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龙图腾网恭喜北京科力华安地质灾害监测技术有限公司申请的专利一种冻土区埋地油气管道多场耦合监测预警系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN111623733B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-01-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202010613181.0，技术领域涉及：G01B17/04；该发明授权一种冻土区埋地油气管道多场耦合监测预警系统是由席莎;田得雨;张自强;沈伟;马宇;黄建忠;赵中锋;魏子坤设计研发完成，并于2020-06-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种冻土区埋地油气管道多场耦合监测预警系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种冻土区埋地油气管道多场耦合监测预警系统，包括置于现场的多场耦合监测子系统与置于服务器端的监测预警子系统。多场耦合监测子系统，包括管道应变监测装置与管周土壤温度监测装置。管道应变监测装置包括应变传感器、应变传感器保护罩、监测截面保护、引出线缆、线缆保护管。应变传感器需安装在管道钢体表面，应变传感器外使用应变传感器保护罩保护，保护罩外使用粘弹体膏完全覆盖，起到防水、防潮作用，延长传感器使用寿命。本发明提供的监测预警系统安全可靠，能够保证监测装置长期、稳定运行，提供持续、有效的监测数据，并基于监测数据及时发布预警信息，防范冻胀、融沉影响下管道事故发生。

本发明授权一种冻土区埋地油气管道多场耦合监测预警系统在权利要求书中公布了：1.一种冻土区埋地油气管道多场耦合监测预警系统，其特征在于，包括置于监测现场的多场耦合监测子系统与置于服务器端的监测预警子系统；所述多场耦合监测子系统，包括管道应变监测装置与管周土壤温度监测装置；所述管道应变监测装置，包括应变传感器、应变传感器保护罩、监测截面保护、监测截面引出线缆、线缆保护管；应变传感器使用点焊技术安装在管道钢体表面，应变传感器外使用应变传感器保护罩保护，监测截面使用防腐带、冷缠带作为监测截面保护；监测截面引出线缆呈S形沿管道轴线方向盘绕于管道上方，并使用冷缠带、橡胶板保护；使用温度传感链外保护层及线缆保护管将监测截面引出线缆引入地表一体化野外监测站内；所述管周土壤温度监测装置，包括温度传感器、温度传感链、隔热垫层、温度传感链内保护层、温度传感链外保护层、外保护层固定膨胀锚、温度传感链引出线缆及线缆保护管；温度传感链由多支温度传感器采用总线设计并联而成，各支温度传感器使用绝缘防护；温度传感链内部总线呈S形盘绕于内部加强筋上，增加温度传感链强度防止冻土冻胀、融沉扯拽作用损伤温度传感链，温度传感链外部设置由导热材料制成的防水外衣，防止温度传感链进水造成温度传感器短路；在温度传感链外、相邻温度传感器之间增加隔热垫层，防止不同层位空气流通影响冻土温度测量准确度；温度传感链内保护层固定于温度传感链外保护层中，其底部封堵，顶部使用防水接头封堵，用于防止穿入其中的温度传感链受冰冻失效，同时便于后期温度传感链修复；温度传感链外保护层底部设有固定膨胀锚，用于将温度传感链外保护层固定于冻土指定深度，防止温度传感链外保护层在冻土反复冻胀、融沉作用下出现冻拔现象；温度传感链引出线缆由温度传感链内保护层顶部使用防水接头引出，使用线缆保护管引入地表一体化野外监测站内；所述监测预警子系统具体包括以下步骤如下：第一步：数据中心将现场管道应变监测数据、管周土壤温度监测数据录入预存储的数据库中；第二步：对预存储数据库中的数据进行筛选；数据筛选分为有效数据筛选和异常数据筛选两个子步骤；设每次采集数据时发布m次数据采集命令，成功采集到n组数据，则对n组数据依次执行有效数据筛选和异常数据筛选；有效数据筛选是根据传感器量程对上述n组数据进行初步筛查，剔除超出传感器量程范围的无效数据，剩余n2组数据；异常数据筛选是根据格拉布斯检验法对剩余n2组数据取检出水平为5％定义格拉布斯检验的临界值Gpn2，并依次计算剩余n2组数据的均值标准差及每组数的格拉布斯检验统计值选取剩余n2组数据中格拉布斯检验统计值最大值GkGk＝maxGi进行分析,若Gk＞Gpn2说明第k个数据为异常值，需剔除第k个数据，对剩余n2＝n2-1组数据重新进行上述异常数据筛选过程，直至Gk＜Gpn2，说明剩余数据并非异常值，保留剩余数据并取剩余数据平均值作为本次测量结果值筛选后的数据，同时结束数据筛选；第三步：针对第二步中所述筛选后的数据进行管道应变应力分析及管周土壤温度场分析；基于弹性理论中的平截面假定和叠加原理，根据同一时刻监测截面上的3组应变数据计算出监测截面任意位置的管道应变值，具体计算步骤如下：管道应变由薄膜应变、y方向弯曲应变和z方向弯曲应变组成；设监测截面薄膜应变、最大y向弯曲应变和最大z向弯曲应变分别为εm、则根据叠加原理，得管道截面上任一点处的应变为，公式1： 管道顶部和左右两侧监测应变值分别为U0,ro、其与εm、的关系如下：公式2：公式3：公式4:由公式2-4得到由监测应变表示的监测截面薄膜应变和y方向、z方向最大弯曲分别为：公式5：公式6：公式7：组合y、z两方向的弯曲应变，可得截面最大弯曲应变为，公式8： 最大弯曲应变所在角度为，公式9： 相应地，监测截面最大与最小轴向应变为，公式10： 由监测应变表示的管道截面任一处的轴向应变为，公式11： 同样，由上式可得监测截面各角度最大轴向应变为，公式12： 监测截面平均轴向应变为，公式13： 监测截面弯曲应变为，公式14： 由公式12-公式14依据管道应力-应变关系曲线，得到监测截面各角度最大轴向应力、平均轴向应力、弯曲应力值，在系统展示平台直观显示各监测截面管道圆周方向受力，并标注不同监测截面的最大轴向应力、平均轴向应力、弯曲应力值；根据管周各条温度传感链的测温结果，利用插值法计算管道周围不同水平和垂直位置的土壤温度，绘制管周土壤温度分布等值线图与分层设色图，在系统展示平台直观显示管周土壤温度监测断面上不同位置冻土温度分布情况，由此判断冻土分布区域与冻融状态；第四步：进行管土相互作用分析；结合管道应变监测数据与管周土壤温度数据，分析管道力学状态与冻土冻融状态间的相互关系；第五步：进行监测预警分析；数据中心综合管道应变分析结果与管周土壤温度分布，并以管道应力分析结果为主开展管道本质安全监测预警分析，根据第三步分析计算得到的管道轴向附加拉、压应力最大值占轴向附加拉、压应力容许值的比例发布相应预警信息到预警信息发布平台，并经预警信息发布平台将预警信息以短信形式自动推送至指定用户手机端，具体步骤如下：当管道轴向附加拉、压应力值达到或超过轴向附加拉、压应力容许值的30％时，预警信息发布平台发布蓝色预警信息，并将蓝色预警信息自动推送至指定用户手机端；当管道轴向附加拉、压应力值达到或超过轴向附加拉、压应力容许值的60％时，预警信息发布平台发布黄色预警信息，并将黄色预警信息自动推送至指定用户手机端；当管道轴向附加拉、压应力值达到或超过轴向附加拉、压应力容许值的90％时，预警信息发布平台发布红色预警信息，并将红色预警信息自动推送至指定用户手机端。

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