本發(fā)明屬于管道風(fēng)險評估，特別是涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的漿體管道風(fēng)險評估方法。

背景技術(shù)：

1、管道是運(yùn)輸石油、天然氣及各種礦物的運(yùn)輸方式之一。世界上大多數(shù)國家通過管道輸送石油、天然氣和各種礦粉顆粒。由于環(huán)境和運(yùn)行流體條件的影響，管道面臨著各種腐蝕、凹陷和破裂的破壞，這些損壞會增加泄漏和事故的危險。因此管道必須定期進(jìn)行評估，以確保管道適合傳輸。

2、目前，人們在管道風(fēng)險評估中普遍采用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，通過各種技術(shù)，評估災(zāi)難性故障的可能性，從而確保管道具有較好的完整性。在超聲波、x射線和磁粉檢測等傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，雖然經(jīng)過研究人員不斷創(chuàng)新，但是，現(xiàn)有方法仍存在一些問題，例如：缺乏足夠多的實(shí)際情境影響因子，導(dǎo)致機(jī)器學(xué)習(xí)模型不充分，計算結(jié)果耗時久、實(shí)際情境因素的不足還可能降低模型的準(zhǔn)確性和適應(yīng)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的漿體管道風(fēng)險評估方法(rrs)。通過對管道運(yùn)輸建立風(fēng)險評估系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，利用機(jī)器學(xué)習(xí)中的相對風(fēng)險評估方法對管道進(jìn)行定性風(fēng)險評估和完整性評估；所述相對風(fēng)險評估是一種指數(shù)模型，在該模型中，管道的重要條件和活動被定義為帶有風(fēng)險的數(shù)值或指數(shù)；根據(jù)評估的需要，設(shè)計多層次的相對風(fēng)險評估算法計算；最后，相對風(fēng)險評分r的計算方法為指數(shù)總和μ除以泄漏影響因子。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的漿體管道風(fēng)險評估方法，包括如下步驟：

3、s1、分析影響漿體管道運(yùn)輸途中的影響因子并構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建具體包括計算指數(shù)總和，計算泄露影響因子，計算管道相對風(fēng)險評分r；其中影響因子包含腐蝕、泄漏、涂層、材料、大氣、地表、人口等。

4、s2、利用所述s1所構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，計算管道運(yùn)輸系統(tǒng)的相對風(fēng)險評分，所述相對風(fēng)險評分表達(dá)式如下：

5、

6、其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下所示：

7、r＝μ/α

8、式中，r為相對風(fēng)險評分，μ為指數(shù)總和，α為泄漏影響因子。

9、所述s1中對指數(shù)總和μ的具體計算步驟如下：

10、μ＝n+f+θ+v??(1)

11、式(1)中，μ為指數(shù)總和，n為第三方指數(shù)，f為腐蝕指數(shù)，θ為設(shè)計指數(shù)，v為不正確操作指數(shù)，具體計算步驟如下：

12、s1.1、所述第三方指數(shù)n的表達(dá)式如下：

13、

14、式(2)中，x1為最小深度覆蓋層，x2為活動水平指數(shù)，x3為地上設(shè)施值，x4為線路定位系數(shù)，x5為公共教育值，x6為路權(quán)條件因子，x7為巡邏指數(shù)，n為數(shù)量因子數(shù)。

15、其中，最小深度覆蓋層x1的表達(dá)式如下：

16、x1＝a1/3??(3)

17、式(3)中，a1為覆蓋深度。

18、s1.2、所述腐蝕指數(shù)f的表達(dá)式如下：

19、f＝a+λ+v?(4)式(4)中，a為大氣腐蝕指數(shù)，λ為內(nèi)部腐蝕指數(shù)，v為地表腐蝕指數(shù)。

20、接著，分別計算出大氣腐蝕指數(shù)a、內(nèi)部腐蝕指數(shù)λ、地表腐蝕指數(shù)v，并將其相加得到腐蝕指數(shù)f，具體計算步驟如下：

21、s1.2.1、所述大氣腐蝕指數(shù)a的表達(dá)式如下：

22、

23、式(5)中，y1為大氣暴露指數(shù)，y2為大氣類型，y3為大氣涂層指數(shù)。

24、s1.2.2、所述內(nèi)部腐蝕指數(shù)λ的表達(dá)式如下：

25、λ＝a+b(6)

26、式(6)中，a為腐蝕指數(shù)，b為內(nèi)部生產(chǎn)指數(shù)。

27、s1.2.3：地表腐蝕指數(shù)v的表達(dá)式如下：

28、ν＝c+d+e?(7)

29、式(7)中，c為地表環(huán)境指數(shù)，d為陰極保護(hù)指數(shù)，e為涂層指數(shù)。

30、進(jìn)一步的，分別計算地表環(huán)境指數(shù)c、陰極保護(hù)指數(shù)d、涂層指數(shù)e，并將其相加得到地表腐蝕指數(shù)v，具體計算步驟如下：

31、s1.2.3.1、所述地表環(huán)境指數(shù)c的表達(dá)式如下：

32、c＝f+g(8)

33、式(8)中，f為地表土壤腐蝕指數(shù)，g為機(jī)械腐蝕指數(shù)。

34、s1.2.3.2、所述陰極保護(hù)指數(shù)d的表達(dá)式如下：

35、d＝h+i??(9)

