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专家系统在油田生产应急指挥系统中的应用

张东旭  
【摘要】:近年来油田生产事故多有发生,油田迫切需要一个应急指挥系统来帮助油田调度人员处理突发的生产事故。目前,大多数生产应急指挥系统都以GIS为平台搭建的。但是,这些油田生产应急指挥系统都不具备故障诊断功能和智能决策分析功能,所给出的应急预案都是由人工凭经验所给出的,具有一定的局限性,其实时性也不能保证。针对这一问题,本文提出了将专家系统与应急指挥系统相结合这一思想,以实现油田生产应急指挥系统为主线,将专家系统的功能进行模块化,有机的嵌入到应急指挥系统中,并通过GIS(地理信息系统)技术来设计实现油田生产应急指挥系统。 首先针对油田事故的情况,建立了完善的规则库,并将规则库进行有机的分类。为了解决油田事故现象描述的不完整、不精确这一不确定推理难题,本文提出了一种带有比较因子的加权可信度推理模型(CCWR),该模型的推理方法是利用单个证据的权值与比较因子相比较,通过加和符合条件的证据个数来判断结论是否成立。当油田事故表征的现象较多时,该方法的应用减少了计算组合证据可信度这一常规过程,使得推理时间得到了提高。同时,将CCWR推理方法应用到推理机中,设计完成了故障诊断模块和决策分析模块。 其次利用ArcMap软件,对油田井位管网图、油田电网图进行了绘制,利用Sketchup软件对站内设备进行了三维建模。二维及三维地图的绘制为系统高级功能的实现提供了数据准备。 最后,以数据库技术、GIS中的空间拓扑分析技术和几何网络分析技术为理论基础,设计并实现了油田生产应急指挥系统。该系统的主要功能包括:事故点定位、事故综合信息查询、故障点关联设备自动搜索等功能。故障点关联设备自动搜索功能分为二维搜索和三维搜索两种情况。在二维地图中,搜索功能采用几何网络追踪分析技术实现;在三维地图中,提出一种基于属性的搜索方法,通过引入数据库技术,在三维模型中增加关联字段进行关联查找,再融合GIS的空间分析技术、高亮技术将查找到的模型显示出来,实现了关联设备的自动搜索。 专家系统和应急指挥系统的有效整合,使得该系统既能发挥地理信息系统强大的数据管理功能和空间分析功能,又能对事故的判断做出领域专家的推理,给出合理的应急预案,为油田应对突生的生产事故提供了保障。


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