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項目背景

　　隨著城市管道燃氣應(yīng)用的不斷發(fā)展，城市建設(shè)及公路改造過程中出現(xiàn)的野蠻施工中大型的機械挖掘作業(yè)對管道造成破壞。僅2019年北京就發(fā)生9起，造成很大的社會影響。迫切需要利用科學(xué)技術(shù)解決建設(shè)施工過程中可能遭外力破壞危及地下燃氣管道安全的預(yù)警問題。

項目愿景

通過本項目實施為保護周邊燃氣管道免遭野蠻施工提供預(yù)警及保障；

通過網(wǎng)格化布局，實現(xiàn)無死角、全覆蓋，可通過異常聲音快速定位（聲源定位）；

施工異常聲音可與其他噪音分離，被智能拾取（聲源分離和提取，AI聲紋識別與異常聲音監(jiān)測）

通過云管端的系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)全組織監(jiān)控；

通過聲光聯(lián)動，實現(xiàn)精準監(jiān)控，無漏報，無誤報（聲光聯(lián)動）。

項目方案

　　針對城市建設(shè)施工可能危及燃氣管道安全的問題，聲光聯(lián)動智能監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式聲學(xué)傳感網(wǎng)絡(luò)對指定區(qū)域進行全天候?qū)崟r監(jiān)測，一旦監(jiān)測到施工噪聲，即時定位并聯(lián)動視頻監(jiān)控復(fù)核，在燃氣管道被破壞前實現(xiàn)預(yù)警。

核心技術(shù)

聲源定位跟蹤、聲紋識別與異常聲音監(jiān)測、聲源分離和提取、聲光聯(lián)動。

功能描述

全天候?qū)崟r自動監(jiān)測識別建設(shè)施工事件，以及人員尖叫聲、交通事故等突發(fā)事件；

支持路面開挖等強噪聲事件的實時定位；

支持坐標、圖示等多種方式實時顯示突發(fā)事件信息，全程存儲相關(guān)音視頻數(shù)據(jù)，支持歷史數(shù)據(jù)和視頻回放；

聲學(xué)監(jiān)測定位結(jié)果自動聯(lián)動視頻系統(tǒng)，實時顯示事件視頻圖像；

支持模塊化組合，快速布設(shè)。

　　中控系統(tǒng)置于燃氣大廈內(nèi)，包含1臺計算機，1個無線匯聚節(jié)點，1套4G無線傳輸模塊和1套主控軟件等，中控軟件實時處理數(shù)據(jù)并向用戶推送監(jiān)控結(jié)果。

　　聲探測子系統(tǒng)包含8個單麥克風(fēng)陣列，實現(xiàn)對燃氣大廈西側(cè)和南面道路的全面監(jiān)控。視頻系統(tǒng)包含3個攝像頭，其中攝像頭V1負責燃氣大廈西側(cè)西直門南小街，以及后廣平胡同路北的監(jiān)控；攝像頭V2負責后廣平胡同路南的監(jiān)控。兩者均可對丁字路口進行監(jiān)控覆蓋。

用戶反饋

　　該項目自2019年調(diào)研需求到研發(fā)實施，2020年在北京燃氣公司一分公司上線并運行良好。據(jù)2個月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，共有16次施工引發(fā)了告警。

　　管理人員接受到告警立刻進行了人工干預(yù)，避免了事故的發(fā)生，保障了社會公共財產(chǎn)和居民的安全。該系統(tǒng)在2021年上半年在北京燃氣公司二分公司上線推廣。

北京燃氣二分公司試點現(xiàn)場

北京燃氣二分公司試點監(jiān)控畫面

后續(xù)需求

　　燃氣公司針對聲勢智能關(guān)于異常聲音的智能化探測技術(shù)能力，提出燃氣管道氣體泄露的聲學(xué)監(jiān)測需求。

天然氣長輸管道、站場、閥室一旦發(fā)生泄漏，會發(fā)生爆炸、污染及連鎖的次生災(zāi)害，所以管道的安全管理尤為重要。目前輸（油）氣管道基本上已經(jīng)采用了工業(yè)控制系統(tǒng)，對管道輸送過程中發(fā)生輸送異常能起到監(jiān)控作用，但對管道發(fā)生的瞬態(tài)泄漏無法準確判斷。

　　天然氣站場無人值守聲光振聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng)基于聲定位技術(shù)實現(xiàn)天然氣站場、閥室的無人值守監(jiān)控報警系統(tǒng)。當管道及相互連接的流程（過濾器，閥門）靜態(tài)帶壓體，一旦有細小的裂痕，會釋放到空氣中產(chǎn)生一定的聲波，這種聲波是由于管道內(nèi)高壓氣體與機械體摩擦產(chǎn)生的氣流在空氣當中產(chǎn)生激波現(xiàn)象，利用站場周圍布控的聲像陣列傳感器對區(qū)域內(nèi)的聲波特性加以識別，能對泄漏位置**定位達到監(jiān)控報警的目的，并聯(lián)動聲光報警系統(tǒng)進行復(fù)核。

　　目前，該項目已經(jīng)在研發(fā)進行中，目標如下：

　　全天候?qū)崟r自動監(jiān)測識別管道破損噴氣聲、爆炸聲等突發(fā)事件，支持爆炸聲和異常強聲源等惡性事件的實時定位；

　　對于人耳不可識別的超聲波的獲取能力，可支持微弱泄露聲及超聲波的識別。

關(guān)于我們：

　　南京中科聲勢智能科技有限公司（簡稱中科聲勢），是一家融合聲學(xué)智能監(jiān)測、 聲學(xué)物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的高科技企業(yè)。核心團隊有著聲學(xué)領(lǐng)域近20年的科研經(jīng)歷，承擔了數(shù)個國家大型科研項目，公司依托雄厚的技術(shù)研發(fā)實力，以多通道麥克風(fēng)MEMS陣列和強大的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，結(jié)合AI機器學(xué)習(xí)和聲紋數(shù)據(jù)庫，為各類行業(yè)和工業(yè)應(yīng)用設(shè)施設(shè)備，提供精準性、預(yù)測性和實時性的聲學(xué)故障診斷及維護服務(wù)，為管理者提供快速決策。