网络平台、智慧燃气管网设备对象平台；所述智慧燃气用户平台包括多个智慧燃气用户分平台；所述智慧燃气服务平台包括多个智慧燃气服务分平台；所述智慧燃气管网安全管理平台包括多个智慧燃气管网安全管理分平台和智慧燃气数据中心；所述智慧燃气管网设备传感网络平台用于与所述智慧燃气数据中心和所述智慧燃气管网设备对象平台进行交互；所述智慧燃气管网设备对象平台用于基于获取指令获取燃气管网的地理特征、管道特征、以及管网历史数据；所述智慧燃气管网安全管理平台从所述智慧燃气数据中心获取所述地理特征、所述管道特征、以及所述管网历史数据；基于所述地理特征、所述管道特征、所述管网历史数据以及燃气管网分级数量，通过预设分级算法生成分级划分指令，基于所述分级划分指令对所述燃气管网进行分级处理，确定分级结果；基于所述分级结果，通过第一预设算法确定巡检计划，所述巡检计划包括巡检时间以及巡检路线；并基于所述巡检计划通过预设生成算法生成巡检指令，将所述巡检指令通过所述智慧燃气数据中心传递至所述智慧燃气服务平台；其中，所述巡检计划还包括必检区域和可选区域；所述智慧燃气管网安全管理平台进一步用于：对所述燃气管网进行网格化处理，确定网格化结果；基于所述网格化结果，确定所述必检区域和所述可选区域；其中，所述基于所述网格化结果，确定所述必检区域和所述可选区域包括：基于所述概率预测层对巡检时间间隔、事故时间间隔、所述地理特征、网格内燃气密集度进行处理，确定网格安全故障率；所述网格内燃气密集度是指网格区域中包含的燃气管道体积与网格总体积的比值；通过安全分数评估层基于所述网格安全故障率，在分数预设表中进行检索，确定网格安全分数；通过判断层基于所述网格安全分数、燃气管网等级，在区域预设表中进行检索，确定网格区域为必检区域或可选区域；基于所述必检区域和所述可选区域，生成至少一条候选巡检路线；基于所述至少一条候选巡检路线，确定目标巡检路线；基于所述目标巡检路线，确定所述巡检计划；所述智慧燃气服务平台用于将所述巡检指令上传至所述智慧燃气用户平台。
本说明书实施例至少包括以下有益效果：（1）通过智慧燃气GIS***，获取燃气管网的地理特征、管道特征、以及管网历史数据，对燃气管网进行分级处理，基于分级结果确定巡检计划，可以提高巡检计划的合理性，节省人力物力，提高巡检效率和巡检质量；（2）通过生成多条候选巡检路线，并从中筛选出目标巡检路线，根据目标巡检路线确定巡检计划；综合考虑了巡检过程中的移动时间、巡检时间、相应区域的燃气管道的故障率等因素，使得确定的巡检计划更准确，提高巡检质量；（3）基于巡检人员反馈数据，周期性调整巡检计划，使得后续巡检更加具有针对性；（4）通过对燃气管网进行网格化，并基于每个网格区域的故障率、环境信息等确定网格区域为必检区域还是可选区域，进一步生成巡检计划，使得确定的巡检计划更加精细，提高巡检质量。
附图说明
本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1是根据本说明书一些实施例所示的基于智慧燃气GIS的安全巡检物联网***的示例性平台结构图；
图2是根据本说明书一些实施例所示的基于智慧燃气GIS的安全巡检方法的示例性流程图；
图3是根据本说明书一些实施例所示的基于分级结果确定巡检计划的示例性流程图；
图4是根据本说明书一些实施例所示的基于概率预测层确定必检区域和可选区域的示例性示意图；
图5是根据本说明书一些实施例所示的周期性调整巡检计划的示例性示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“***”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本说明书使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的***所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
不同燃气管网的地理特征、管道特征及历史数据不同，发生故障的概率存在差异，巡检的优先级及巡检次数也存在差异。本说明书一些实施例制定巡检计划时需要基于燃气管网的地理特征、管道特征、历史数据，对燃气管网进行分级处理，基于分级结果制定巡检计划，可以提高燃气管网的巡检效率和质量。
图1是根据本说明书一些实施例所示的基于智慧燃气GIS的安全巡检物联网***的示例性平台结构图。以下将对本说明书实施例所涉及的基于智慧燃气GIS的安全巡检物联网***（以下简称物联网***100）进行详细说明。需要注意的是，以下实施例仅用于解释本说明书，并不构成对本说明书的限定。
如图1所示，物联网***100可以包括智慧燃气用户平台110、智慧燃气服务平台120、智慧燃气管网安全管理平台130、智慧燃气管网设备传感网络平台140、和智慧燃气管网设备对象平台150。
智慧燃气用户平台110指用于与用户进行交互的平台。在一些实施例中，智慧燃气用户平台110可以被配置为终端设备。
