本發(fā)明涉及管道安全，特別涉及油氣管道異常診斷方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在石油工業(yè)中，管道運(yùn)輸最為經(jīng)濟(jì)合理，也是我國油氣運(yùn)輸?shù)淖钪饕姆绞?。管道在長期運(yùn)行過程中，內(nèi)外腐蝕會(huì)導(dǎo)致管道失效，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響人民群眾的生產(chǎn)和生活。

2、目前，油氣管道的腐蝕數(shù)據(jù)診斷分析在管道安全領(lǐng)域起到了非常重要的作用，已經(jīng)作為排除管道安全隱患，保證管網(wǎng)安全、平穩(wěn)運(yùn)行的一種總結(jié)歸納預(yù)測的重要工具。

3、隨著智能陰保和管道內(nèi)外腐蝕監(jiān)測技術(shù)在油氣管道領(lǐng)域的興起，油氣管道腐蝕數(shù)據(jù)的采集更加豐富多元。

4、現(xiàn)有技術(shù)中的智能陰保和管道內(nèi)外腐蝕監(jiān)測技術(shù)，是根據(jù)多種不同的檢測目的，來分別獲取其所需的數(shù)據(jù)，從而在多個(gè)不同的維度來對(duì)油氣管道的工況進(jìn)行其各自的評(píng)估。

5、發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的管道異常診斷分析方法至少還存在以下缺陷：

6、無法對(duì)管道的整體異常程度進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。

7、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于能夠?qū)艿赖恼w異常程度進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。

2、本發(fā)明提供了一種油氣管道異常診斷方法，包括步驟：

3、s11、預(yù)設(shè)油氣管道的腐蝕特征的類別以及各類腐蝕特征的特征值的特征值計(jì)算規(guī)則；所述腐蝕特征的類別包括陰保效果、交流干擾程度、土壤腐蝕性、管體腐蝕狀況和防腐層狀況；

4、s12、預(yù)設(shè)異常等級(jí)的等級(jí)數(shù)，并設(shè)定單一所述異常等級(jí)內(nèi)各類所述腐蝕特征的特征值的定級(jí)規(guī)則；

5、s13、預(yù)設(shè)各類所述腐蝕特征對(duì)應(yīng)的權(quán)重值；所述權(quán)重值根據(jù)各所述腐蝕特征對(duì)管道腐蝕的影響程度確定；

6、s14、根據(jù)所述腐蝕特征的特征值的定級(jí)特性，通過正向云發(fā)生器生成各所述腐蝕特征的參照特征標(biāo)準(zhǔn)云；并將同一異常等級(jí)中的所有參照特征標(biāo)準(zhǔn)云通過相加求平均值算法進(jìn)行融合，分別生成與異常等級(jí)對(duì)應(yīng)的參照虛擬云；

7、s15、獲取油氣管道的當(dāng)前腐蝕數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述特征數(shù)據(jù)計(jì)算規(guī)則計(jì)算出各所述腐蝕特征對(duì)應(yīng)的當(dāng)前特征值；

8、s16、根據(jù)各所述當(dāng)前特征值通過正向云發(fā)生器生成當(dāng)前特征標(biāo)準(zhǔn)云；并將所有當(dāng)前特征標(biāo)準(zhǔn)云通過所述預(yù)設(shè)加權(quán)算法進(jìn)行融合生成當(dāng)前虛擬云；

9、s17、分別計(jì)算所述當(dāng)前虛擬云與各所述參照虛擬云的相似度，并將相似度最高的所述參照虛擬云的異常等級(jí)確定為油氣管道當(dāng)前的異常等級(jí)。

10、優(yōu)選的，本發(fā)明中，所述設(shè)定單一所述異常等級(jí)內(nèi)各類所述腐蝕特征的特征值的定級(jí)規(guī)則，包括：

11、確定單一異常等級(jí)內(nèi)各類所述腐蝕特征的特征值的閾值范圍或等級(jí)定義規(guī)則。

12、優(yōu)選的，本發(fā)明中，所述預(yù)設(shè)各類所述腐蝕特征對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，包括步驟：

13、s131、根據(jù)層次分析法構(gòu)造權(quán)重判斷矩陣；

14、s132、根據(jù)9標(biāo)度法對(duì)各類所述腐蝕特征的重要程度進(jìn)行判斷，并通過如下公式計(jì)算出各類所述腐蝕特征的權(quán)重值；

