智慧燃气管道安全监测方法、物联网系统、装置及介质与流程

1.本说明书涉及燃气管道安全监测领域，特别涉及一种智慧燃气管道安全监测方法、物联网系统、装置及介质。

背景技术：

2.燃气具有易燃易爆的特性，因此其在输送过程中的安全就极为重要，这对燃气输送管道的可靠性提出了很高的要求。为确保燃气输送安全，需要定期对燃气管道进行检修。定期对燃气管网进行逐一检修排查，不仅会耗费较大的人力、物力和时间，而且可能出现某些管道故障无法第一时间被发现和处理的情况。
3.因此，希望提出一种智慧燃气管道安全监测方法、物联网系统、装置及介质，能够动态监测燃气管道的状态并确定需要重点检修的管道段，以提高燃气管道安全监测的效率。

技术实现要素：

4.本说明书一个或多个实施例提供一种智慧燃气管道安全监测方法。基于智慧燃气管道安全监测物联网系统实现，所述物联网包括依次交互的智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气管网安全管理平台、智慧燃气传感网络平台和智慧燃气对象平台，所述智慧燃气管网安全管理平台包括智慧燃气数据中心和智慧燃气管网巡检管理分平台，所述方法由所述智慧燃气管网安全管理平台执行，包括：所述智慧燃气数据中心基于所述智慧燃气传感网络平台，从预设区域的至少一个燃气管道段对应的检测设备中，获取所述至少一个燃气管道段的运输特征，所述燃气检测设备被配置于所述智慧燃气对象平台中；所述智慧燃气管网巡检管理分平台用于：从所述智慧燃气数据中心获取预设区域的至少一个燃气管道段的管道特征和运输特征，并基于所述管道特征和运输特征，确定所述至少一个燃气管道段的巡检需求度；基于所述至少一个燃气管道段的巡检需求度，确定至少一个目标管道段；将所述至少一个目标管道段发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气服务平台进一步将所述目标管道段发送至所述智慧燃气用户平台；基于所述至少一个目标管道段，生成远程控制指令发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气传感网络平台将所述远程控制指令发送至所述智慧燃气对象平台执行深度巡检。
5.本说明书实施例之一提供一种智慧燃气管道安全监测物联网系统，所述物联网包括依次交互的智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气管网安全管理平台、智慧燃气传感网络平台和智慧燃气对象平台，所述智慧燃气管网安全管理平台包括智慧燃气数据中心和智慧燃气管网巡检管理分平台，所述智慧燃气管网安全管理平台被配置为执行以下操作：所述智慧燃气数据中心基于所述智慧燃气传感网络平台，从预设区域的至少一个燃气管道段对应的检测设备中，获取所述至少一个燃气管道段的运输特征，所述燃气检测设备被配置于所述智慧燃气对象平台中；所述智慧燃气管网巡检管理分平台被配置为：从所述智慧燃气数据中心获取预设区域的至少一个燃气管道段的管道特征和运输特征，并基于
所述管道特征和运输特征，确定所述至少一个燃气管道段的巡检需求度；基于所述至少一个燃气管道段的巡检需求度，确定至少一个目标管道段；将所述至少一个目标管道段发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气服务平台进一步将所述目标管道段发送至所述智慧燃气用户平台；基于所述至少一个目标管道段，生成远程控制指令发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气传感网络平台将所述远程控制指令发送至所述智慧燃气对象平台执行深度巡检。
6.本说明书一个或多个实施例提供一种智慧燃气管道安全监测装置，所述装置包括至少一个处理器以及至少一个存储器；所述至少一个存储器用于存储计算机指令；所述至少一个处理器用于执行所述计算机指令中的至少部分指令以实现智慧燃气管道安全监测方法。
7.本说明书一个或多个实施例提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行智慧燃气管道安全监测方法。
8.本发明为了克服由于亟需巡检的管道深度巡检不及时，而造成的潜在危险的问题。通过基于管道特征和运输特征，确定至少一个燃气管道段的巡检需求度，进而确定至少一个目标管道段并对至少一个目标管道段进行深度巡检，可以对亟需巡检的管道段进行深度巡检，有效降低潜在危险发生的可能性，达到更好的燃气管道安全监测效果。另外，基于管道图确定最小图，进而通过一笔画算法确定目标巡检路线，可以获得最优的巡检路线，从而提升效率，节约资源。
附图说明
9.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：
10.图1是根据本说明书一些实施例所示的智慧燃气管道安全监测物联网系统的示例性示意图；
11.图2是根据本说明书一些实施例所示的智慧燃气管道安全监测方法的示例性流程图；
