本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)預(yù)警，尤其涉及一種智能壓力容器壓力監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ｗ⒂谕ㄟ^檢測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別、評(píng)估和響應(yīng)潛在的安全隱患或故障風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、基礎(chǔ)設(shè)施安全、交通運(yùn)輸以及公共安全等多個(gè)領(lǐng)域。核心功能包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和處理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、以及在檢測(cè)到異常狀態(tài)時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)通過集成傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理軟件和通信技術(shù)，能夠提高響應(yīng)速度和預(yù)防性維護(hù)，從而提升系統(tǒng)的整體安全性和可靠性。

2、其中，智能壓力容器壓力監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)是一種專門設(shè)計(jì)用來監(jiān)控和管理各類壓力容器內(nèi)部壓力的技術(shù)系統(tǒng)。系統(tǒng)通過安裝在容器上的壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)部壓力，并通過分析處理數(shù)據(jù)，以評(píng)估壓力是否在安全范圍內(nèi)。一旦檢測(cè)到壓力超過預(yù)設(shè)的安全閾值，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，通知操作人員或自動(dòng)啟動(dòng)安全措施，如壓力釋放或系統(tǒng)關(guān)閉，以防止壓力過高導(dǎo)致的事故，確保設(shè)備和人員安全。

3、傳統(tǒng)壓力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)依賴于靜態(tài)的預(yù)警閾值和簡單的壓力比對(duì)，缺乏對(duì)環(huán)境因素和容器使用歷史的綜合考慮，在多變的操作環(huán)境下，無法準(zhǔn)確反映實(shí)際的安全狀況，導(dǎo)致預(yù)警系統(tǒng)的響應(yīng)不夠敏感或過于頻繁的誤報(bào)。例如，在極端溫度條件下，傳統(tǒng)系統(tǒng)可能無法正確評(píng)估壓力數(shù)據(jù)的變化，從而延遲發(fā)出必要的預(yù)警信號(hào)，增加了安全事故的風(fēng)險(xiǎn)，傳統(tǒng)系統(tǒng)不考慮壓力變化的速率，只關(guān)注壓力是否超過了預(yù)設(shè)閾值。這種單一的數(shù)據(jù)比對(duì)方式，忽視了壓力變化趨勢(shì)的重要性，導(dǎo)致對(duì)潛在危險(xiǎn)的忽視，無法有效防范因壓力突然變化引發(fā)的事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種智能壓力容器壓力監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種智能壓力容器壓力監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

3、環(huán)境影響評(píng)估模塊基于壓力容器的歷史使用數(shù)據(jù)，分析環(huán)境溫度對(duì)壓力容器狀態(tài)的影響，根據(jù)壓力容器當(dāng)前所處的環(huán)境溫度，結(jié)合壓力容器的使用年限，調(diào)整壓力容器的預(yù)警閾值，得到動(dòng)態(tài)報(bào)警閾值；

4、壓力狀態(tài)分析模塊基于所述動(dòng)態(tài)報(bào)警閾值，獲取壓力容器的實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)報(bào)警閾值進(jìn)行比較，若壓力數(shù)據(jù)超過動(dòng)態(tài)報(bào)警閾值，計(jì)算壓力狀態(tài)偏差指標(biāo)，評(píng)估壓力容器的當(dāng)前狀態(tài)，得到偏差狀態(tài)等級(jí)；

5、壓力趨勢(shì)分析模塊基于一段時(shí)間內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)，分析壓力容器的壓力變化，識(shí)別壓力變化速率，將壓力變化速率與預(yù)設(shè)的異常速率閾值進(jìn)行對(duì)比，判斷壓力變化速率是否異常，識(shí)別并標(biāo)記壓力變化的異常趨勢(shì)，得到異常趨勢(shì)信息；

6、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警模塊基于所述偏差狀態(tài)等級(jí)和異常趨勢(shì)信息，結(jié)合壓力容器的使用年限，對(duì)容器的整體異常風(fēng)險(xiǎn)狀況進(jìn)行評(píng)估，得到整體異常風(fēng)險(xiǎn)狀況指標(biāo)，并評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)，實(shí)施匹配的預(yù)警措施，得到風(fēng)險(xiǎn)響應(yīng)信息。

7、本發(fā)明改進(jìn)有，所述分析環(huán)境溫度對(duì)壓力容器狀態(tài)的影響的方法為：

8、基于壓力容器的歷史使用數(shù)據(jù)，提取環(huán)境溫度數(shù)據(jù)和壓力容器的穩(wěn)定性指標(biāo)，得到環(huán)境影響數(shù)據(jù)集；

9、基于所述環(huán)境影響數(shù)據(jù)集，通過公式：

10、

11、計(jì)算影響系數(shù)，評(píng)估環(huán)境溫度對(duì)壓力容器穩(wěn)定性的影響；

12、其中，是環(huán)境溫度對(duì)壓力容器穩(wěn)定性的影響系數(shù)，代表第個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的溫度值，代表第個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定性指標(biāo)，和分別是平均溫度和平均穩(wěn)定性指標(biāo)，是第個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間衰減因子，為數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)。

13、本發(fā)明改進(jìn)有，所述動(dòng)態(tài)報(bào)警閾值的獲取步驟為：

14、基于壓力容器的歷史使用數(shù)據(jù)，提取壓力容器使用年限數(shù)據(jù)，并采集當(dāng)前壓力容器當(dāng)前所處的環(huán)境溫度，得到環(huán)境溫度與年限數(shù)據(jù)；