36、式(9)中，h為有效性指數(shù)，i為干擾電位。

37、s1.2.3.3、所述涂層指數(shù)e的表達(dá)式如下：

38、e＝j(luò)+k??(10)

39、式(10)中，j為適合度指數(shù)，k為條件指數(shù)。

40、s1.3、所述設(shè)計指數(shù)θ的表達(dá)式如下：

41、

42、式(11)中，d1為安全指數(shù)、d2為疲勞指數(shù)、d3為浪涌潛勢指數(shù)、d4為完整性驗(yàn)證指數(shù)、d5為陸地移動指數(shù)。

43、s1.4、所述不正確操作指數(shù)v的表達(dá)式如下：

44、v＝l+m+p+o??(12)

45、式(12)中，l為設(shè)計指數(shù)，m為結(jié)構(gòu)指數(shù)，p為操作指數(shù)，o為維護(hù)指數(shù)；

46、進(jìn)一步的，分別計算設(shè)計指數(shù)l、結(jié)構(gòu)指數(shù)m、操作指數(shù)p、維護(hù)指數(shù)o，并將其相加得到不正確操作指數(shù)v，具體計算步驟如下：

47、s1.4.1、所述設(shè)計指數(shù)l的表達(dá)式如下：

48、

49、式(13)中，m1為危險識別指數(shù)，m2為maop潛力指數(shù)，m3為安全系統(tǒng)指數(shù)，m4為材料選擇指數(shù)，m5為檢查指數(shù)。

50、s1.4.2、所述結(jié)構(gòu)指數(shù)m的表達(dá)式如下：

51、

52、式(14)中，n1為檢查值，n2為材料等級指數(shù)，n3為連接值，n4為回填指數(shù)，n5為搬運(yùn)指數(shù)，n6為管道涂層指數(shù)。

53、s1.4.3、所述操作指數(shù)p的表達(dá)式如下：

54、

55、式(15)中，p為操作指數(shù)，o1為程序指數(shù)，o2為通信測試指數(shù)，o3為藥物測試值，o4為安全程序指數(shù)，o5為調(diào)查/地圖/記錄指數(shù)，o6為培訓(xùn)指數(shù)，o7為機(jī)械錯誤預(yù)防指數(shù)。

56、s1.4.4、所述維護(hù)指數(shù)o的表達(dá)式如下：

57、

58、式(16)中，p1是文件數(shù)，p2是進(jìn)度表，p3是程序指數(shù)。

59、所述s2中對泄漏影響因子α的具體計算步驟如下：

60、α＝k*j*q*t(17)式(17)中，k為產(chǎn)品危害指數(shù)，j為泄漏量，q為分散度，t為受體指數(shù)。

61、所述泄漏影響因子α具體計算步驟如下：

62、s1.5、所述產(chǎn)品危害指數(shù)k的表達(dá)式如下：

63、k＝g+h(18)

64、式(18)中，k為產(chǎn)品危害指數(shù)，g是急性危害指數(shù)，h是慢性危害指數(shù)；

65、s1.5.1、所述急性危害指數(shù)g的表達(dá)式如下：

66、g＝u+w+z??(19)

67、式(19)中，u為反應(yīng)性指數(shù)，w為易燃性指數(shù)，z為毒性值。

68、s1.6、所述泄漏量j的表達(dá)式如下：

69、j＝i*y?(20)

70、式(20)中，i為溢出大小的有效分?jǐn)?shù)，y為較大開口的調(diào)整指數(shù)。

71、s1.7、所述分散度q的表達(dá)式如下：

72、q＝g/100(21)

73、式(21)中，y為操作壓力值。

74、s1.8、所述受體指數(shù)t的表達(dá)式如下：

75、t＝z+q+r????(22)

76、式(22)中，z為人口密度指數(shù)，q為環(huán)境考慮因素指數(shù)，r為高值區(qū)域值。

77、通過計算指數(shù)總和μ、泄漏影響因子α的值，并將指數(shù)總和μ除以泄漏影響因子α，得到相對風(fēng)險評分，再根據(jù)相對風(fēng)險評估法劃分等級，相對風(fēng)險評分具體表達(dá)式如下：

78、

79、其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下所示：

80、r＝μ/α

81、式中，r為相對風(fēng)險評分，μ為指數(shù)總和，α為泄漏影響因子。

82、s3、根據(jù)所述s2中得出的數(shù)學(xué)模型，可以得到管道相對風(fēng)險評分，由相對風(fēng)險評分可評估出管道運(yùn)輸系統(tǒng)的風(fēng)險等級，風(fēng)險分為高、中和低等，范圍依次為0-15為高等級，16-50為中等級，51-100為低等級，最后根據(jù)相對風(fēng)險評分得出對應(yīng)的相對風(fēng)險等級，進(jìn)而對漿體管道進(jìn)行風(fēng)險評估。

83、本發(fā)明的有益效果是：

84、本發(fā)明提出了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的漿體管道風(fēng)險評估方法，考慮了廣泛的參數(shù)，包括那些在現(xiàn)有方法中經(jīng)常被忽視的影響因素；為計算泄漏、腐蝕等風(fēng)險評估提供了更準(zhǔn)確的結(jié)果；與現(xiàn)有技術(shù)相比，執(zhí)行速度更快，減少了與風(fēng)險評估相關(guān)的時間和成本，結(jié)果更準(zhǔn)確，執(zhí)行時間更快，并全面考慮所有參數(shù)，使其成為一種可靠、有效的管道風(fēng)險評估方法。