[发明专利]一种基于改进的FPPC算法油气管道管段划分方法

说明书

本发明公开了一种基于改进的FPPC算法油气管道管段划分方法，包括以下步骤：1)得油气管道风险指标特征值；2)得油气管道中各管段样本的投影值；3)构建降维后模糊聚类迭代算法中目标函数的隶属度矩阵及聚类中心，并计算各类间的重叠度，然后根据步骤2)得到的各管段样本的投影值采用基于实数编码的加速遗传算法计算投影指标函数值最小时的最优投影方向值、最优隶属度矩阵及最优投影值聚类中心；4)计算各管段样本的类别特征值；5)计算评价指标函数值FS^(‑)、XB^(‑)及SC^(‑)；6)得该最优聚类中心数对应的各管段样本的类别特征值，完成基于改进的FPPC算法油气管道管段划分，该方法能够准确实现油气管道的管段划分，并且适应性较强。

技术领域

本发明属于油气管道风险评价技术领域，涉及一种基于改进的FPPC算法油气管道管段划分方法。

背景技术

近年来，随着中国经济的飞速发展，国民对能源的消耗日益增多，石油和天然气作为国内消耗的主要能源之一，其作为运输载体的油气管道的安全性也受到了广泛的关注。油气管道大多处在埋地环境中，且所经地区地域辽阔，环境复杂，会引起管道的自身属性发生变化，进而造成管道沿线风险不断发生变化，因此，一旦发生泄漏，很难定位，可能会引发连锁反应，造成极大的财产损失与人员伤亡。

上世纪90年代末，一些重大管道事故的发生彰显出管道完整性管理的重要性，并推动了管道完整性技术的长足发展。国际大型管道公司都将管理重点放在了管道的安全可靠性上，发达国家政府和会议也制定了一系列法律规范和政策文件，形成了比较完善的管道完整性管理体系，其最终目标是降低管道风险，提高管道的安全性运营。

管道完整性管理作为全球管道公司通常采用的一种管理手段，其有效推广问题是制约完整性管理发展的重要因素之一，我国引入管道完整性管理理念以来，主要存在两个问题，一个是理论与实践不能很好的结合，另一个是理论方法模型存在不同程度的局限性，缺乏系统的指导依据。管道风险评价作为完整性管理技术的重要内容，其有效实施关系到风险后果造成的损失程度。因此，国内学者对管道风险评价进行了大量的研究工作，如“舒畅,姚安林,韩昌柴,徐涛龙,秦朝.基于投影寻踪聚类的油气管道失效可能性评价[J].中国安全生产科学技术，2016，12(12):99-104.”一文中利用投影寻踪聚类算法对油气管道的失效可能性进行评价，根据投影特征值的大小，对管道风险等级进行鉴定和分析。“李大全,张鹏,艾慕阳,王玉彬,陈利琼.模糊聚类法在油气管道风险评价管段划分中的应用[J].天然气工业,2012,32(7):63-67+107.”一文中以模糊聚类法为理论依据，选取不同的λ，实现对油气管道管段的动态划分。“Senouci A,Elabbasy M,Elwakil E,Abdrabou B,Zayed T.Amodel for predicting failure of oil pipelines[J].Structure and InfrastructureEngineering,2014,10(3):375-387.”一文中采用回归算法和人工神经网络，基于历史数据对油气管道多种失效类型进行预测。

以上这些方法也取得了一定的效果，但仍然存在以下问题：(1)人工神经网络对样本容量要求高，且易陷入局部最优；(2)模糊聚类法和投影寻踪聚类算法主观性较强，缺乏科学性，准确性不高；(3)模糊投影寻踪聚类仅考虑到类内紧密度和类间分离度，难以识别管道样本集中的小类或低密度类，适用性不强。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于改进的FPPC算法油气管道管段划分方法，该方法能够准确实现油气管道的管段划分，并且适应性较强。

为达到上述目的，本发明所述的基于改进的FPPC算法油气管道管段划分方法包括以下步骤：

1)获取油气管道风险指标样本，构建油气管道风险指标的样本集，对油气管道风险指标的样本集进行归一化处理，得油气管道风险指标特征值；