15、基于所述影響系數(shù)和環(huán)境溫度與年限數(shù)據(jù)，通過公式：

16、

17、計(jì)算調(diào)整后的預(yù)警閾值，得到動(dòng)態(tài)報(bào)警閾值；

18、其中，是調(diào)整后的預(yù)警閾值，是基準(zhǔn)預(yù)警閾值，是影響系數(shù)，是當(dāng)前環(huán)境溫度，是參考環(huán)境溫度，是年限影響系數(shù)，是設(shè)備使用年限。

19、本發(fā)明改進(jìn)有，所述計(jì)算壓力狀態(tài)偏差指標(biāo)的方法為：

20、通過壓力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力容器當(dāng)前的壓力值，獲取實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)；

21、基于所述實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)報(bào)警閾值，將實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)報(bào)警閾值進(jìn)行比較，若壓力數(shù)據(jù)超過動(dòng)態(tài)報(bào)警閾值，通過公式：

22、

23、計(jì)算壓力狀態(tài)偏差指標(biāo)；

24、其中，是調(diào)整因子，是實(shí)時(shí)壓力值，是調(diào)整后的預(yù)警閾值，是緩沖系數(shù)，是調(diào)整指數(shù)，為壓力狀態(tài)偏差指標(biāo)。

25、本發(fā)明改進(jìn)有，所述偏差狀態(tài)等級(jí)的獲取步驟為：

26、基于所述壓力狀態(tài)偏差指標(biāo)，通過公式：

27、

28、計(jì)算偏差等級(jí)值：

29、其中，是壓力狀態(tài)的偏差指標(biāo)，是常數(shù)，是標(biāo)準(zhǔn)化常數(shù)，是指數(shù)系數(shù)，是偏差等級(jí)值；

30、基于所述偏差等級(jí)值，將偏差等級(jí)值與預(yù)設(shè)的偏差等級(jí)進(jìn)行比較，判斷當(dāng)前偏差等級(jí)，得到偏差狀態(tài)等級(jí)。

31、本發(fā)明改進(jìn)有，所述異常趨勢(shì)信息的獲取步驟為：

32、基于壓力容器的運(yùn)行狀態(tài)，收集一段時(shí)間內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括時(shí)間戳和對(duì)應(yīng)的壓力值；

33、基于所述一段時(shí)間內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)，通過公式：

34、

35、計(jì)算壓力變化速率，并將壓力變化速率與預(yù)設(shè)的異常速率閾值進(jìn)行對(duì)比，判斷壓力變化速率是否異常，識(shí)別并標(biāo)記壓力變化的異常趨勢(shì)，得到異常趨勢(shì)信息；

36、其中，是第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的壓力值，直接從監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得，是第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的壓力值，是兩次測(cè)量之間的時(shí)間間隔，是權(quán)重系數(shù)，是指數(shù)系數(shù)，是偏移量，是第個(gè)時(shí)間點(diǎn)的壓力變化速率。

37、本發(fā)明改進(jìn)有，所述整體異常風(fēng)險(xiǎn)狀況指標(biāo)的獲取步驟為：

38、基于所述偏差狀態(tài)等級(jí)和異常趨勢(shì)信息，提取偏差等級(jí)值和壓力變化速率，并獲取壓力容器的使用年限；

39、基于所述偏差等級(jí)值、壓力變化速率和使用年限，通過公式：

40、

41、計(jì)算壓力容器的整體異常風(fēng)險(xiǎn)狀況指標(biāo)：

42、其中，為偏差等級(jí)值，為壓力變化速率，為設(shè)備使用年限，、和為權(quán)重系數(shù)，為年限指數(shù)調(diào)節(jié)參數(shù)，為壓力容器的整體異常風(fēng)險(xiǎn)狀況指標(biāo)。

43、本發(fā)明改進(jìn)有，所述風(fēng)險(xiǎn)響應(yīng)信息的獲取步驟為：

44、基于所述壓力容器的整體異常風(fēng)險(xiǎn)狀況指標(biāo)，通過公式：

45、

46、計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)值；

47、其中，為穩(wěn)定常數(shù)，為調(diào)節(jié)常數(shù)，為非線性調(diào)節(jié)參數(shù)，為指數(shù)系數(shù)，為風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)值，為壓力容器的整體異常風(fēng)險(xiǎn)狀況指標(biāo)，為影響力調(diào)節(jié)因子；

48、根據(jù)所述風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)值值的大小，實(shí)施匹配的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，得到風(fēng)險(xiǎn)響應(yīng)信息。

49、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

50、本發(fā)明中，通過分析環(huán)境溫度與壓力容器使用年限的關(guān)聯(lián)，自動(dòng)調(diào)整預(yù)警閾值，實(shí)現(xiàn)了預(yù)警閾值的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性，更準(zhǔn)確地反映壓力容器在特定操作環(huán)境下的真實(shí)狀況，提高了安全預(yù)警的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，利用壓力狀態(tài)偏差指標(biāo)和偏差狀態(tài)等級(jí)的計(jì)算，能夠更精確地判定壓力容器的安全狀態(tài)，對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行更有針對(duì)性的評(píng)估，通過對(duì)壓力變化速率的持續(xù)分析，能夠識(shí)別異常的壓力變化趨勢(shì)，結(jié)合壓力容器的使用年限狀況，對(duì)整體異常風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估并制定相應(yīng)的預(yù)警級(jí)別，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)響應(yīng)的精細(xì)化管理，降低了潛在的安全事故風(fēng)險(xiǎn)。