基于北斗精准定位技术的城市燃气管道泄漏检测方法
基于北斗精准定位技术的城市燃气管道泄漏检测方法
摘要：城市燃气管道的建设是一项利民的重大项目，燃气管道的安全问题非常关键，如果出现了安全事故，将会造成非常严重的后果，既会对人们的生命财产造成威胁，又会对周边环境造成影响。为防止天然气泄漏，将天然气泄漏的探测与定位技术运用到城市天然气管道的安全检查中，具有十分重要的意义。对管道泄漏检测与定位中的几个关键技术进行了分析。北斗精密定位技术可提供管网压力、精确坐标和气体浓度等信息，为城市燃气管线监测提供了一种全新的理念。
关键词：北斗；精准定位；城市；燃气管道
引言：天然气是一种易燃、易爆、易扩散的气体，其输送管线及其配套设施在生产、输送、安装过程中都具有一定的不确定性，极易造成天然气泄漏。天然气管道系统覆盖区域广泛，埋设在地下，不易实现实时监测与维护，同时由于周围环境的腐蚀、电流干扰、意外损坏等原因，天然气管道系统的泄漏风险大大增加，甚至引发火灾、爆炸等事故，严重威胁着人们的生命财产。因此，必须对燃气管线进行全天时连续监测，以防止燃气管线泄漏。
一、常见的城市燃气管道泄漏检测技术
（一）直接检测
1、超声波检测
这种方法主要是在燃气管道中增加一种可以发射超声波的装置，并根据它的信号来判断燃气泄漏状况。通过这种方法，可以准确判断出泄漏点的准确位置，减少了虚警率，但也存在着探测费用高昂、只能进行间断探测等问题。
2、传感器检测
该检测方法主要通过在管道的外部平行放置光纤或电缆，然后与传感器相连，在燃气管道出现渗漏的时候，传感器能够及时的报警，准确的定位并检测渗漏的位置。这种方法虽然有很高的灵敏度，但成本很高，不适合大规模使用。
3、声发射检测
当城市燃气管线出现泄漏时，气体将从管线的裂缝处喷出，在此喷出的同时，将产生一种振动的声波，通过声波来探测管线的漏失点，具有较高的灵敏度和准确的定位能力。
（二）间接检测
1、压力法
该方法的基本原理是：根据燃气管线的压力变化来判断燃气管线有无发生泄漏。加压方法是一种实用、灵敏度高的方法，具有很好的实用价值。
2、质量平衡法
质量平衡法是一种利用流量计、温度计和压力计等计量设备，依据气体物质的质量守恒规律来确定漏点位置的方法。这种方法能对管线进行持续、实时监测，并能检测出较弱的气体泄漏，但不能准确地判断出泄漏点，且精度较低。
3、基于数学模型的检测技术
在此基础上，提出了一种新的故障诊断方法——系统辨识方法、滤波方法等。这种方法通过对已有的资料进行建模来确定漏点位置，费用低廉，但是存在漏点位置精度不高的缺点。
二、现有燃气管道泄漏检测方法的问题
燃气管道的安全检测一直以来都是各燃气企业的一项工作，大多数企业都拥有专业的泄漏检测设备，有专门的检测团队，并且有严格的标准和文件规定。然而，目前已有的燃气管线泄漏检测技术还存在着一些问题：
（一）检测效率低。当前，较为普遍的探测方法是以人工探测为主，也就是利用车辆或步行的方法，在部分地区进行周期性的巡视，探测范围仅限于地表层面，探测速度和探测范围都有限，探测效率很低，探测时间很长，对突发事件缺乏迅速应对的能力，没有相应的预案，也没有最佳的探测方法。
（二）覆盖范围小。目前的探测工作一般以已知管线为起点，从管线的上下两面进行探测，且探测范围比较固定。如果探测点远离泄漏点，则会产生探测盲区，探测范围受到限制。
（三）检测灵敏度较低。由于地下管网分布比较密集，在地表累积甲烷含量低于1%的情况下，探测装置难以对其进行快速、准确的探测，从而导致探测灵敏度下降，延长探测时间，影响管线维护工作效率。
（四）定位精准度低。目前的探测方法受限于多种因素，存在着定位不准确、不能及时发现
石油位置相对应的地表定位点等问题。由于天然气的长期积累和扩散，造成了很大的安全隐患。
三、北斗精准定位技术分析
（一）北斗精准定位系统
近年来，我国天然气管道建设取得了长足的进步，在给人们带来极大方便的同时，也给人们带来了极大的安全隐患，尤其是当天然气泄漏时，极易引起爆炸，造成重大的生命和财产损失。由于天然气管道一般位于城市地下，传统的检测方法难以发现异常情况，无法准确判断出管道是否存在渗漏，而利用北斗精确定位技术可迅速、高效地实现该问题，是天然气管道渗漏监测的重要技术途径。
