[发明专利]初始条件滑动的非等间距GM(1;1)管道腐蚀建模方法

说明书

本发明公开了一种初始条件滑动的非等间距GM(1,1)管道腐蚀建模方法，包括以下步骤：将上一时刻预测的管道腐蚀速率预测值添加到上一时刻的管道腐蚀速率预测序列中，并删除上一时刻的管道腐蚀速率列表中最老的管道腐蚀速率预测值，得当前时刻的管道腐蚀速率预测序列及对应的初始条件，然后根据当前时刻的管道腐蚀速率预测序列及对应的初始条件预测当前时刻的管道腐蚀速率预测值，该方法通过获取最优的初始条件，以管道腐蚀速率预测的精准度。

技术领域

本发明属于海底油气管道输送技术领域，涉及一种初始条件滑动的非等间距GM(1,1)管道腐蚀建模方法。

背景技术

与陆地管道比较而言，海底管道面临着更为复杂的环境，导致泄漏事故频发。随着海洋资源开发已经延伸至深海区域，管道风险的监测与预防难度进一步加大。所以，建立可靠有效的海底管道腐蚀预测模型对管道泄漏风险的掌握及管道服役后期的维护具有重要意义。

针对管道腐蚀预测的研究，国内外提出了许多方法。其中，非等间距GM(1,1)模型的应用较为广泛。但随着该模型的应用不断深入，其本身的缺陷开始显露出来，使得其在管道腐蚀预测中往往存在精度不高，无法准确描述腐蚀规律的情况。为提高非等间距GM(1,1)模型的预测精度，学者们从不同角度对其进行了改进：一是灰色微分方程背景值的优化；二是改进模型的参数估计值；三是白化微分方程响应式初始条件的改进。其中，非等间距GM(1,1)模型初始值的选取主要有以下几种方式：1)以原始检测数据x⁽⁰⁾(1)为初始条件；2)基于新信息优先原理，以原始观测数据的一阶累加生成(1-AGO)序列最后一个分量x⁽¹⁾(n)为初始条件；3)基于1-AGO序列中各分量的序数特征，提出以为初始条件；4)考虑1-AGO序列中各分量数值大小对预测系统的修正作用，构建初始条件上述四个建模初始值是基于不同角度进行选取，但非等间距GM(1,1)模型初始值的选取方式会对管道腐蚀预测产生怎样的影响以及是否存在相对较优的初始条件选取方式还有待研究，因此需要获取相对较优的初始条件，以提高预测的精度，然而现有技术中没有类似的公开。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种初始条件滑动的非等间距GM(1,1)管道腐蚀建模方法，该方法通过建立初始条件滑动的非等间距GM(1,1)管道腐蚀预测模型以提高管道腐蚀速率预测的精准度。

为达到上述目的，本发明所述的初始条件滑动的非等间距GM(1,1)管道腐蚀建模方法包括以下步骤：

1)不等时间距测量海底管道管道腐蚀速率序列X⁽⁰⁾，其中，X⁽⁰⁾＝{x⁽⁰⁾(1),x⁽⁰⁾(2),...,x⁽⁰⁾(m)}，且x⁽⁰⁾(k)表示第k时刻海底管道腐蚀速率的检测值；

2)基于步骤1)得到的管道原始管道腐蚀速率序列X⁽⁰⁾得建立NEGM(1,1,ρ)模型的第一个初始条件并根据NEGM(1,1,ρ)模型的建模步骤计算NEGM(1,1,ρ)模型的时间响应函数，然后根据所述时间响应函数计算第二个时刻的管道腐蚀速率预测值

3)将第二个时刻的管道腐蚀速率预测值添加到管道腐蚀速率预测序列中，并删除管道腐蚀速率预测序列中最老的管道腐蚀速率预测值，得第二时刻的管道腐蚀速率预测序列及对应的初始条件再根据第二时刻的管道腐蚀速率预测序列及对应的初始条件预测第三时刻的管道腐蚀速率预测值

4)将上一时刻预测的管道腐蚀速率预测值添加到上一时刻的管道腐蚀速率预测序列中，并删除上一时刻的管道腐蚀速率列表中最老的管道腐蚀速率预测值，得当前时刻的管道腐蚀速率预测序列及对应的初始条件，然后根据当前时刻的管道腐蚀速率预测序列及对应的初始条件预测当前时刻的管道腐蚀速率预测值；