12.图3是根据本说明书一些实施例所示的巡检需求度预测模型的示例性示意图；
13.图4是根据本说明书一些实施例所示的确定爬行机器人的目标巡检路线方法的示例性流程图；
14.图5是根据本说明书一些实施例所示的确定爬行机器人的目标巡检路线的示例性示意图。
具体实施方式
15.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所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。
16.图1是根据本说明书一些实施例所示的智慧燃气管道安全监测物联网系统的示例性示意图。在一些实施例中，所述智慧燃气管道安全监测物联网系统100可以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、智慧燃气传感网络平台和智慧燃气对象平台。
17.在一些实施例中，物联网中信息的处理可以分为感知信息的处理流程及控制信息的处理流程，控制信息可以是基于感知信息而生成的信息。其中，感知信息的处理是由智慧燃气用户平台获取感知信息，并传递至管理平台。控制信息则是由智慧燃气管网安全管理平台下发至智慧燃气用户平台，进而实现相应的控制。
18.智慧燃气用户平台可以是用于与用户进行交互的平台。在一些实施例中，智慧燃气用户平台可以被配置为终端设备，例如，终端设备可以包括移动设备、平板计算机等或其任意组合。在一些实施例中，智慧燃气用户平台可以用于将目标管道段反馈给用户。在一些实施例中，智慧燃气用户平台设置有燃气用户分平台和监管用户分平台。燃气用户分平台面向燃气用户，燃气用户是指使用燃气的用户。在一些实施例中，燃气用户分平台可以接收目标管道段以对燃气用户进行提醒。例如，燃气用户分平台可以用于提醒燃气用户可能因为管道深度巡检而受到的影响的信息。监管用户分平台面向监管用户，对整个智慧燃气管道安全监测物联网系统的运行进行监管。监管用户是指安全部门的用户。在一些实施例中，智慧燃气用户平台可以向下与智慧燃气服务平台进行双向交互。接收智慧燃气服务平台上传的目标管道段等，下发管网巡检管理相关信息查询指令至智慧燃气数据中心等。
19.智慧燃气服务平台可以是用于接收和传输数据和/或信息的平台。例如，智慧燃气服务平台可以将目标管道段发送至智慧燃气用户平台。在一些实施例中，智慧燃气服务平台设置有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对应于燃气用户分平台，为燃气用户提供安全用气的服务。智慧监管服务分平台对应于监管用户分平台，为燃气监管用户提供安全监管的服务。在一些实施例中，智慧燃气服务平台可以向下与智慧燃气管网安全管理平台进行双向交互。接收智慧燃气数据中心上传的目标管道段等，下发管网巡检管理相关信息查询指令至智慧燃气管网安全管理平台的智慧燃气数据中心。
20.智慧燃气管网安全管理平台可以指统筹、协调各功能平台之间的联系和协作，汇聚着物联网全部的信息，为物联网运行体系提供感知管理和控制管理功能的平台。例如，智慧燃气管网安全管理平台可以获取预设区域燃气管道段的管道特征和运输特征等。
21.在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台设置有智慧燃气数据中心和智慧燃气管网巡检管理分平台。智慧燃气数据中心与智慧燃气管网巡检管理分平台双向交互。智慧燃气管网巡检管理分平台从智慧燃气数据中心获取预设区域的至少一个燃气管道段的管道特征和运输特征，并反馈对应的远程控制指令。智慧燃气管网安全管理平台通过智慧燃气数据中心与智慧燃气服务平台、智慧燃气传感网络平台进行信息交互。在一些实施例中，智慧燃气数据中心可以接收传感网络平台上传的运输特征，并发送到智慧燃气管网巡检管理分平台进行处理，然后将汇总、处理后的数据发送到智慧燃气服务平台和/或智慧燃气传感网络平台。在一些实施例中，智慧燃气管网安全管理平台的智慧燃气管网巡检管理分平台设置有巡检计划管理模块、巡检时间预警模块、巡检状态管理模块、巡检问题管理模块。
22.智慧燃气传感网络平台可以是对传感通信进行管理的功能平台。智慧燃气传感网络平台可以被配置为通信网络和网关，实现网络管理、协议管理、指令管理和数据解析等功能。在一些实施例中，智慧燃气传感网络平台可以连接智慧燃气管网安全管理平台和智慧燃气对象平台，实现感知信息传感通信和控制信息传感通信的功能。例如，智慧燃气传感网络平台可以接收智慧燃气数据中心下发的远程控制指令，并将远程控制指令发送至智慧燃气对象平台。
23.智慧燃气对象平台可以是感知信息生成的功能平台。在一些实施例中，智慧燃气对象平台还可以设置有智慧燃气管网设备对象分平台和智慧燃气管网巡检工程对象分平台。智慧燃气管网设备对象分平台可以包括压力传感器、流量计、温度传感器等。其中，压力传感器用于获得该燃气管道段内的实际运输压力；流量计用于获得该燃气管道段的实际运输流量；温度传感器用于获得该燃气管道段的实际运输温度等。智慧燃气管网巡检工程对象分平台可以包括爬行机器人，用于进行深度巡检。