（二）北斗精准定位技术的工作原理
北斗定位设备的主要功能是对系统中所采集到的气体容积浓度进行数据采集，以便在出现气体泄漏的情况下进行精确的定位；用户终端主要是与该系统进行实时通讯，并对采集到的数据进行处理后，将采集到的数据直接显示在终端上；作为连接到用户终端的云端服务平台，
它的首要任务就是完成数据的传输。在网络畅通的情况下，二者能够进行数据的交换，而在日常的巡视工作中，则需要通过蓝牙等其它手段来连接。在此基础上，将北斗定位设备和漏气探测设备相结合，实现了两种设备之间的信息融合，确保了探测到的位置和真实位置的一致性；通过对现场实际情况的精确监测，使现场操作更加方便快捷；在此基础上，采用蓝牙技术，可实现无线连接、实时上载、历史数据保存等功能，便于对数据进行统计和整理。
四、北斗精准定位技术的应用
（一）城市燃气管道泄漏风险因素识别
在此基础上，针对我国目前存在的问题，提出了一种基于风险评估的城市燃气管道泄漏风险评估方法。同时，在故障树模型的基础上，对导致城市燃气管道泄漏事故的内外危险因素进行了详尽的分析，并对这些危险因素展开了预测和诊断，由此总结出了城市燃气管道泄漏风险管理的关键点。北斗手机号定位
结果表明，在城市燃气管线中，腐蚀是导致燃气泄漏的主要原因，自然环境和人类活动影响次之。由于管线本身的缺陷，以及管线在长期使用过程中，受外部腐蚀环境的影响，导致管
线发生腐蚀。管道缺陷不但会影响管道的强度及耐腐蚀性，导致管道穿孔或断裂，而且还会导致与之相关联的管道附件发生泄漏、断裂或穿孔。在建筑密集、人流量大、社会活动比较频繁和规模较大的城市中，因建设不合理而造成天然气管道的损坏，也有可能造成天然气管道的泄漏。此外，由于自然下陷、气候变化等自然环境因素的作用，也可能导致管线断裂，导致天然气泄漏。
（二）北斗精准定位技术的实际应用
1、实时掌握现场情况
在城市燃气管线泄漏探测方面，利用北斗精密定位技术，实现对管线泄漏探测信息与精密定位信息的快速高效融合，为后续的研究与应用打下了良好的基础。利用该技术，不但可以实时掌握现场情况，及时发现检测盲区，还可以对重要的历史记录进行积累和保存，在对历史数据进行整理分析后，可以对管道的风险状况进行计算，并对管道泄漏风险进行预测，这对于下一步的工作计划和优化设计都是有利的。在日常巡检的时候，只要保证同一个人、同一个巡检车或经过培训的巡检犬等处在相同的移动体，就可以完成巡检任务，之后，用蓝牙将采集到的数据信息传送到手持终端。北斗定位装置可以收集实时数据，实现影像图与网图的
相互切换，从而形成了丰富的地图种类、设备层以及管线层，从而可以体验到多种场景的真实效果。
2、为预案设计提供数据支持
北斗精密定位技术既能精确记录天然气泄漏点的位置，又能快速获取天然气浓度数据。首先，工人们在进行日常巡视时，都会通过手中的终端，接收到来自系统的数据，这些数据是一层层的叠加起来的，从而形成了一幅完整的地图，工人们可以根据这幅地图，了解到这片区域的气体泄漏状况。此外，员工还可按其需求，将资料分为三大类别：安全资料、边界资料和危害资料。异常数据通常被用不同的颜标注出来，这样可以清晰的显示出监控范围内的漏油状况，为应急预案的制定提供了重要的数据支撑。
3、实现协同作业与数据的实时共享
工作人员可以在实际条件下，实时地对可疑泄漏点进行标注，并相应地增加实时数据信息，并将其上传到云服务平台上，对重要的数据信息进行及时的记录和保存，为应急操作提供参考，使得云服务平台可以对整个地区的泄漏检测情况有一个较为完整的了解。与此同时，工
作人员还可以利用地图和手持式终端来查看最新的上传记录，从而实现了数据的实时共享，从而让协作操作变得更加方便和及时。
结语
城市燃气管线是一项关系到人民生活的重大项目，燃气管线的安全性是非常重要的。为防止燃气管道泄漏，保障人们的生命财产安全，必须采用泄漏探测与定位技术。基于北斗精密定位技术，可获取管网压力、气体浓度和精确位置等重要信息，可大幅降低天然气泄漏事故的发生率，为人们快速、高效地解决现实生活中遇到的实际问题提供了可能。
参考文献
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