在一些实施例中，智慧燃气用户平台110可以包括燃气用户分平台和监管用户分平台。燃气用户分平台可以是为燃气用户提供燃气使用相关数据以及燃气问题解决方案的平台。燃气用户可以是工业燃气用户、商业燃气用户、普通燃气用户等。监管用户分平台可以是监管用户对燃气管网的运行进行监管的平台。监管用户可以是燃气***部门的人员。
在一些实施例中，智慧燃气用户平台110可以通过终端设备将信息反馈给用户。例如，可以基于监管用户分平台将更新后的燃气巡检计划或巡检指令反馈给监管用户。
智慧燃气服务平台120是用于传达用户的需求与控制信息的平台。智慧燃气服务平台120可以从智慧燃气管网安全管理平台130（例如，智慧燃气数据中心）获取更新后的巡检计划/巡检指令等，并发送至智慧燃气用户平台110。
在一些实施例中，智慧燃气服务平台120可以包括智慧用气服务分平台和智慧监管服务分平台。智慧用气服务分平台可以是为燃气用户提供用气服务的平台。智慧监管服务分平台可以是为监管用户提供监管需求和监管方案等的平台。
在一些实施例中，智慧燃气服务平台可以基于监管服务分平台，将更新后的至少一个燃气巡检计划上传至智慧燃气用户平台110的监管用户分平台。
智慧燃气管网安全管理平台130是为物联网运行体系提供感知管理和控制管理功能的平台。在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130包括智慧燃气管网安全管理分平台和智慧燃气数据中心。
智慧燃气管网安全管理分平台可以用于获取燃气管网的地理特征、管道特征、管网历史数据以及燃气管网分级数量，并确定巡检计划。智慧燃气数据中心可以汇总、存储物联网***100的运行数据。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以通过智慧燃气数据中心与智慧燃气管网设备传感网络平台140和智慧燃气服务平台120进行数据交互。智慧燃气数据中心传递至可以将巡检计划传到智慧燃气服务平台120。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理分平台可以包括用于实现管网巡线安全管理、场站巡检安全管理、管网燃气泄漏监测、场站燃气泄漏监测、管网设备安全监测、场站设备安全检测、安全应急管理、管网风险评估管理、管网地理信息管理和管网仿真管理等的模块。
智慧燃气管网设备传感网络平台140是指对传感通信进行管理的功能平台。在一些实施例中，智慧燃气管网设备传感网络平台140可以被配置为通信网络和网关，以实现感知信息传感通信和控制信息传感通信的功能等功能。在一些实施例中，智慧燃气管网设备传感网络平台140可以包括网络管理、协议管理、指令管理、数据解析等模块。
在一些实施例中，智慧燃气管网设备传感网络平台140可以通过智慧燃气数据中心与智慧燃气管网安全管理平台130进行数据交互；和智慧燃气管网设备对象平台150进行数据交互等。
智慧燃气管网设备对象平台150是指用于获取感知信息的功能平台。在一些实施例中，智慧燃气管网设备对象平台150可以被配置为各类燃气管网设备和监测设备。监测设备可以包括燃气计量装置温湿度传感器等。
关于上文所述的巡检计划、地理特征、管道特征及管网历史数据可以参见下文（如，图2等）及其相关描述。
需要注意的是，以上对于物联网***100及其组成部分的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该***的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个组成部分进行任意组合，或者构成子***与其他组成部分连接。
图2是根据本说明书一些实施例所示的基于智慧燃气GIS的安全巡检方法的示例性流程图。如图2所示，流程200可以包括下述步骤。在一些实施例中，流程200可以由智慧燃气管网安全管理平台130执行。
步骤210，生成获取指令，获取指令用于从智慧燃气GIS***中获取燃气管网的地理特征、管道特征、以及管网历史数据。
智慧燃气GIS***是一种基于地理信息***（Geographic Information System，GIS）技术的信息***，能够为智慧燃气管网设备对象平台150提供所需的燃气管网信息（如巡检单元的管道分布、地理位置信息等），帮助实现燃气管网信息的动态更新、查询统计、管网运营巡检等功能。
获取指令是指获取燃气管网相关数据的指令。
燃气管网是燃气输送管道及设备形成的管道分布网。
地理特征是指燃气管网所处的地理位置的特征。例如，地理特征可以包括地形环境、位置坐标等。
管道特征可以包括燃气管网的材质、管道燃气管网内外直径、燃气管道分支数量等。