15、

16、其中，wi為第i個(gè)腐蝕特征的權(quán)重值，aij為第i個(gè)腐蝕特征與第j個(gè)腐蝕特征比較；

17、s133、通過如下公式對(duì)各類所述腐蝕特征的權(quán)重值進(jìn)行一致性驗(yàn)證；

18、

19、其中，|εij|可表示為：當(dāng)ε<0.1時(shí)，一致性滿足要求。

20、優(yōu)選的，本發(fā)明中，所述通過正向云發(fā)生器生成各所述腐蝕特征的參照特征標(biāo)準(zhǔn)云，包括步驟：

21、s141、確定包括期望ex、熵en、超熵he和云滴數(shù)n的數(shù)字特征的云模型；

22、s142、生成以熵en為期望，超熵he為標(biāo)準(zhǔn)差的正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)en’；

23、s143、生成以ex為期望，en’為標(biāo)準(zhǔn)差的正態(tài)隨機(jī)數(shù)xn，其中，

24、(n＝1,2,……,n)；

25、s144、將xn作為一個(gè)云滴，確定xn對(duì)應(yīng)的隸屬度yn，

26、s145、通過(xn，yn)確定云滴和對(duì)應(yīng)的隸屬度定性、定量之間的轉(zhuǎn)換；

27、s146、重復(fù)上述步驟s141—s145，產(chǎn)生n個(gè)云滴。

28、優(yōu)選的，本發(fā)明中，所述將同一異常等級(jí)中的所有參照特征標(biāo)準(zhǔn)云通過相加求平均值算法進(jìn)行融合，分別生成與異常等級(jí)對(duì)應(yīng)的參照虛擬云，包括：

29、通過如下公式進(jìn)行計(jì)算生成參照虛擬云：

30、

31、

32、

33、其中，m為腐蝕特征的數(shù)量；ex1，ex2，…exm為各參照特征標(biāo)準(zhǔn)云的期望；en1，en2，…enm為各參照特征標(biāo)準(zhǔn)云的熵；he1，he2，…h(huán)em為各參照特征標(biāo)準(zhǔn)云的超熵。

34、優(yōu)選的，本發(fā)明中，所述計(jì)算所述當(dāng)前虛擬云與各所述參照虛擬云的相似度，包括步驟：

35、s171、在當(dāng)前虛擬云中生成以en為期望、he為標(biāo)準(zhǔn)差的正態(tài)隨機(jī)數(shù)enn；

36、s172、在當(dāng)前虛擬云中生成以ex為期望，以enn為標(biāo)準(zhǔn)差的正態(tài)隨機(jī)數(shù)xn；

37、s173、將正態(tài)隨機(jī)數(shù)xn代入異常等級(jí)k對(duì)應(yīng)的參照虛擬云ck的方程中，計(jì)算得到其中，μn為單個(gè)點(diǎn)云的相似度；

38、s174、通過重復(fù)步驟s172、s173，生成n個(gè)μn，并計(jì)算所述當(dāng)前虛擬云與各所述參照虛擬云的相似度：

39、優(yōu)選的，本發(fā)明中，所述將相似度最高的所述參照虛擬云的異常等級(jí)確定為油氣管道當(dāng)前的異常等級(jí)，包括：

40、根據(jù)當(dāng)前虛擬云相似度δk，確定與當(dāng)前虛擬云相似度最高的所述參照虛擬云；并將該參照虛擬云對(duì)應(yīng)的異常等級(jí)確定為油氣管道當(dāng)前的異常等級(jí)。

41、優(yōu)選的，本發(fā)明中，通過設(shè)定閾值范圍來作為特征值的定級(jí)規(guī)則的腐蝕特征包括：

42、交流干擾程度、土壤腐蝕性和防腐層狀況。

43、優(yōu)選的，本發(fā)明中，通過設(shè)定等級(jí)定義規(guī)則來作為特征值的定級(jí)規(guī)則的腐蝕特征包括：包括：

44、陰保效果和管體腐蝕狀況。

45、優(yōu)選的，本發(fā)明中，所述土壤腐蝕性的特征值r的計(jì)算規(guī)則包括：

46、r＝r1+r2+r3+r4+r5+r6+r7+r8；

47、其中，r1為土壤自然腐蝕電位分值，r2為土壤電阻率分值，r3為土壤含水率分值，r4為土壤ph值分值，r5為土壤氧化還原電位分值，r6為土壤地質(zhì)分值，r7為土壤含鹽量分值，r8為土壤cl-含量分值。

48、在本發(fā)明的另一面，還提供了一種油氣管道異常診斷裝置，包括：

49、腐蝕特征設(shè)定單元，用于預(yù)設(shè)油氣管道的腐蝕特征的類別以及各類腐蝕特征的特征值的特征值計(jì)算規(guī)則；所述腐蝕特征的類別包括陰保效果、交流干擾程度、土壤腐蝕性、管體腐蝕狀況和防腐層狀況；

50、異常等級(jí)設(shè)定單元，用于預(yù)設(shè)異常等級(jí)的等級(jí)數(shù)，并設(shè)定單一所述異常等級(jí)內(nèi)各類所述腐蝕特征的特征值的定級(jí)規(guī)則；

