基于LASSO-WOA-LSSVM的海洋管线外腐蚀速率预测

目的 构建海洋管线外腐蚀速率预测模型,提高海底油气管线外腐蚀速率预测的准确性.方法 建立基于套索(LASSO)回归和鲸鱼优化算法(WOA)的最小二乘支持向量机(LSSVM)腐蚀速率预测模型,采用LASSO回归方法对指标进行筛选,提取海洋管线腐蚀的主要影响因素.应用最小二乘支持向量机算法建立海洋管线外腐蚀速率预测模型,并使用鲸鱼优化算法对模型参数进行优化,避免了参数取值对模型回归性能的影响.以海洋挂片实验为例,通过MATLAB进行模拟仿真,分析验证模型预测结果,并将预测结果与其他模型进行对比分析.结果 LASSO回归算法筛选得到影响腐蚀速率的主要因素为:温度、溶解氧含量、pH值.采用WOA-LSSVM模型所预测的结果与实际值较为吻合,其平均相对误差为2.23％,均方根误差(RMSE)为0.3248,决定系数R2达到0.9708,均优于其他两种模型.结论 基于LASSO回归和鲸鱼优化算法的最小二乘支持向量机预测模型具有更优的泛化能力和预测精度,为海底管道腐蚀研究工作提供了新思路,也为海洋油气输送系统的结构安全与风险防范提供了参考.     

基于维纳退化过程的海底腐蚀管道可靠性分析

目的研究海底腐蚀管道的寿命可靠性,提出基于维纳过程(Wiener Process)和贝叶斯方法估参的可靠性分析模型。方法首先以管道内壁腐蚀退化数据和维纳过程为基础,建立针对海底管道的腐蚀退化模型,并针对不同时段的腐蚀退化数据,以正态-逆伽马分布作为模型未知参数的先验分布。然后采用一种优化的贝叶斯方法递推计算,得到未知参数值,最终实现腐蚀管道的可靠性分析,并以某海底腐蚀管道为例进行验证。结果可靠性分析得到腐蚀管道在运营前期的12年几乎完全可靠,可靠性达99.22%;13年之后,腐蚀进程开始加快,当可靠度为90%时,该段管道的可运营时间为13.6年;运行15年时,可靠度为68.97%;运行20年时,可靠度为2.4%;而到设计寿命25年时,管道可靠度几乎为0,求得管道的平均剩余寿命为15.99年。结论以海底管道的腐蚀退化数据为切入点,为长寿命、小子样的海底管道可靠性提供了一种较直观的分析方法。分析模型可以处理不同时间段测量的管道腐蚀数据,并且随着管道运营时间的增加,能够不断更新可靠性分析结果,而不需要反复处理历史数据,进而可以用于海底腐蚀管道的实时可靠性分析。     

基于土壤腐蚀主成分的金属管道退化维纳过程研究

目前,对埋地管道的土壤腐蚀过程研究很少考虑各因素之间的相关作用。首先分析土壤腐蚀的因素,采用主成分分析法(PCA)筛选造成管道腐蚀的主要因素;其次应用维纳过程(Wiener Process)结合幂律应力加速方程建立针对埋地管道的非线性退化模型;再根据采集的土壤数据通过马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)法估计模型参数值,最终实现埋地管道剩余寿命和可靠性的预测。以川气东输利川段埋地管道进行实例分析,结果表明模型考虑了土壤腐蚀因素之间的关联性对管道的影响,同时克服了维纳过程的线性随机性的缺陷,比较客观地反映了管道的腐蚀情况,能够有效地预测土壤腐蚀环境下埋地管道的剩余寿命和可靠性,具有较好的准确性和适用性。     

基于主成分和粒子群优化支持向量机的管道内腐蚀预测

目的研究输油金属管道内腐蚀预测模型,以改善管道维修策略和提高使用期限。方法分析输油管道内腐蚀原因,归纳腐蚀因素,采用主成分分析法对腐蚀因素进行优选,摒弃相关联但腐蚀贡献率较低的因素,以最大化表征腐蚀原因及减少不必要的处理过程。将贡献率较大的腐蚀因素作为支持向量机预测模型的输入变量,以腐蚀率作为目标输出,建立管道腐蚀预测模型。针对支持向量机参数选取问题,应用鲶鱼粒子群算法进行寻优,以提高预测精度。以20#钢管为例进行了模型验证,并与其他预测模型进行了对比和分析。结果主成分分析筛选得到的管道内腐蚀的主要因素有:H_2S、CO_2、Cl~-、酸碱值、压力、介质温度、流速。通过鲶鱼粒子群算法改进的支持向量机模型的预测与实际值的平均相对误差为2.82%,相关性系数值为0.9955,均优于其他三种预测模型。结论金属管道的内腐蚀由多个腐蚀因素共同作用形成,采用主成分和粒子群优化的支持向量机模型能够精确预测内腐蚀率,对金属管道维修和管理的借鉴性高。     

Frechet分布的海底油气管道腐蚀预测

应用Frechet极值分布建立管道最大腐蚀深度预测模型,然后用马尔科夫链蒙特卡罗(MCMC)方法估计预测模型的参数值,通过模型预测出可能的最大腐蚀深度,并结合钢质管道管体腐蚀损伤评价方法和马尔科夫链模型对管壁腐蚀的最大概率状态进行分析和预测,实现对海底油气管道腐蚀现状和运行情况的科学评价和预测。结果表明:管道腐蚀进入状态3以后,腐蚀速率加快,在管道运行到第10年时,就需要更换新管。该组合模型能够很好地预测油气管道的最大腐蚀深度和腐蚀状况,从而为合理确定管道的检测、维护、维修和更换周期提供科学的依据。     

一种改进的基于纹理的图像修复算法

图像修复是数字图像处理领域重要的研究内容,该文针对Criminisi等人提出的基于纹理的图像修复算法的一些不足,提出一种改进算法,优化了纹理块优先权的计算方法,采用新的搜索匹配块方法和改进了匹配准则.实验结果表明,该算法具有良好的修复效果.