管网历史数据可以包括燃气管网的历史故障概率、历史影响范围等历史巡检数据。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以通过智慧燃气管网设备对象平台150获取燃气管网的地理特征、管道特征、以及管网历史数据。例如，智慧燃气管网安全管理平台130可以从燃气GIS***中获取上述数据及特征。
步骤220，基于地理特征、管道特征、管网历史数据、以及燃气管网分级数量，通过预设分级算法生成分级划分指令，分级划分指令用于对燃气管网进行分级处理，确定分级结果。
管网分级数量是指对燃气管网进行网格化处理时，需要分割的网格和数量。管网分级数量可以根据经验值设置，也可以随机设置。
分级处理是指将燃气管网划分为不同的等级的操作。分级结果可以指燃气管网的具体等级，例如，高级、中级、低级等。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于地理特征、管道特征、管网历史数据以及燃气管网分级数量，通过预设分级算法，确定燃气管网的等级。例如，将燃气管网的地理特征、管道特征、以及管网历史数据分别进行打分，然后加和确定总分值。基于总分值确定分级结果，总分值越高，分级结果等级越高。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于地理特征、管道特征、管网历史数据以及燃气管网分级数量，通过分级预设表确定燃气管网等级。
其中，分级预设表中存储有不同的地理特征、管道特征、管网历史数据以及燃气管网分级数量对应的燃气管网的分级结果。智慧燃气管网安全管理平台130可以通过查表确定燃气管网的分级结果。
步骤230，基于分级结果，通过第一预设算法确定巡检计划，巡检计划包括巡检时间以及巡检路线。
巡检计划可以包括与燃气管网巡检相关的时间安排、路线安排、巡检频率、具体巡检区域等。
巡检时间是巡检人员巡检燃气管网的时间点，例如，巡检时间可以具体到某年某月某日某时。
巡检路线是巡检人员巡检燃气管网的路线。例如，巡检路线可以包括位于不同区域的燃气管网的巡检顺序。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台基于分级结果，通过第一预设算法确定巡检计划可以包括：对燃气管网进行优先级排序（例如，基于分级结果中等级的高低进行排序）。进一步的，智慧燃气管网安全管理平台可以对于优先级靠前的燃气管网给予更早的巡检时间、更高的巡检频率等；或者基于优先级顺序确定燃气管网所在的区域的巡检顺序，确定巡检路线。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台可以基于必检区域和可选区域确定巡检计划，具体参见图3及其相关描述。
步骤240，基于巡检计划通过预设生成算法生成巡检指令，并将巡检指令发送至用户终端。
用户终端是巡检人员用于接收巡检指令的移动终端设备。
预设生成算法是指用于生成巡检指令的算法。例如预设生成算法可以是将巡检计划进行自动拆解然后组合成指令的算法。示例性地，可以将通过训练能够生成巡检指令的机器学习模型，作为预设生成算法。
巡检指令是指指示巡检人员进行巡检的指令。例如，巡检指令可以包括“优先巡检区域A”、“巡检路线为XXX”等。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以通过智慧燃气用户平台110将巡检计划发送至用户终端。
在本说明书一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130通过燃气GIS***，获取燃气管网的地理特征、管道特征、管网历史数据以及燃气管网分级数量，对燃气管网进行分级处理，基于分级结果确定巡检计划，可以提高巡检计划的合理性，节省人力物力，提高巡检效率和巡检质量。
应当注意的是，上述有关流程200的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程200进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。
图3是根据本说明书一些实施例所示的基于分级结果确定巡检计划的示例性流程图。如图3所述，流程300可以包括下述步骤。在一些实施例中，流程300可以由智慧燃气管网安全管理平台130执行。
步骤310，基于分级结果，确定必检区域和可选区域。
必检区域是指巡检计划中必须要进行巡检的巡检区域。
可选区域是指巡检计划中非必须巡检的巡检区域。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于分级结果，通过第一预设算法（如通过查询预设表格）确定必检区域和可选区域。其中，预设表格中存储有不同的分级结果及其对应的巡检区域类型（即必检区域、或可选区域）。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130还可以基于每个巡检区域的巡检频率和巡检情况，确定必检区域和可选区域。例如，智慧燃气管网安全管理平台130可以将近期故障频发的区域确定为必检区域；将近期刚巡检过且未发生故障的区域确定为可选区域等。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以对燃气管网进行网格化处理，确定网格化结果；基于网格化结果，确定必检区域和可选区域。
