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基于LSSVM-GM(1,N)的海洋管线腐蚀失效预测研究

秦越  
【摘要】:随着陆上油气资源的日趋匮乏和国家能源战略与工业发展的需要,海上油气资源愈来愈成为石油经济发展的先锋。海洋管线作为海上油气资源开发、储运的重要组成环节,长期受到恶劣的海洋环境的影响和侵蚀,由此导致海洋管线泄漏等安全事故频发,在威胁到油气运输工程安全质量的同时,也造成了大量的经济损失和严重的环境污染。因此,采用有效的手段和方法对管道的腐蚀失效情况进行研究和预测,对海洋管线的安全运行与风险防范便具有了重要的现实意义。本文在分析当前海洋管线腐蚀机理、常用检测技术及腐蚀预测方法的基础上,主要进行了针对以下三方面的内容进行了研究:第一部分,海洋管线腐蚀因素分析研究。在该部分中,分别以LASSO回归和岭回归为主要研究方法,通过理论分析和实证分析对两种方法的适用性进行探讨、比较和分析,结合实海挂片检测数据提取影响海洋管线腐蚀的显著影响因素,为后续的预测工作提供数据基础;第二部分,在第一部分指标筛选的研究基础上,进行海洋管线腐蚀速率预测研究。首先对WOA优化模型的最佳参数取值进行验证和探讨,进而利用WOA对LSSVM的参数进行优化,构建WOA-LSSVM组合模型对海洋管线腐蚀速率进行预测,并通过实证分析验证模型的预测精度,为下文腐蚀剩余寿命的预测奠定模型基础;第三部分,海洋管线腐蚀剩余寿命预测研究。将灰色理论与人工智能方法相结合,通过遗传算法定权构建GA-GM(1,N)-WOA-LSSVM组合变权模型对海洋管线腐蚀深度进行预测,结合腐蚀发展规律和最大允许腐蚀深度确定准则,对海洋管线的腐蚀剩余寿命进行预测。研究结果表明,本文所建模型具有良好的泛化能力和预测性能,较为准确地预测了海洋管线的腐蚀速率和剩余寿命,能够较好的反映海洋管线的实际腐蚀情况,可为海洋油气输送系统的风险防范与安全管理提供科学指导与参考依据。


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