24.需要说明的是，本实施例中的智慧燃气用户平台可以是台式电脑、平板电脑、笔记本电脑、手机或者其他能够实现数据处理以及数据通信的电子设备，在此不作过多限定。应当理解的是，在本实施例中所提到的数据处理过程可以通过服务器的处理器进行处理，而存储在服务器的数据，都可以存储在服务器的存储设备上，如硬盘等存储器。在具体应用中，智慧燃气传感网络平台可以采用多组网关服务器，或者多组智能路由器，在此不作过多限定。应当理解的是，在本技术实施例中所提到的数据处理过程可以通过网关服务器的处理器进行处理，而存储在网关服务器的数据，都可以存储在网关服务器的存储设备上，如硬盘和ssd等存储器。
25.本说明书的一些实施例中，通过五种平台的物联网功能体系结构实施智慧燃气管道安全监测，完成了信息流程的闭环，使物联网信息处理更加流畅高效。
26.图2是根据本说明书一些实施例所示的智慧燃气管道安全监测方法的示例性流程图。如图2所示，流程200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执行。
27.步骤210，基于智慧燃气传感网络平台，从预设区域的至少一个燃气管道段对应的检测设备中，获取至少一个燃气管道段的运输特征。
28.预设区域是指待检测的燃气管道段所在的区域，预设区域可以包括多个燃气管道段。例如，预设区域可以为某小区或某社区或某行政区的燃气管道段所在区域。
29.燃气管道段用于进行燃气输送，多个燃气管道段可以连接使用。检测设备用于对燃气管道进行各种参数检测。检测设备被配置于智慧城市对象平台中。检测设备可以包括多种类型，例如，可以包括压力传感器、流量计、温度传感器等具有检测功能的设备。
30.运输特征是指通过检测设备获得的对应燃气管道段的运输相关的实际参数。例如，运输特征可以包括通过燃气管道段对应的压力传感器获得该燃气管道段内的实际运输压力；通过流量计获得该燃气管道段的实际运输流量；通过温度传感器获得该燃气管道段的实际运输温度等。在一些实施例中，运输特征可以通过向量表示。例如，可以构建运输特征向量向量中的每个元素可以代表一种运输相关的实际参数(如，a代表实际运输压力，b代表实际运输流量，c代表实际运输温度等)。
31.在一些实施例中，智慧燃气数据中心可以获取检测设备的实时检测参数作为燃气
管道段的运输特征。例如，智慧燃气数据中心可以通过智慧燃气服务平台获取检测设备实时上传的检测参数。在一些实施例中，智慧燃气数据中心可以基于预设时间段(例如，10天、20天、30天等)内的历史数据获取燃气管道段的运输特征。例如，智慧燃气数据中心可以获取燃气管道段的10天内的历史检测参数，并把历史检测参数的平均值作为该燃气管道段的运输特征。
32.步骤220，从智慧燃气数据中心获取预设区域的至少一个燃气管道段的管道特征和运输特征，并基于管道特征和运输特征，确定至少一个燃气管道段的巡检需求度。
33.管道特征是指基于智慧燃气数据中心的存储数据获得的燃气管道段的额定参数。例如，管道特征可以包括燃气管道段的传输压力(如，低压、中压、次高压、高压)、年限(如，设计年限、使用年限、剩余年限)等参数。在一些实施例中，管道特征可以通过向量表示。例如，可以构建管道特征向量如，可以构建管道特征向量向量中的每个元素可以代表一种燃气管道段的额定参数(如，i代表低压额定值，j代表中压额定值，k代表剩余年限等)。
34.在一些实施例中，管道特征可以基于历史数据获取。例如，可以基于智慧燃气数据中心存储的燃气管道段的出厂参数获取管道特征。
35.在一些实施例中，管道特征还包括燃气管道段所在环境。
36.燃气管道段所在环境是指燃气管道段安装位置的实际环境。燃气管道段所在环境信息可以包括湿度、土壤酸碱度、道路状况等。燃气管道段所在环境可以对燃气管道段的使用造成影响。例如，湿度、土壤酸碱度影响燃气管道段的受腐蚀程度。示例的，若燃气管道段所在土壤的ph值较低，可能加深燃气管道段的受腐蚀程度。又例如，道路状况影响燃气管道段的受外力损坏概率。示例的，当燃气管道段的道路经常有货车通过时，道路损坏比较严重，可能增加燃气管道段的受外力损坏概率。
37.在一些实施例中，智慧燃气数据中心可以通过人工获得燃气管道段所在环境。例如，可以获取用户终端输入的环境信息。
38.将燃气管道段所在环境作为燃气管道段的管道特征，充分考虑环境因素对燃气管道段的影响，可以使目标管道段的确定更加准确。
39.巡检需求度是指反映燃气管道段对巡检的需要程度的数值或字母等。例如，巡检需求度可以用1-100之间的数值，或字母a-f，或星级来表示，值越大、字典排序越大或星级越高维护处理优先级越高。
