发明内容

为了解决背景技术提到的弊端，本发明提出基于物联网和大数据协同作用的燃气安全监测方法和云监测平台，通过对架空铺设的燃气管道进行监测点布设，并对各监测点进行泄露检测，进而从中统计燃气泄露监测点，从而分析燃气泄露监测点对应的扩散面积及扩散面积区域环境图像中人员数量，由此统计燃气管道的综合危险系数。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

第一方面，本发明提出基于物联网和大数据协同作用的燃气安全监测方法，包括以下步骤：

S1.管道段划分及标记:对架空铺设的燃气管道获取管道连接点的数量，并将相邻两个管道连接点之间的燃气管道记为管道段，由此统计相邻管道连接点之间的管道段数量，进而将统计的各管道段按照按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n；

S2.管道段监测点布设:对统计的各管道段进行监测点布设，得到各管道段布设的若干监测点，并将各管道段布设的若干监测点按照距离该管道段终点的远近距离顺序进行编号，依次标记为1,2...k...l；

S3.监测点气体浓度参数集合构建:在各管道段上布设的各监测点位置分别安装第一气体浓度检测设备和高清摄像头，所述高清摄像头用于采集各监测点下周围环境图像，所述第一气体浓度检测设备用于实时检测各管道段各监测点的硫化氢和一氧化碳浓度，并对检测的各管道段各监测点的硫化氢和一氧化碳浓度构成监测点气体浓度参数集合D_w ^p(d_w ^p1,d_w ^p2,...,d_w ^pk,...,d_w ^pl)，d_w ^pk表示为第p个管道段第k个监测点的第w个气体浓度参数对应的数值，p表示为管道段编号，p＝1,2...i...n,w表示为气体浓度参数，w＝f1,f2,f1,f2分别表示为硫化氢浓度，一氧化碳浓度；

S4.燃气泄露管道段及燃气泄露监测点统计:将监测点气体浓度参数集合与安全数据库中存储的大气中硫化氢和一氧化碳对应的标准浓度进行对比，若某管道段上某监测点检测的某种气体浓度不处于大气中该气体对应的标准浓度之内，则该管道段记为燃气泄露管道段，该监测点即为燃气泄露监测点，此时统计燃气泄露管道段的编号，可记为1,2...j...m,并统计各燃气泄露管道段对应的燃气泄露监测点的编号，可记为1,2...a...z，进而进行预警，并将燃气泄露管道段及其对应的燃气泄露监测点的编号发送至燃气安全监管中心，由燃气安全监管中心调派相关监管人员及时进行处理；

S5.扩散监测点布置:对各燃气泄露管道段上的各燃气泄露监测点，沿着与管道段垂直方向一侧分别设置若干扩散监测点，并将设置的各扩散监测点按照距离对应的燃气泄漏监测点由近到远的顺序进行编号，分别标记为1,2...b...y,进而在各扩散监测点上分别安装第二气体浓度检测设备，用于检测各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点设置的各扩散监测点对应的硫化氢和一氧化碳浓度，进而将检测结果构成扩散监测点气体浓度参数集合Q_w ^ux(q_w ^ux1,q_w ^ux2,...,q_w ^uxb,...,q_w ^uxy)，q_r ^uxb表示为第u个燃气泄露管道段上第x个燃气泄露监测点设置的第b个扩散监测点的第w个气体浓度参数对应的数值，u表示为燃气泄露管道段编号，u＝1,2...j...m,x表示为燃气泄露监测点编号，x＝1,2...a...z；

S6.燃气泄露监测点对应的扩散面积统计:按照扩散监测点的编号顺序从扩散监测点气体浓度参数集合中依次提取各扩散监测点对应的硫化氢和一氧化碳浓度，并将其与安全数据库中存储的大气中硫化氢和一氧化碳对应的标准浓度进行对比，若某燃气泄露管道段上某燃气泄露监测点设置的某扩散监测点对应的硫化氢和一氧化碳浓度均首次处于大气中硫化氢和一氧化碳对应的标准浓度之内，则停止对比，该扩散监测点即为扩散终止监测点，此时统计各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散终止监测点编号，并获取各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散终止监测点与该燃气泄露监测点之间的距离，该距离记为扩散距离，以此将各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散距离构成燃气泄露监测点扩散距离集合R^u(r^u1,r^u2,...,r^ua,...,r^uz)，r^ua表示为第u个燃气泄露管道段上第a个燃气泄露监测点对应的扩散距离，由此根据燃气泄露监测点扩散距离集合统计各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散面积；

S7.扩散面积区域环境图像采集:将各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散面积分别与安全数据库中各扩散面积对应的摄像头标准焦距进行对比，筛选出各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的摄像头标准焦距，进而调整各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点的高清摄像头焦距，使其与该燃气泄露监测点对应的摄像头标准焦距相同，并在此时启动各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点的高清摄像头对该燃气泄露监测点对应的扩散面积区域环境进行图像采集，得到各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散面积区域环境图像；

S8.扩散面积区域环境图像中人员数量分析:将得到的各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散面积区域环境图像进行图像增强处理，并对增强处理后的扩散面积区域环境图像进行人员数量分析，得到各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散面积区域环境图像中人员数量；