网格化处理可以指基于预设网格化标准，将燃气管网的巡检区域进行网格化划分，并基于燃气管道的安全性、周围环境情况等因素对划分后的多个巡检网格区域分别进行评估，确定评估结果的过程。
网格化结果是指网格化处理后划分的各个网格区域及对应的评估结果。例如，评估结果可以包括每个网格区域可能发生故障的概率。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于预设划分面积对燃气管网的巡检区域进行划分，确定多个网格区域；基于网格区域的环境信息、燃气管道情况（如使用时长、破损程度等）来确定评估结果。例如，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于历史数据中与当前网格区域的环境信息、燃气管道情况相同的历史环境信息、历史燃气管道情况对应的故障概率，确定评估结果。评估结果越高，对应网格区域的燃气管道故障率越低。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于网格化结果，直接确定必检区域和可选区域。例如，某网格区域对应的评估结果低于预设阈值，则将该网格区域确定为必检区域。反之，则该网格区域确定为可选区域。关于网格化处理和网格化结果的更多内容可以参见图4及其相关描述。
本说明书一些实施例中，通过对燃气管网进行网格化处理，并基于网格化结果有序地确定必检区域和可选区域，避免进行重复巡检，提高巡检效率。
步骤320，基于必检区域和可选区域，生成至少一条候选巡检路线。
候选巡检路线是指可能成为目标巡检路线的待选巡检路线。
在一些实施例中，可以基于必检区域和可选区域的地理位置，确定候选巡检路线。例如，将地理位置相邻的必检区域/可选区域依次排列，形成至少一条候选巡检路线。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于必检区域和可选区域，根据区域地理位置生成至少一条候选巡检路线及至少一个巡检移动时间。
区域地理位置是指巡检区域（如必检区域）所在的位置坐标，可以通过智慧燃气GIS信息***获取。
巡检移动时间是指候选巡检路线中在不同的巡检区域之间移动需要的总时间。巡检移动时间不包括在每个巡检区域内移动的时间。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于各巡检区域的区域地理位置将多个巡检区域和可选区域进行随机排列，生成至少一条候选巡检路线。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以结合每条候选巡检路线中巡检区域的位置信息、路径信息，确定其中任意两个巡检位置之间的路程，得到多个路程。路程总和除以预设移动速度，可以确定该条候选巡检路线的巡检移动时间。其中，巡检区域的位置信息、路径信息基于智慧燃气GIS***获取。
本说明书一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130通过生成候选巡检路线并确定每条候选巡检路线的巡检移动时间，为后续确定目标巡检路线提供数据支撑，提高确定巡检路线的合理性。
步骤330，基于至少一条候选巡检路线，确定目标巡检路线。
目标巡检路线是指最终进行巡检的巡检路线。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于预设规则对至少一条候选路线进行筛选，从中确定目标巡检路线。预设规则可以包括路线更便捷、巡检效率更高等。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于至少一条候选巡检路线及至少一个巡检移动时间，选取巡检移动时间最短的一条候选巡检路线作为目标巡检路线。
本说明书一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130将巡检移动时间最短的一条候选巡检路线确定为目标巡检路线，减少了巡检人员的巡检移动时长，避免人力浪费，提高巡检效率。
