2025年1月17日，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部召開全國城市燃氣管道安全專項治理行動視頻會議，強調(diào)以燃氣管道為重點，加快智能物聯(lián)感知設(shè)備布設(shè)，實現(xiàn)運行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測與自動感知，保障燃氣管道安全運行。黃岡師范學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院“安然無恙”項目團隊，從解決行業(yè)痛點和社會實際問題出發(fā)，重磅推出“城市天然氣管道泄漏智能預(yù)警探測系統(tǒng)”，以科技創(chuàng)新破解行業(yè)難題，守護城市燃氣安全生命線。
泄漏信號智能識別算法
目前已經(jīng)有天然氣預(yù)警探測系統(tǒng)，但還需進一步通過智能化建設(shè)提升管網(wǎng)安全運營水平，強化風(fēng)險防控能力。海量監(jiān)測數(shù)據(jù)的高效處理與精準分析，是實現(xiàn)可靠預(yù)警的關(guān)鍵。安燃無恙團隊搭建的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能分析平臺，如同系統(tǒng)的“智慧大腦”。
該算法基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，運用云計算與邊緣計算協(xié)同技術(shù)，對傳感器實時傳輸?shù)暮Ａ繑?shù)據(jù)進行秒級處理。通過機器學(xué)習(xí)算法建立管網(wǎng)運行模型，自動識別正常運行與異常波動模式，有效降低誤報率。同時，平臺采用數(shù)字孿生技術(shù)，將管網(wǎng)的三維模型與實時監(jiān)測數(shù)據(jù)融合，實現(xiàn)管網(wǎng)狀態(tài)的可視化動態(tài)展示，并基于歷史數(shù)據(jù)對未來趨勢進行預(yù)測分析。該平臺已獲得多項軟件著作權(quán)。安然無恙的技術(shù)團隊表示，這一算法的推出將大幅提高天然氣泄漏的智能化水平，降低事故發(fā)生率，為天然氣預(yù)警系統(tǒng)行業(yè)帶來革命性的變化。
分布式光纖全方位精準探測裝置
傳統(tǒng)天然氣管道檢測依賴人工巡檢，存在覆蓋盲區(qū)大、響應(yīng)滯后等問題。為此，安然無恙團隊構(gòu)建的分布式光纖傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)成為系統(tǒng)核心“感知層”。
該檢測采用瑞利散射與布里淵散射相結(jié)合的光纖傳感技術(shù)，將光纖沿天然氣管道鋪設(shè)，實現(xiàn)對管道沿線長達數(shù)十公里的溫度、壓力、振動等參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測。數(shù)據(jù)傳輸速度快，頻率高，空間分辨率極高，即使微小的氣體泄漏引發(fā)的溫度變化、管道振動異常都能被精準捕捉。同時，光纖傳感技術(shù)具備極強的抗電磁干擾能力，在復(fù)雜城市環(huán)境中依然穩(wěn)定運行，為泄漏點的快速鎖定提供了可靠保障。
引領(lǐng)天然氣泄漏預(yù)警系統(tǒng)新革命
在天然氣泄漏監(jiān)測領(lǐng)域，傳統(tǒng)的人工檢測、機器人巡邏等方法因其費時費力、成本高昂、效率低下以及人員安全難以保障等問題，一直受到行業(yè)的廣泛關(guān)注。“安然無恙”成功推出了一款全新的天然氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，為行業(yè)帶來了革命性的變化。
該系統(tǒng)集成的應(yīng)急聯(lián)動響應(yīng)終端，構(gòu)建起“監(jiān)測-預(yù)警-處置”全鏈條閉環(huán)。終端內(nèi)置5G通信模塊與邊緣計算芯片，在檢測到泄漏信號后，0.5秒內(nèi)即可將預(yù)警信息推送至燃氣公司監(jiān)控中心、應(yīng)急管理部門及附近巡檢人員的移動終端。同時，系統(tǒng)聯(lián)動地理信息系統(tǒng)（GIS），自動規(guī)劃最優(yōu)搶修路線，并啟動附近的智能閥門遠程控制程序，實現(xiàn)泄漏點的快速隔離。此外，終端還支持多方視頻會議功能，方便專家遠程指導(dǎo)應(yīng)急處置，極大提升了事故處理效率。同時，實現(xiàn)對天然氣泄漏檢測的監(jiān)測和預(yù)測效果，便于及時反饋和采取干預(yù)措施。
研以致用強技能，賽創(chuàng)融合育英才
本項目團隊匯聚應(yīng)用數(shù)學(xué)、通信工程、機械工程、電子信息、電子商務(wù)等多領(lǐng)域?qū)I(yè)人才，通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集技術(shù)、傳感器原理、設(shè)備測試方法及算法應(yīng)用等專業(yè)知識，為天然氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)提供堅實的理論基礎(chǔ)和技術(shù)保障。研發(fā)天然氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的實踐，使團隊成員在數(shù)學(xué)建模能力、算法設(shè)計與思維創(chuàng)新能力等方面取得顯著進展，有效提升了團隊成員的創(chuàng)新思維與協(xié)作能力，助力其在數(shù)學(xué)建模等比賽中斬獲佳績。
未來，黃岡師范學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院“安然無恙”項目團隊將繼續(xù)致力于天然氣管道泄漏智能預(yù)警探測系統(tǒng)的研發(fā)與創(chuàng)新，為天然氣預(yù)警系統(tǒng)行業(yè)提供更智能、全面、高效的天然氣安全解決方案。
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