本發(fā)明涉及危險化學品安全管理，具體是一種利用多源傳感器融合技術(shù)實現(xiàn)危險化學品泄漏智能預警的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、在化工、能源、制藥等行業(yè)中，危險化學品的使用和管理極為重要。然而，由于危險化學品的易燃、易爆、有毒等特性，一旦發(fā)生泄漏事故，將可能引發(fā)嚴重的安全事故、環(huán)境污染和經(jīng)濟損失。傳統(tǒng)的危險化學品泄漏監(jiān)測方式主要依賴人工巡檢和單一傳感器監(jiān)測。人工巡檢需要耗費大量的人力、物力和時間，且存在效率低、實時性差、易受人為因素影響等問題，難以及時發(fā)現(xiàn)泄漏風險。單一傳感器監(jiān)測雖然能夠在一定程度上提高監(jiān)測效率，但由于其感知局限性和不確定性，往往無法全面準確地獲取危險化學品的泄漏信息，導致預警的準確性和可靠性不足。
2、隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，多源傳感器融合技術(shù)逐漸應(yīng)用于各個領(lǐng)域。該技術(shù)通過整合來自不同傳感器的數(shù)據(jù)，提高信息獲取的全面性和準確性，為危險化學品泄漏預警提供了新的解決方案。多源傳感器融合技術(shù)綜合利用了不同傳感器獲得的信息，避免了單個傳感器的感知局限性和不確定性，形成了對環(huán)境或目標的更全面的感知和識別，提高了系統(tǒng)的外部感知能力。目前，多源傳感器融合技術(shù)已廣泛應(yīng)用于故障檢測、遙感、人體健康監(jiān)測、機器人系統(tǒng)、人機交互、目標識別和跟蹤等領(lǐng)域。
3、在危險化學品泄漏預警方面，多源傳感器融合技術(shù)的應(yīng)用還處于不斷發(fā)展和完善的過程中。一些研究和實踐中已經(jīng)開始嘗試將多種類型的傳感器(如溫度傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器、液位傳感器、振動傳感器等)部署在危險化學品的生產(chǎn)、存儲、運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)，實時采集多種關(guān)鍵參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)融合和分析，提高泄漏預警的準確性和及時性。例如，在危險化學品運輸管道沿線部署氣體傳感器、振動傳感器和壓力傳感器，通過多傳感器數(shù)據(jù)融合，及時發(fā)現(xiàn)管道泄漏風險。
4、盡管多源傳感器融合技術(shù)在危險化學品泄漏預警中具有一定的優(yōu)勢，但目前仍存在一些缺點和挑戰(zhàn)。首先，多源傳感器數(shù)據(jù)融合過程中可能會遇到數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)速率不同等問題，需要進行數(shù)據(jù)預處理和轉(zhuǎn)換，以確保數(shù)據(jù)的一致性和可比性。其次，不同傳感器的數(shù)據(jù)可能存在噪聲、誤差等干擾因素，需要采用有效的數(shù)據(jù)清洗和濾波算法，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。此外，多源傳感器融合算法的復雜度較高，需要消耗大量的計算資源和時間，可能會影響系統(tǒng)的實時性。在實際應(yīng)用中，還需要考慮如何在保證預警準確性的前提下，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，以滿足危險化學品泄漏預警的實時性要求。
5、再者，多源傳感器融合技術(shù)在危險化學品泄漏預警中的應(yīng)用還面臨一些技術(shù)難題。例如，如何合理選擇和部署傳感器，以實現(xiàn)對危險化學品泄漏的全方位、多層次監(jiān)測；如何根據(jù)不同的應(yīng)用場景和危險化學品特性，優(yōu)化多源傳感器融合算法，提高預警的針對性和有效性；如何將多源傳感器融合技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)(如地理信息系統(tǒng)、風險評估模型等)進行集成，構(gòu)建更加完善的危險化學品泄漏預警系統(tǒng)等，都是需要進一步研究和解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于多源傳感器融合的危險化學品泄漏智能預警系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測危險化學品的存儲環(huán)境、使用狀態(tài)及周邊環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)泄漏風險，實現(xiàn)精準預警，提高危險化學品的安全管理水平。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
3、一種基于多源傳感器融合的危險化學品泄漏智能預警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：
4、數(shù)據(jù)采集層，配置為部署多種類型的傳感器，用于實時采集危險化學品的存儲環(huán)境、使用狀態(tài)及周邊環(huán)境的關(guān)鍵參數(shù)，所述傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器、液位傳感器和振動傳感器；
5、數(shù)據(jù)傳輸層，配置為采用無線通信技術(shù)和有線通信技術(shù)相結(jié)合的方式，將數(shù)據(jù)采集層采集到的數(shù)據(jù)傳輸至中央監(jiān)控平臺，并采用加密技術(shù)確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性和完整性；
6、數(shù)據(jù)處理層，配置為對數(shù)據(jù)傳輸層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行清洗、融合和分析，采用多傳感器融合算法提高數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，并利用機器學習算法對融合后的數(shù)據(jù)進行深度挖掘，以識別潛在的風險模式；