步骤340，基于目标巡检路线，确定巡检计划。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以根据目标巡检路线以及预设的巡检规则确定巡检计划。预设的巡检规则可以包括巡检的时间规则、巡检频率等，本说明书不作限制。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于目标巡检路线、环境因素、必检区域的故障率，通过时间预设表确定巡检时间。环境因素可以包括空气湿度、空气流速。必检区域的故障率包括最高故障率和最低故障率。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于目标巡检路线、对应的环境因素、目标巡检路线中的必检区域的故障率，在时间预设表中检索，确定巡检间隔时间。进一步的，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于上一次巡检时间和巡检间隔时间，确定下一次的巡检时间。关于巡检时间的更多内容可以参见图2。
时间预设表中存储了多组不同的空气湿度、空气流速、必检区域的最高故障率、最低故障率以及对应的巡检间隔时间。时间预设表可以基于经验预设。
必检区域的故障率是指必检区域中燃气管道可能发生故障的概率，可以基于该区域多个历史时间的故障率求平均得到。
其中，最高故障率是指目标巡检路线中多个必检区域中故障率的最大值。同理，最低故障率是指目标巡检路线中多个必检区域中故障率的最小值。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于巡检时间和目标巡检路线生成巡检计划。
本说明书一些实施例中，通过时间预设表确定巡检时间，综合考虑了目标巡检路线的环境因素与其中必检区域的故障率，提高了确定巡检时间的准确性。
本说明书一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130通过确定必检区域和可选区域，然后生成多条候选巡检路线，并从中筛选出目标巡检路线，根据目标巡检路线确定巡检计划；综合考虑了巡检过程中的移动时间、巡检时间、相应区域的燃气管道的故障率等因素，使得确定的巡检计划更全面合理，提高巡检效率和质量。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于预设周期，通过网格化算法对燃气管网空间进行网格化处理。
预设周期可以根据经验或实际需求设定。
网格化算法是指对燃气管网区域进行网格化处理的规则。例如，网格化算法可以包括网格聚类算法、蝶形算法、Loop算法等一种或几种算法的组合。网格化算法可以根据经验或实际需求设定。
在一些实施例中，对燃气管网进行网格化处理时，可以基于预先确定的管网分级数量对燃气管网空间进行初始网格划分处理后，判断网格是否满足上述***条件中其中一个；当网格满足***条件中其中一个时，停止对该网格进行***。***可以指将网格从中间***成两个。
当燃气管网对应的所有网格均满足***条件中至少任意一个时，对燃气管网的网格化处理完成，确定网格的划分结果。 关于***条件的更多内容可以参见下文所述。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于预设周期，周期性对燃气管网进行网格化处理。
在一些实施例中，网格化算法中的参数包括网格安全故障率和***条件，网格安全故障率和***条件可以用于判断是否停止对燃气管网的网格化处理。在一些实施例中，网格安全故障率基于概率预测层确定，概率预测层为机器学习模型。
***条件是指对燃气管网空间进行网格化处理时，是否继续划分网格的条件。
在一些实施例中，***条件包括网格安全故障率小于***阈值，***阈值相关于燃气安全处理效率，燃气安全处理效率相关于历史巡检时间。
***阈值是指划分网格区域时网格安全故障率的临界值。网格安全故障率小于***阈值时，不再对网格进行进一步划分。
在一些实施例中，***阈值=k×燃气安全处理效率，k为预设常数。
燃气安全处理效率可以指巡检人员处理燃气管道故障问题的实际效率。燃气安全处理效率等于历史巡检区域面积与历史巡检时间的比值的最小值。
历史巡检时间是指历史巡检时巡检人员巡检完成某个历史巡检区域的时间。
本说明书一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130通过确定***阈值来对燃气区域进行划分，可以提高对燃气进行网格化处理的合理性。
在一些实施例中，***条件还包括网格内只有一段燃气管道；或网格的空间体积小于体积阈值。体积阈值可以预先设置。
本说明书一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130结合网格安全故障率和***条件判断是否停止对燃气管网的网格化处理，有助于对燃气区域进行合理划分。
网格安全故障率是指每个网格区域中燃气管道可能发生故障的概率。
在一些实施例中，概率预测层确定网格安全故障率的更多细节可以参见下文所述。
图4是根据本说明书一些实施例所示的概率预测层的示例性示意图。
在一些实施例中，概率预测层可以为机器学习模型。