40.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以基于管道特征和运输特征，确定至少一个燃气管道段的巡检需求度。在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以人工预设管道特征和运输特征与巡检需求度的对应规则，基于对应规则确定巡检需求度。例如，可以预设管道特征参数和运输特征参数与巡检需求度的对照表，进而基于管道特征和运输特征查表得到巡检需求度。在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以通过巡检需求度预测模型确定巡检需求度。关于通过巡检需求度预测模型确定巡检需求度与模型训练的详细内容，可以参见图3及其内容。
41.步骤230，基于至少一个燃气管道段的巡检需求度，确定至少一个目标管道段。
42.目标管道段是指需要进行深度巡检的燃气管道段。关于目标管道段的更多说明可以参见燃气管道段的相关描述。
43.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以通过预设巡检需求度的阈值
确定至少一个目标管道段。例如，对于多个燃气管道段a、b、c和d，其对应的巡检需求度为66、77、85、91。当巡检需求度的阈值为80时，确定燃气管道段c和d为目标管道段。
44.步骤240，将至少一个目标管道段发送至智慧燃气数据中心，并基于智慧燃气服务平台进一步将目标管道段发送至智慧燃气用户平台。
45.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以将至少一个目标管道段发送至智慧燃气数据中心。例如，智慧燃气管网巡检管理分平台可以将目标管道段的编号、位置、巡检需求度等信息发送至智慧燃气数据中心。在一些实施例中，基于智慧燃气服务平台进一步将目标管道段发送至智慧燃气用户平台时，可以在用户平台进行展示。例如，可以基于目标管道段的编号由小到大或巡检需求度由高到低向用户(如，管理人员)展示。又例如，可以向用户(如，燃气使用人员)展示目标管道段的巡检提醒信息。
46.步骤250，基于至少一个目标管道段，生成远程控制指令发送至智慧燃气数据中心，并基于智慧燃气传感网络平台将远程控制指令发送至智慧燃气对象平台执行深度巡检。
47.远程控制指令是指用于控制深度巡检的指令。在一些实施例中，远程控制指令可以包括，控制爬行机器人进行深度巡检，或派遣人工进行深度巡检等。在一些实施例中，远程控制指令还可以包括目标管道段编号、位置等内容。
48.深度巡检是指对燃气管道内部进行的深入的检测。在基于爬行机器人进行深度巡检时，爬行机器人可以通过吸盘或磁性材料等结构，吸附在管道内壁，并进行行走。同时，爬行机器人的行走可以基于远程控制，也可以基于提前设置好的内置程序自动行走。在一些实施例中，爬行机器人可以安装红外装置、摄像头等，用于探测管道内壁的情况(例如，内壁腐蚀情况)；还可以安装各种传感器，用于监测管道内的燃气压力、流量流速、温度等。
49.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以基于至少一个目标管道段的位置生成远程指令。在一些实施例中，远程控制指令可以包括人工巡检路线。智慧燃气管网巡检管理分平台可以基于至少一个目标管道段，确定人工巡检路线。
50.在一些实施例中，远程控制指令还可以包括爬行机器人的目标巡检路线。智慧燃气管网巡检管理分平台可以基于至少一个目标管道段，确定爬行机器人的目标巡检路线。
51.目标巡检路线是指爬行机器人对至少一个目标管道段进行深度巡检的最短巡检路线。例如，目标巡检路线可以为从目标管道段b出发，依次经过目标管道段a、d、c，到达目标管道段e结束。
52.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以基于至少一个目标管道段，确定爬行机器人的目标巡检路线。例如，智慧燃气管网巡检管理分平台可以预设或基于巡检需求度由高到低的排序，确定目标管道段的检测顺序。再通过贪心算法得到依次前往每个目标管道段的路线，进而确定目标巡检路线。又例如，智慧燃气管网巡检管理分平台还可以通过构建管道图，进而通过一笔画算法确定目标巡检路线。关于基于管道图确定目标巡检路线的详细说明，可以参见图4、图5及其相关描述。需要说明的是，在确定目标巡检路线时，可以将得到的最短巡检路线的最优解或较优解作为目标巡检路线。
53.基于至少一个目标管道段，确定爬行机器人的目标巡检路线，可以使爬行机器人按照巡检需求度进行深度巡检，并爬行相对最优的路线。
54.在一些实施例中，爬行机器人可以基于远程控制指令的时间提前到达待机位置。
在到达巡检时间时，触发沿目标巡检路线进行巡检操作。
55.本说明书的一些实施例，基于管道特征和运输特征，确定至少一个燃气管道段的巡检需求度，进而确定至少一个目标管道段并对至少一个目标管道段进行深度巡检。可以对亟需巡检的管道段进行深度巡检，有效降低潜在危险发生的可能性，达到更好的燃气管道安全监测效果。
56.图3是根据本说明书一些实施例所示的巡检需求度预测模型300的示例性示意图。
57.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以基于管道特征和运输特征，通过巡检需求度预测模型预测至少一个燃气管道段的巡检需求度。