51、權(quán)重值設(shè)定單元，用于預(yù)設(shè)各類所述腐蝕特征對(duì)應(yīng)的權(quán)重值；所述權(quán)重值根據(jù)各所述腐蝕特征對(duì)管道腐蝕的影響程度確定；

52、參照虛擬云生成單元，用于根據(jù)所述腐蝕特征的特征值的定級(jí)特性，通過正向云發(fā)生器生成各所述腐蝕特征的參照特征標(biāo)準(zhǔn)云；并將同一異常等級(jí)中的所有參照特征標(biāo)準(zhǔn)云通過相加求平均值算法進(jìn)行融合，分別生成與異常等級(jí)對(duì)應(yīng)的參照虛擬云；

53、當(dāng)前特征值計(jì)算單元，用于獲取油氣管道的當(dāng)前腐蝕數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述特征數(shù)據(jù)計(jì)算規(guī)則計(jì)算出各所述腐蝕特征對(duì)應(yīng)的當(dāng)前特征值；

54、當(dāng)前虛擬云生成單元，用于根據(jù)各所述當(dāng)前特征值通過正向云發(fā)生器生成當(dāng)前特征標(biāo)準(zhǔn)云；并將所有當(dāng)前特征標(biāo)準(zhǔn)云通過所述預(yù)設(shè)加權(quán)算法進(jìn)行融合生成當(dāng)前虛擬云；

55、異常等級(jí)確定單元，用于分別計(jì)算所述當(dāng)前虛擬云與各所述參照虛擬云的相似度，并將相似度最高的所述參照虛擬云的異常等級(jí)確定為油氣管道當(dāng)前的異常等級(jí)。

56、在本發(fā)明實(shí)施例的另一面，還提供了一種油氣管道異常診斷方法設(shè)備，所述油氣管道異常診斷設(shè)備包括存儲(chǔ)在介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令，當(dāng)所述程序指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以上各個(gè)方面所述的方法，并實(shí)現(xiàn)相同的技術(shù)效果。

57、在本發(fā)明實(shí)施例的另一面，還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上任一項(xiàng)所述的油氣管道異常診斷方法的各個(gè)步驟。

58、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

59、本發(fā)明中提供了一種油氣管道異常診斷方法，充分利用油氣管道運(yùn)行過程中產(chǎn)生的管道腐蝕數(shù)據(jù)，預(yù)設(shè)油氣管道的腐蝕特征的類別以及各類腐蝕特征的特征值的特征值計(jì)算規(guī)則、預(yù)設(shè)異常等級(jí)的等級(jí)數(shù)及單一異常等級(jí)內(nèi)各類所述腐蝕特征的特征值的定級(jí)規(guī)則；根據(jù)腐蝕特征的特征值的定級(jí)特性通過正向云發(fā)生器生成各腐蝕特征的參照特征標(biāo)準(zhǔn)云；然后，通過相加求平均值算法將同一異常等級(jí)中的所有參照特征標(biāo)準(zhǔn)云進(jìn)行融合生成與異常等級(jí)對(duì)應(yīng)的參照虛擬云；在進(jìn)行診斷時(shí)，本發(fā)明中獲取油氣管道的當(dāng)前腐蝕數(shù)據(jù)后，通過預(yù)設(shè)的特征數(shù)據(jù)計(jì)算規(guī)則計(jì)算出各腐蝕特征對(duì)應(yīng)的當(dāng)前特征值，并根據(jù)參照虛擬云的生成方法生成當(dāng)前虛擬云；然后，分別計(jì)算當(dāng)前虛擬云與各參照虛擬云的相似度，并將相似度最高的參照虛擬云的異常等級(jí)確定為油氣管道當(dāng)前的異常等級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)了油氣管道異常等級(jí)的動(dòng)態(tài)綜合診斷。

60、由于本發(fā)明所生成的參照虛擬云不僅充分利用管道腐蝕數(shù)據(jù)，而且融合各類腐蝕特征之間的潛在關(guān)系，從而使得參照虛擬云可以為管道當(dāng)前整體上的異常程度進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，進(jìn)而也就能夠?yàn)楣艿乐悄茉\斷預(yù)警提供有效的技術(shù)支撐。

61、此外，本發(fā)明還針對(duì)智能監(jiān)測、內(nèi)檢測、外檢測等方式獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間各不相同，可以支持單個(gè)數(shù)據(jù)或多個(gè)數(shù)據(jù)變動(dòng)的動(dòng)態(tài)診斷，實(shí)現(xiàn)靈活配置。

62、上述說明僅為本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚地了解本發(fā)明的技術(shù)手段并可依據(jù)說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，同時(shí)為了使本發(fā)明的上述和其他目的、技術(shù)特征以及優(yōu)點(diǎn)更加易懂，以下列舉一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。