如图4所示，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于概率预测层450-1对巡检时间间隔410、事故时间间隔420、地理特征430、网格内燃气密集度440进行处理，确定网格安全故障率460。通过安全分数评估层450-2基于网格安全故障率460，在分数预设表470中进行检索，确定网格安全分数480。基于网格安全分数480、燃气管网等级482，通过判断层450-3在区域预设表484中进行检索，可以确定网格区域为必检区域/可选区域490。
其中，概率预测层450-1的网络结构可以是卷积神经网络、深度神经网络、循环神经网络中任意一种或其组合。
在一些实施例中，概率预测层可以通过梯度下降法等训练获取。训练概率预测层的第一训练样本可以基于历史数据确定。第一标签为第一训练样本对应的后续实际故障概率，可以基于历史数据标注确定。
巡检时间间隔410是指当前时刻距离上次巡检某个网格区域的时间间隔。巡检时间间隔410可以通过计时器获取，或基于历史巡检时间计算获得。
事故时间间隔420是指某网格区域当前时刻距离上次发生事故的时间间隔，可以基于历史事故时间计算获取。
关于地理特征430的更多内容可以参见图2及其相关描述。
网格内燃气密集度440是指网格区域中包含的燃气管道体积与网格总体积的比值。
分数预设表470是指存储有多组不同的网格安全故障率及其对应的网格安全分数的表格。分数预设表470可以根据历史数据预设。
网格安全分数480是指评估网格区域中燃气管道安全程度（或不易发生故障程度）的分数。
区域预设表484是指存储有多组不同网格安全分数、不同燃气管网等级及对应的区域类型（如必检区域/可选区域）的表格，其中一组网格安全分数、燃气管网等级，对应一个区域类型。区域预设表484可以基于历史数据预设。
关于燃气管网等级482的更多内容可以参见图2及其相关描述。
本说明书一些实施例，智慧燃气管网安全管理平台130基于各类预设表、以及燃气管网相关的参数（如地理特征、燃气管网等级、事故时间间隔、巡检时间间隔等）确定网格区域是必检区域/可选区域，考虑了网格区域中多种因素对巡检的影响，提高确定巡检区域的准确性。
本说明书一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130基于预设周期，结合网格化算法对燃气管网进行网格化处理，有助于合理有效地更新网格化结果。
图5是根据本说明书一些实施例所示的周期性调整巡检计划的示例性示意图。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以获取来自用户终端的反馈数据；基于反馈数据，通过第二预设算法周期性调整巡检计划；调整包括将至少一个必检区域确定为可选区域和/或将至少一个可选区域确定为必检区域。
反馈数据是指用户（如巡检人员）巡检的具体数据或巡检结果。反馈数据可以体现用户从可选区域中选定的必检区域、从必检区域中选出的可选区域信息。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以通过智慧燃气用户平台110获取用户从终端设备输入的反馈数据。
第二预设算法是指用于对巡检计划进行周期性调整的算法。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130通过第二预设算法周期性周期性调整巡检计划可以包括：基于反馈数据，周期性调整巡检区域；基于调整后巡检区域更新巡检计划。例如，智慧燃气管网安全管理平台130基于用户选中的必检区域和可选区域对原本的必检区域和可选区域进行更新，确定更新后巡检区域；基于更新后的巡检区域，通过步骤230的方法调整巡检计划。
在本说明书一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130基于反馈数据，周期性调整巡检计划，使得巡检计划更加符合实际，巡检更加具有针对性。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台通过第二预设算法，周期性更新巡检计划还可以通过图5所示的方法实现：
在一些实施例中，如图5所示，每巡检完一个巡检区域后，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于巡检数据510更新燃气管道网格图谱520。燃气管道网格图谱520可以基于网格化结果确定。燃气管道网格图谱520包括至少一个节点和至少一条边。智慧燃气管网安全管理平台130可以基于更新后燃气管道网格图谱530，通过故障确定模型540确定至少一个节点或至少一条边的故障率550；故障确定模型540为机器学***台130可以通过安全分数评估层450-2基于至少一个节点或至少一条边的故障率550在分数预设表中进行检索，确定网格安全分数480。智慧燃气管网安全管理平台130可以基于网格安全分数480更新巡检计划560。关于安全分数评估层的内容可以参见图4及其相关描述。