58.在一些实施例中，如图3所示，巡检需求度预测模型320可以为机器学习模型。在一些实施例中，巡检需求度预测模型320可以是深度学习神经网络模型。示例性深度学习神经网络模型可以包括卷积神经网络(convolutional neural networks，cnn)、深度神经网络(deep neural networks，dnn)等或其组合。
59.在一些实施例中，如图3所示，巡检需求度预测模型320的输入可以包括管道特征310-1和运输特征310-2。其中，输入的管道特征310-1和运输特征310-2可以为运输特征向量和管道特征向量。在一些实施例中，巡检需求度预测模型320的输出可以包括巡检需求度330。关于管道特征、运输特征和巡检需求度的更多细节可以参见图2及其相关描述。
60.在一些实施例中，如图3所示，巡检需求度预测模型320的输入还包括至少一个燃气管道段的上一次深度巡检时间310-3。
61.在本说明书的一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台通过巡检需求度预测模型确定巡检需求度时考虑到了至少一个燃气管道段的上一次深度巡检时间的影响。上一次深度巡检时间间隔长的燃气管道段应该优先巡检，使确定的巡检需求度更加准确。
62.在一些实施例中，如图3所示，巡检需求度预测模型320的输入还包括气候影响因子310-4。气候影响因子310-4可以基于至少一个燃气管道段的未来天气情况以及管道埋地深度确定。
63.气候影响因子是指与气候相关的影响管道段的因素。在一些实施例中，气候影响因子可以与至少一个燃气管道段的未来天气情况以及管道埋地深度相关。例如，当某管道段所在区域将要下暴雨，且该管道段埋地深度较浅，则可能会对管道段有所影响。
64.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以通过天气预报平台获取管道段所在区域未来天气情况，并通过管网安装相关的设计图纸、施工图纸获取管道段的埋地深度。从而基于未来天气情况和管道埋地深度确定气候影响因子。例如，气候影响因子可以用等级来表示。可以将未来天气情况较差(如降雨且为酸雨等)、管道埋地深度较浅的气候影响因子等级设为“一级”；将未来天气情况较差、管道埋地深度较深的气候影响因子等级设为“二级”；将未来天气情况较好(如晴天等)、管道埋地深度很深的气候影响因子等级设为“三级”。
65.在本说明书的一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以基于气候影响因子，通过巡检需求度预测模型，更加准确地预测管道段的巡检需求度。管道离地面越近，受天气影响的可能性就越大。因此假如该管道段所在区域的未来天气存在比较恶劣的情况，则该管道段的巡检需求度相应提高，以保证巡检需求度的准确性。
66.在一些实施例中，如图4所示，巡检需求度预测模型可以通过训练得到。例如，向初
始巡检需求度预测模型输入训练样本，并基于标签和初始巡检需求度预测模型的输出结果建立损失函数，对初始巡检需求度预测模型的参数进行更新。当初始巡检需求度预测模型的损失函数满足预设条件时模型训练完成，获取训练好的巡检需求度预测模型。其中，预设条件可以是损失函数收敛、迭代的次数达到迭代次数阈值等。
67.在一些实施例中，训练样本可以包括正样本和负样本。正样本为历史数据中深度巡检后发现存在故障的管道段对应的样本管道特征和样本运输特征，或是，历史数据中未进行深度巡检且未来较短时间段(例如，小于时间阈值的时间段，时间阈值可以为10天、20天、30天等)内出现了故障的管道段对应的的样本管道特征和样本运输特征。正样本的标签值可以根据故障的程度、或“较短时间段”的具体时间来标定为0～1的数值。例如，可以采用故障的修复时长表征故障的程度，故障的修复时长越长，故障的程度越高。故障的修复时长为0～2h对应的标签值为0.1、故障的修复时长为2～4h对应的标签值为0.2等。又例如，较短时间段为0～2天对应的标签值为1、较短时间段为3～5天对应的标签值为0.9等。负样本为历史数据中深度巡检后发现一切正常的管道段对应的样本管道特征和样本运输特征，或是，历史数据中未进行深度巡检且未来较长时间段(例如，大于时间阈值的时间段，时间阈值可以为30天、60天、100天等)内该管道段都一切正常的管道段对应的样本管道特征和样本运输特征。负样本的标签值直接可以标注为0。
68.在一些实施例中，当巡检需求度预测模型320的输入还包括上一次深度巡检时间310-3和/或气候影响因子310-4时。对应的，训练样本还可以包括样本上一次深度巡检时间和/或样本气候影响因子。
69.在本说明书的一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以基于管道特征和运输特征，通过巡检需求度预测模型，快速、准确地预测管道段的巡检需求度。从而有助于智慧燃气管网巡检管理分平台根据巡检需求度对亟需深度巡检的目标管道段进行深度巡检。另外，通过输入上一次深度巡检时间和/或气候影响因子，使巡检需求度预测模型预测的巡检需求度更加准确。