7、預警層，配置為根據(jù)數(shù)據(jù)處理層的風險評估結(jié)果自動生成預警信號，當檢測到泄漏風險時，通過預設(shè)的通信方式將預警信息發(fā)送至相關(guān)人員，以便及時采取措施進行處置；
8、用戶界面層，配置為提供直觀的操作界面和數(shù)據(jù)展示平臺，使用戶能夠查看實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、風險評估結(jié)果和預警信息，便于決策和管理。
9、進一步的，所述數(shù)據(jù)采集層的溫度傳感器用于監(jiān)測存儲環(huán)境的溫度變化，壓力傳感器用于監(jiān)測存儲環(huán)境的壓力變化，氣體傳感器用于檢測泄漏的有毒氣體或可燃氣體，液位傳感器用于監(jiān)測液位的變化，振動傳感器用于監(jiān)測設(shè)備的振動情況以預測設(shè)備故障和異常。
10、進一步的，所述數(shù)據(jù)傳輸層采用的無線通信技術(shù)包括lora、zigbee、nb-iot中的至少一種，有線通信技術(shù)包括工業(yè)以太網(wǎng)、光纖通信中的至少一種，加密技術(shù)包括tls/ssl加密協(xié)議。
11、進一步的，所述數(shù)據(jù)處理層采用的多傳感器融合算法包括卡爾曼濾波法或d-s證據(jù)理論，用于多源數(shù)據(jù)融合，機器學習算法包括決策樹、隨機森林或支持向量機，用于數(shù)據(jù)挖掘和風險評估。
12、進一步的，所述預警層生成的預警信息包括泄漏位置、泄漏類型、泄漏程度以及建議的應(yīng)急處置措施，預警信息的發(fā)送方式包括短信、郵件、app推送，用于及時通知相關(guān)人員。
13、進一步的，所述用戶界面層提供的操作界面和數(shù)據(jù)展示平臺支持定制化設(shè)置，以滿足不同用戶的使用需求和管理習慣。
14、進一步的，該系統(tǒng)還進一步包括存儲層，配置為存儲數(shù)據(jù)采集層采集的原始數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理層處理后的數(shù)據(jù)以及預警層生成的預警信息，用于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和歷史追溯。
15、本發(fā)明的基于多源傳感器融合的危險化學品泄漏智能預警系統(tǒng)具有以下有益效果：
16、1.提高預警準確性：通過多源傳感器融合技術(shù)，整合來自不同傳感器的數(shù)據(jù)，提高信息獲取的全面性和準確性，從而提高預警的準確性；
17、2.實現(xiàn)實時監(jiān)測：系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測危險化學品的存儲環(huán)境、使用狀態(tài)及周邊環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)泄漏風險；
18、3.提升管理效率：自動化監(jiān)測和預警減少了人工巡檢的工作量，提高了管理效率；
19、4.增強安全性：及時發(fā)現(xiàn)并處理泄漏風險，有效防止安全事故的發(fā)生，保障人員和財產(chǎn)的安全。
1.一種基于多源傳感器融合的危險化學品泄漏智能預警系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源傳感器融合的危險化學品泄漏智能預警系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集層的溫度傳感器用于監(jiān)測存儲環(huán)境的溫度變化，壓力傳感器用于監(jiān)測存儲環(huán)境的壓力變化，氣體傳感器用于檢測泄漏的有毒氣體或可燃氣體，液位傳感器用于監(jiān)測液位的變化，振動傳感器用于監(jiān)測設(shè)備的振動情況以預測設(shè)備故障和異常。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源傳感器融合的危險化學品泄漏智能預警系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)傳輸層采用的無線通信技術(shù)包括lora、zigbee、nb-iot中的至少一種，有線通信技術(shù)包括工業(yè)以太網(wǎng)、光纖通信中的至少一種，加密技術(shù)包括tls/ssl加密協(xié)議。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源傳感器融合的危險化學品泄漏智能預警系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理層采用的多傳感器融合算法包括卡爾曼濾波法或d-s證據(jù)理論，用于多源數(shù)據(jù)融合，機器學習算法包括決策樹、隨機森林或支持向量機，用于數(shù)據(jù)挖掘和風險評估。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源傳感器融合的危險化學品泄漏智能預警系統(tǒng)，其特征在于：所述預警層生成的預警信息包括泄漏位置、泄漏類型、泄漏程度以及建議的應(yīng)急處置措施，預警信息的發(fā)送方式包括短信、郵件、app推送，用于及時通知相關(guān)人員。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源傳感器融合的危險化學品泄漏智能預警系統(tǒng)，其特征在于：所述用戶界面層提供的操作界面和數(shù)據(jù)展示平臺支持定制化設(shè)置，以滿足不同用戶的使用需求和管理習慣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的一種基于多源傳感器融合的危險化學品泄漏智能預警系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)還進一步包括存儲層，配置為存儲數(shù)據(jù)采集層采集的原始數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理層處理后的數(shù)據(jù)以及預警層生成的預警信息，用于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和歷史追溯。