巡检数据510是指巡检人员巡检完得到的与燃气管网相关的数据。例如，巡检数据510可以包括各个网格区域的环境信息、燃气管道故障情况（如是否损坏、损坏程度、部件缺失程度）等。
在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于巡检数据510，确定每个网格区域的评估结果，以更新网格化结果；基于更新的网格化结果更新燃气管道网格图谱520。其中，基于评估结果更新网格化结果可以指，将利用评估结果对原始网格化结果中每个网格区域的原始评估结果进行更新。关于评估结果的内容可以参见图3及其相关描述。
在一些实施例中，燃气管道网格图谱可以基于网格化结果确定或更新。例如，智慧燃气管网安全管理平台130可以将网格化结果中每一个网格区域作为节点，相接的网格区域之间连接作为边，构建燃气管道网格图谱。更新燃气管道网格图谱可以指基于更新的网格化结果，更新燃气管道网格图谱中的相关特征。
燃气管道网格图谱520是指用于表示燃气管网连接关系的图。
燃气管道网格图谱520的节点特征可以包括网格区域的地理特征、网格安全分数、是否已巡检等。关于地理特征、网格安全分数的内容可以参见本说明书其他部分（如图2）的描述。
在一些实施例中，燃气管道网格图谱520的边特征包括网格间相关系数。
网格间相关系数是指衡量边两端的网格与网格之间的影响程度的参数。例如，网格间相关系数可以衡量网格A对网格B发生故障的影响程度等。
在一些实施例中，网格间相关系数可以基于历史巡检计划中网格间的共现频率计算。
网格间的共现频率是指两个网格在多次历史巡检计划中在同一次历史巡检中同时作为要巡检区域的频率。
在一些实施例中，可以直接将共现频率确定为网格间相关系数。具体的：网格A和网格B之间的网格间相关系数=共现频率=网格A和网格B的共现次数/（网格A出现次数+网格B出现次数）。
在本说明书一些实施例中，基于历史巡检计划中网格间的共现频率计算网格间相关系数，可以提高网格间相关系数的准确性，为后续确定至少一个节点或至少一条边的故障率提供可靠的数据支撑。
在一些实施例中，故障确定模型540是机器学习模型，如图神经网络（GraphNeural Network，GNN）模型。
至少一个节点或至少一条边的故障率是指燃气管道网格图谱中至少一个网格区域或网格区域之间发生故障的概率。
在一些实施例中，故障确定模型540可以基于训练获取。训练方法可以是梯度下降法等。
故障确定模型540的第二训练样本包括样本燃气管道网格图谱，第二标签为样本燃气管道网格图谱中各个节点/边的实际故障率。第二训练样本和第二标签可以基于历史数据确定。
更新巡检区域包括新的必检区域和新的可选区域。
在一些实施例中，安全分数评估层450-2确定网格安全分数480后，智慧燃气管网安全管理平台130可以基于网格安全分数480确定更新巡检区域。例如，基于巡检区域中各个网格区域的网格安全分数，通过图4的方法确定每个网格区域为必检区域/可选区域，进而获得更新巡检区域。基于更新巡检计划（即包括更新的必检区域和更新的可选区域）通过步骤320-步骤340的方法确定更新巡检计划560。
其中，关于安全分数评估层的更多内容可以参见图4及其相关描述。
本说明书一些实施例所示的通过故障确定模型确定燃气管道网格图谱中至少一个节点或至少一条边的故障率，通过安全分数评估层对至少一个节点或至少一条边的故障率进行处理，确定更新巡检计划，有效提高巡检计划的合理性。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的***组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的***。
同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件（当前或之后附加于本说明书中的）也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (7)

1.一种基于智慧燃气GIS的安全巡检方法，其特征在于，所述方法由基于智慧燃气GIS的安全巡检物联网***的智慧燃气管网安全管理平台执行，所述方法包括：
生成获取指令，所述获取指令用于从智慧燃气GIS***中获取燃气管网的地理特征、管道特征、以及管网历史数据；
基于所述地理特征、所述管道特征、所述管网历史数据、以及燃气管网分级数量，通过预设分级算法生成分级划分指令，所述分级划分指令用于对所述燃气管网进行分级处理，确定分级结果；
基于所述分级结果，通过第一预设算法确定巡检计划，所述巡检计划包括巡检时间以及巡检路线；其中，所述巡检计划还包括必检区域和可选区域；所述基于所述分级结果，通过第一预设算法确定巡检计划包括：
对所述燃气管网进行网格化处理，确定网格化结果；
基于所述网格化结果，确定所述必检区域和所述可选区域；其中，所述基于所述网格化结果，确定所述必检区域和所述可选区域包括：
