基于TV-HSMM的海底管道寿命预测

来源期刊：材料保护2019年第11期

论文作者：张新生 裘瑾

文章页码：77 - 174

关键词：海底油气管道;剩余寿命预测;时变性;隐半马尔科夫模型;状态转移矩阵;

摘    要：由于海底油气管道的退化状态具有动态不可监测性,为避免穿孔泄露导致管道安全事故,提出了基于TV-HSMM的海底管道腐蚀预测方法。首先,利用海底管道全寿命周期数据建立隐半马尔科夫模型;接着,为适应油气管道实际退化过程,通过与时变矩阵结合的方法改善其状态驻留时间为固定值这一问题;然后,根据油气管道典型退化趋势,将其退化过程划分为3个阶段,并赋予不同的参数值计算得到3种时变转移矩阵;最后,利用某油气管道的全寿命周期数据训练基于时变状态的隐半马尔科夫模型和原模型,预测其剩余寿命。结果表明:改进后基于时变矩阵的隐半马尔科夫模型在原隐半马尔科夫模型的基础上提高了精度,其预测出的油气管道剩余寿命与实际寿命的相对误差显著缩小,为海底油气管道安全平稳运行提供了更好的保障。