70.图4是根据本说明书一些实施例所示的确定爬行机器人的目标巡检路线方法的示例性流程图。如图4所示，流程400包括下述步骤。在一些实施例中，流程400可以由智慧燃气管网巡检管理分平台执行。
71.步骤410，基于至少一个燃气管道段，构建管道图。
72.管道图可以反映管道结构。以图5所示的确定爬行机器人的目标巡检路线的示例性示意图为例，管道结构示意图中虚线(如管道段ab、管道段cd等)为待检测管道，实线(如管道段al、管道段fl等)为非待检测管道。基于管道结构示意图的管道结构可以构建管道图。
73.管道图可以包括节点和边。在一些实施例中，节点可以包括待检测管道节点和非待检测管道节点。例如，在管道图中，白节点(如节点a、节点b、节点c)代表待检测管道节点，黑节点(如节点f、节点g、节点h)代表非待检测管道节点。在一些实施例中，边可以用于待检测管道节点和非待检测管道节点之间的连接。边的特征为管道段的长度。例如，节点e连接节点c的边反映两个节点之间的管道长度。
74.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以基于至少一个燃气管道段，通过转换规则构建管道图。如图5所示，转换规则包括可以将存在分支(即至少三条边)的交
点抽象为一个非待检测管道节点。例如。交点l处存在管道段al、管道段fl、管道段il以及管道段hl，可以将该交点抽象为节点f；将每个连通的待检测管道段作为一个整体，抽象为一个待检测管道节点。例如，待检测管道段gh与待检测管道段lh连通，可以作为一个整体，抽象为待检测管道节点e；以及将非待检测管道段末尾(不再与其他管道连接)抽象为一个非待检测管道节点。例如，管道段kj不再与其他管道段连接，可以将其末尾抽象为非待检测管道节点g。
75.步骤420，基于管道图确定包含至少一个目标管道段的最小图，最小图包括至少一个目标管道段对应的多个连通子图以及使连通子图连接的最短路径。
76.最小图的连通子图即最小图中的可以相互连通的待检测管道节点组成的子图，每个待检测管道节点对应一个目标管道段。最短路径是指该路径在能使连通子图连接的所有路径中最短。
77.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以基于管道图，通过最小生成树算法确定最小生成树，并基于最小生成树，确定最小图。
78.生成树是指包含管道图中所有节点且不具有闭环的连通图。最小生成树是指一张管道图对应的多个生成树中，边的权重之和最小的生成树。在一些实施例中，边的权重可以根据边的特征，即管道段的长度确定。管道段长度越长，权重越大。例如，可以预设管道段长度和权重的对照表，通过查表确定边的权重。以图5为例，最小生成树包括管道图中的所有节点，且不具有闭环。在管道图对应的多个生成树中，最小生成树中的边的权重之和最小。
79.最小生成树算法用于确定最小生成树。最小生成树算法可以包括多种可行的算法，例如，普利姆(prim)算法、克鲁斯卡尔(kruskal)算法等。
80.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以通过普利姆(prim)算法或克鲁斯卡尔(kruskal)算法，确定与节点对应的权重最小且不会构成闭环的邻接节点并进行连接，从而构成最小生成树。
81.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以将获得的最小生成树作为最小图。
82.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台可以对最小生成树进行剪枝，将剪枝后的图确定为最小图。
83.剪枝是指，移除非待检测管道节点及其连接的边的操作。在一些实施例中，可以通过判断移除非待检测管道节点及其连接的边后，剩余的连通子图中，是否有至少一个连通子图包括所有待检测管道节点，来确定是否可以对该待检测管道节点进行剪枝。以图5为例，在最小生成树中包括非待检测管道节点f、节点g、节点h以及对应的边。移除节点g和节点h以及它们连接的边后，剩余的连通子图包括一个包括所有待检测管道节点a、节点b、节点c、节点d和节点e的连通子图。因此，可以对节点g和节点h进行剪枝。而移除节点f及其连接的边后，剩余的连通子图未包括一个包括所有待检测管道节点a、节点b、节点c、节点d和节点e的连通子图。因此，不可以对节点f进行剪枝。
84.通过最小生成树算法确定最小生成树，并对最小生成树进行剪枝，可以确定最小图，从而有助于获得最优的巡检路线。
85.步骤430，基于最小图，通过一笔画算法确定目标巡检路线。
86.一笔画算法是指用于确定最小图中的奇点数n，从而判断最小图是否可以无重复
线段地一笔画成的算法。
87.奇点数n是指最小图中的奇点个数。奇点是指连接的边数为奇数的节点。例如，最小图中，节点a连接的边有三条，节点a即最小图中的一个奇点。除此之外，节点c、节点d、节点e分别连接了一条边，即节点c、节点d、节点e也为最小图的奇点。因此，最小图的奇点数为4。