基于概率预测层对巡检时间间隔、事故时间间隔、所述地理特征、网格内燃气密集度进行处理，确定网格安全故障率；所述概率预测层为机器学习模型；所述网格内燃气密集度是指网格区域中包含的燃气管道体积与网格总体积的比值；
通过安全分数评估层基于所述网格安全故障率，在分数预设表中进行检索，确定网格安全分数；
通过判断层基于所述网格安全分数、燃气管网等级，在区域预设表中进行检索，确定所述网格区域为所述必检区域或所述可选区域；
基于所述必检区域和所述可选区域，生成至少一条候选巡检路线；
基于所述至少一条候选巡检路线，确定目标巡检路线；
基于所述目标巡检路线，确定所述巡检计划；
基于所述巡检计划通过预设生成算法生成巡检指令，并将所述巡检指令发送至用户终端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述地理特征、所述管道特征、所述管网历史数据、以及燃气管网分级数量，通过预设分级算法生成分级划分指令，所述分级划分指令用于对所述燃气管网进行分级处理，确定分级结果包括：
基于所述地理特征、所述管道特征、所述管网历史数据以及所述燃气管网分级数量，通过分级预设表确定燃气管网等级。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述燃气管网进行网格化处理，确定网格化结果包括：
基于预设周期，通过网格化算法对所述燃气管网进行网格化处理。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取来自所述用户终端的反馈数据；
基于所述反馈数据，通过第二预设算法周期性调整所述巡检计划；
所述调整包括将至少一个所述必检区域确定为所述可选区域和/或将至少一个所述可选区域确定为所述必检区域。
5.一种基于智慧燃气GIS的安全巡检物联网***，其特征在于，所述物联网***包括智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气管网安全管理平台、智慧燃气管网设备传感网络平台、智慧燃气管网设备对象平台；
所述智慧燃气用户平台包括多个智慧燃气用户分平台；
所述智慧燃气服务平台包括多个智慧燃气服务分平台；
所述智慧燃气管网安全管理平台包括多个智慧燃气管网安全管理分平台和智慧燃气数据中心；
所述智慧燃气管网设备传感网络平台用于与所述智慧燃气数据中心和所述智慧燃气管网设备对象平台进行交互；
所述智慧燃气管网设备对象平台用于基于获取指令获取燃气管网的地理特征、管道特征、以及管网历史数据；
所述智慧燃气管网安全管理平台从所述智慧燃气数据中心获取所述地理特征、所述管道特征、以及所述管网历史数据；基于所述地理特征、所述管道特征、所述管网历史数据以及燃气管网分级数量，通过预设分级算法生成分级划分指令，基于所述分级划分指令对所述燃气管网进行分级处理，确定分级结果；基于所述分级结果，通过第一预设算法确定巡检计划，所述巡检计划包括巡检时间以及巡检路线；并基于所述巡检计划通过预设生成算法生成巡检指令，将所述巡检指令通过所述智慧燃气数据中心传递至所述智慧燃气服务平台；其中，所述巡检计划还包括必检区域和可选区域；所述智慧燃气管网安全管理平台进一步用于：
对所述燃气管网进行网格化处理，确定网格化结果；
基于所述网格化结果，确定所述必检区域和所述可选区域；其中，所述基于所述网格化结果，确定所述必检区域和所述可选区域包括：
基于概率预测层对巡检时间间隔、事故时间间隔、所述地理特征、网格内燃气密集度进行处理，确定网格安全故障率；所述概率预测层为机器学习模型；所述网格内燃气密集度是指网格区域中包含的燃气管道体积与网格总体积的比值；
通过安全分数评估层基于所述网格安全故障率，在分数预设表中进行检索，确定网格安全分数；
通过判断层基于所述网格安全分数、燃气管网等级，在区域预设表中进行检索，确定网格区域为必检区域或可选区域；
基于所述必检区域和所述可选区域，生成至少一条候选巡检路线；
基于所述至少一条候选巡检路线，确定目标巡检路线；
基于所述目标巡检路线，确定所述巡检计划；
所述智慧燃气服务平台用于将所述巡检指令上传至所述智慧燃气用户平台。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述智慧燃气管网安全管理平台进一步用于：
基于所述地理特征、所述管道特征、所述管网历史数据以及所述燃气管网分级数量，通过分级预设表确定燃气管网等级。
7.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述智慧燃气管网安全管理平台还用于：
获取来自所述用户终端的反馈数据；
基于所述反馈数据，通过第二预设算法周期性调整所述巡检计划；
所述调整包括将至少一个所述必检区域确定为所述可选区域和/或将至少一个所述可选区域确定为所述必检区域。
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