S9.泄露监测点泄露参数集合构建:根据燃气泄露管道段的编号及其对应的燃气泄露监测点的编号，从监测点气体浓度参数集合中提取各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的硫化氢和一氧化碳浓度，进而将各燃气泄露监测点对应的硫化氢和一氧化碳浓度，扩散面积和扩散面积区域环境图像中人员数量构成泄露监测点泄露参数集合G_x ^u(g_x ^u1,g_x ^u2,...,g_x ^ua,...,g_x ^uz)，g_x ^uz表示为第u个燃气泄露管道段上第a个燃气泄露监测点的第x个泄露参数对应的数值，x表示为泄露参数，x＝e1,e2,e3,e4,e1,e2,e3,e4分别表示为硫化氢浓度，一氧化碳浓度，扩散面积，扩散面积区域环境图像中人员数量；

S10.综合危险系数统计:提取安全数据中各扩散面积对应的扩散危险系数和各扩散面积区域环境图像中人员数量对应的人员危险系数，并将泄露监测点泄露参数集合中各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散面积和扩散面积区域环境图像中人员数量分别与各扩散面积对应的扩散危险系数和各扩散面积区域环境图像中人员数量对应的人员危险系数进行对比，进而筛选出泄露监测点泄露参数集合中各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散危险系数和人员危险系数，由此统计燃气管道的综合危险系数。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式所述S2中对统计的各管道段进行监测点布设，其具体布设方法执行以下步骤：

W1：统计各管道段的长度；

W2：将统计的各管道段的长度进行均匀等分，各等分点即为监测点。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述第一气体浓度检测设备为第一气体传感器，所述第一气体传感器用于检测各管道段上各监测点的硫化氢和一氧化碳浓度，所述第二气体浓度检测设备为第二气体传感器，所述第二气体传感器用于检测各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点设置的各扩散监测点对应的硫化氢和一氧化碳浓度。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述S4中还包括通过GPS定位仪对各燃气泄露管道段上燃气泄露监测点的地理位置进行获取，并将获取的各燃气泄露管道段上燃气泄露监测点的地理位置发送至燃气安全监管中心。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述S5中对各燃气泄露管道段上的各燃气泄露监测点，沿着与管道段垂直方向一侧分别设置若干扩散监测点的具体布设过程为按照设置的间隔距离在各燃气泄露管道段上的各燃气泄露监测点位置处沿着与管道段垂直方向一侧分别设置各扩散监测点。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散面积的计算公式为S^ua＝π*(r^ua)²，S^ua表示为第u个燃气泄露管道段上第a个燃气泄露监测点对应的扩散面积。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述S8中对增强处理后的扩散面积区域环境图像进行人员数量分析，其人员数量分析的具体分析过程为对增强处理后的扩散面积区域环境图像进行人身体轮廓提取，并统计各燃气泄露管道段上各燃气泄露监测点对应的扩散面积区域环境图像上提取的人身体轮廓的数量，该提取的人身体轮廓数量即为对应扩散面积区域环境图像上的人员数量。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述燃气管道的综合危险系数的计算公式为g_e1 ^uag_e2 ^uaε^u _aη^u _a分别表示为第u个燃气泄露管道段上第a个燃气泄露监测点对应的硫化氢浓度、一氧化碳浓度、扩散危险系数、人员危险系数，O_e1标准、O_e2标准分别表示为大气中硫化氢、一氧化碳对应的标准浓度。

第二方面，本发明提出一种云监测平台，所述云监测平台包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个燃气安全监测设备通信连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行本发明所述的基于物联网和大数据协同作用的燃气安全监测方法。

基于上述任一方面，本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过对架空铺设的燃气管道进行管道段划分，并对各管道段进行监测点布设，并实时检测各管道段各监测点的硫化氢和一氧化碳浓度，进而从中将其与大气中硫化氢和一氧化碳对应的标准浓度进行对比，从而统计出燃气泄露监测点编号，并发送至燃气安全监管中心，便于相关监管人员及时知晓，弥补了目前燃气管道泄露监测手段存在的在非排查时间内燃气管道出现泄露时监管人员无法及时得知的不足，进而降低了由此造成的安全事故的发生率。

(2)本发明通过对统计的燃气泄露监测点分析其对应的扩散面积及扩散面积区域环境图像中人员数量，并由此根据燃气泄露监测点对应的对应的硫化氢和一氧化碳浓度，扩散面积和扩散面积区域环境图像中人员数量统计燃气管道的综合危险系数，其综合危险系数实现了燃气管道泄露监测点对应的泄露浓度对周围环境影响的量化展示，克服了目前燃气管道泄露监测手段存在的无法定量获取泄露处的泄露气体浓度对周围环境影响的不足，体现了监测结果的综合性和全面性，满足了现在燃气管道泄露的综合化监测需求，具有智能化程度高和实用性强的特点。

(3)本发明在统计燃气泄露监测点编号时，还获取燃气泄露监测点对应的地理位置，并将其发送至燃气安全监管中心，便于监管人员根据发送的地理位置，尽快寻找到对应的燃气泄露监测点，节省了路上寻找的时间，避免了因寻找时间过长导致燃气继续泄露，从而造成更大的安全事故。