88.在一些实施例中，响应于一笔画算法中奇点数n为0，智慧燃气管网巡检管理分平台可以确定最小图能够无重复线段地一笔画成，进而可以确定目标巡检路线。具体的，可以确定目标巡检路线的起点和终点为任意同一节点。
89.在一些实施例中，响应于一笔画算法中的奇点数n为2，智慧燃气管网巡检管理分平台可以确定最小图能够无重复线段地一笔画成，进而可以确定目标巡检路线。具体的，可以确定目标巡检路线的起点和终点为2个奇点。
90.在一些实施例中，智慧燃气管网巡检管理分平台还可以响应于一笔画算法中奇点数n大于2，将奇点进行配对，并用连接线连接配对后的奇点，以确定处理后的最小图；基于处理后的最小图，确定目标巡检路线。
91.配对原则可以包括基于最小图的边的特征和/或至少一个燃气管道段的上一次深度巡检时间确定的目标巡检路线。例如，在最小图中，若节点a和节点d之间的已有的燃气管道段的距离为30米，节点c和节点e之间的新增的燃气管道段(即管道图中存在，而最小图中不存在的燃气管道段)的距离为25米，节点d和节点e、以及节点d和节点c之间即没有“已有的燃气管道段”，也没有“新增的燃气管道段”无法进行连接。因此可以选择距离较近的节点c和节点e进行连接。又例如，若节点a、节点c、节点d和节点e对应的距离上一次的深度巡检时间间隔分别为15天、三个月、一个月和半年，则可以将距离上一次的深度巡检时间间隔较长的节点c与节点e配对连接，配对连接的结果如处理后的最小图所示。
92.连接线用于将配对的奇点连接。例如，在处理后的最小图中，节点c与节点e用连接线连接，表示节点c与节点e配对。
93.在一些实施例中，响应于一笔画算法中的奇点数n大于2，智慧燃气管网巡检管理分平台可以基于配对原则将n个奇点或n-2个奇点两两配对，配对的奇点以原道路为边再次相连，进而可以确定目标巡检路线。其中，再次相连的路径即为重复路径。例如，将n个奇点进行配对后，处理后的最小图中的奇点数为0，智慧燃气管网巡检管理分平台可以依据上述奇点数n为0的确定目标巡检路线的方法确定目标巡检路线。又例如，将n-2个奇点进行配对后，处理后的最小图中的奇点数为2，智慧燃气管网巡检管理分平台可以依据上述奇点数n为2的确定目标巡检路线的方法确定目标巡检路线。以图5为例，处理后的最小图包括两个奇点，智慧燃气管网巡检管理分平台可以依据奇点数n为2的确定目标巡检路线的方法，将节点d作为起点，节点e作为终点，进而确定至少一条无重复线段地一笔画成的路径由起点连向终点(即，节点d
→
节点a
→
节点b
→
节点c
→
节点e)，作为目标巡检路线。
94.在进行配对时优先添加管道段长度短、上一次深度巡检时间间隔长的燃气管道段，可以获得最优的巡检路线。
95.本说明书的一些实施例，基于管道图确定最小图，进而通过一笔画算法确定目标巡检路线。可以获得最优的巡检路线，从而提升效率，节约资源。
96.本说明书包括一种计算机可读存储介质，存储介质存储计算机指令，当计算机指
令被处理器执行时，实现智慧燃气管道安全监测方法。
97.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。

技术特征：

1.一种智慧燃气管道安全监测方法，其特征在于，基于智慧燃气管道安全监测物联网系统实现，所述物联网包括依次交互的智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气管网安全管理平台、智慧燃气传感网络平台和智慧燃气对象平台，所述智慧燃气管网安全管理平台包括智慧燃气数据中心和智慧燃气管网巡检管理分平台，所述方法由所述智慧燃气管网安全管理平台执行，包括：所述智慧燃气数据中心基于所述智慧燃气传感网络平台，从预设区域的至少一个燃气管道段对应的检测设备中，获取所述至少一个燃气管道段的运输特征，所述燃气检测设备被配置于所述智慧燃气对象平台中；所述智慧燃气管网巡检管理分平台用于：从所述智慧燃气数据中心获取预设区域的至少一个燃气管道段的管道特征和运输特征，并基于所述管道特征和运输特征，确定所述至少一个燃气管道段的巡检需求度；基于所述至少一个燃气管道段的巡检需求度，确定至少一个目标管道段；将所述至少一个目标管道段发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气服务平台进一步将所述目标管道段发送至所述智慧燃气用户平台；基于所述至少一个目标管道段，生成远程控制指令发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气传感网络平台将所述远程控制指令发送至所述智慧燃气对象平台执行深度巡检。2.根据权利要求1所述的管道安全监测方法，其特征在于，所述基于所述管道特征和运输特征，确定所述至少一个燃气管道段的巡检需求度包括：基于所述管道特征和运输特征，通过巡检需求度预测模型预测所述至少一个燃气管道段的巡检需求度，所述巡检需求度预测模型为机器学习模型。3.根据权利要求1所述的管道安全监测方法，其特征在于，所述基于所述至少一个目标管道段，生成远程控制指令发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气传感网络平台将所述远程控制指令发送至所述智慧燃气对象平台执行深度巡检包括：基于所述至少一个目标管道段，确定爬行机器人的目标巡检路线；基于所述目标巡检路线，生成远程控制指令发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气传感网络平台将所述远程控制指令发送至所述智慧燃气对象平台执行深度巡检。4.根据权利要求3所述的管道安全监测方法，其特征在于，所述基于所述至少一个目标管道段，确定爬行机器人的目标巡检路线包括：基于所述至少一个燃气管道段，构建管道图；基于所述管道图确定包含所述至少一个目标管道段的最小图，所述最小图包括所述至少一个目标管道段对应的多个连通子图以及使所述连通子图连接的最短路径；基于所述最小图，通过一笔画算法确定所述目标巡检路线。5.一种智慧燃气管道安全监测物联网系统，其特征在于，所述物联网包括依次交互的智慧燃气用户平台、智慧燃气服务平台、智慧燃气管网安全管理平台、智慧燃气传感网络平台和智慧燃气对象平台，所述智慧燃气管网安全管理平台包括智慧燃气数据中心和智慧燃气管网巡检管理分平台，所述智慧燃气管网安全管理平台被配置为执行以下操作：所述智慧燃气数据中心基于所述智慧燃气传感网络平台，从预设区域的至少一个燃气
管道段对应的检测设备中，获取所述至少一个燃气管道段的运输特征，所述燃气检测设备被配置于所述智慧燃气对象平台中；所述智慧燃气管网巡检管理分平台被配置为：从所述智慧燃气数据中心获取预设区域的至少一个燃气管道段的管道特征和运输特征，并基于所述管道特征和运输特征，确定所述至少一个燃气管道段的巡检需求度；基于所述至少一个燃气管道段的巡检需求度，确定至少一个目标管道段；将所述至少一个目标管道段发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气服务平台进一步将所述目标管道段发送至所述智慧燃气用户平台；基于所述至少一个目标管道段，生成远程控制指令发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气传感网络平台将所述远程控制指令发送至所述智慧燃气对象平台执行深度巡检。6.根据权利要求5所述的管道安全监测物联网系统，其特征在于，所述基于所述管道特征和运输特征，确定所述至少一个燃气管道段的巡检需求度包括：基于所述管道特征和运输特征，通过巡检需求度预测模型预测所述至少一个燃气管道段的巡检需求度，所述巡检需求度预测模型为机器学习模型。7.根据权利要求5所述的管道安全监测物联网系统，其特征在于，所述基于所述至少一个目标管道段，生成远程控制指令发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气传感网络平台将所述远程控制指令发送至所述智慧燃气对象平台执行深度巡检包括：基于所述至少一个目标管道段，确定爬行机器人的目标巡检路线；基于所述目标巡检路线，生成远程控制指令发送至所述智慧燃气数据中心，并基于所述智慧燃气传感网络平台将所述远程控制指令发送至所述智慧燃气对象平台执行深度巡检。8.根据权利要求7所述的管道安全监测物联网系统，其特征在于，所述基于所述至少一个目标管道段，确定爬行机器人的目标巡检路线包括：基于所述至少一个燃气管道段，构建管道图；基于所述管道图确定包含所述至少一个目标管道段的最小图，所述最小图包括所述至少一个目标管道段对应的多个连通子图以及使所述连通子图连接的最短路径；基于所述最小图，通过一笔画算法确定所述目标巡检路线。9.一种智慧燃气管道安全监测装置，其特征在于，所述装置包括至少一个处理器以及至少一个存储器；所述至少一个存储器用于存储计算机指令；所述至少一个处理器用于执行所述计算机指令中的至少部分指令以实现如权利要求1～4中任意一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行如权利要求1～4任一项所述的智慧燃气管道安全监测方法。

技术总结

本说明书实施例提供一种智慧燃气管道安全监测方法、物联网系统、装置及介质，该方法包括：基于智慧燃气传感网络平台，从预设区域的至少一个燃气管道段对应的检测设备中，获取至少一个燃气管道段的运输特征；获取预设区域的至少一个燃气管道段的管道特征和运输特征，并基于管道特征和运输特征，确定至少一个燃气管道段的巡检需求度；基于所述巡检需求度，确定至少一个目标管道段；将至少一个目标管道段发送至智慧燃气数据中心，并基于智慧燃气服务平台进一步将目标管道段发送至智慧燃气用户平台；基于目标管道段，生成远程控制指令发送至智慧燃气数据中心，并基于智慧燃气传感网络平台将远程控制指令发送至智慧燃气对象平台执行深度巡检。行深度巡检。行深度巡检。