一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法及系统技术方案

本发明专利技术属于数据处理相关技术领域，提出了一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法及系统，基于成品油管道信息、历史混油界面运行数据得到测量仪表折算系数；融合先验认知利用最大后验概率对所述测量仪表折算系数进行估计得到测量仪表折算系数估计值；获取待追踪混油界面运行数据，结合所述测量仪表折算系数估计值确定待追踪混油界面的位置。通过将先验认知纳入至测量仪表折算系数的估计过程，能提供准确的成品油管道混油界面流速预测结果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法及系统


[0001]本专利技术属于数据处理相关
，尤其涉及一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]成品油管道通常按照一定批次顺序，连续输送多种型号油品，相邻批次间将产生混油界面。混油界面位置信息是现场开展油批次管理的核心指标，精准追踪混油界面取决于现场安装流量计能否提供准确的管输油品流量信息。混油界面流速受管输压力、温度等运行参数影响，直接基于测量仪表获得的管输流速定位混油界面信息通常存在一定误差，因此有必要结合现场数据，获得混油界面折算流速，为精准追踪混油界面提供准确数据支撑。现有专利“CN115600516A”提出基于机器学习算法，结合管输流量及混油界面追踪历史数据，建立管道流量计折算方法以提高混油界面追踪精度，但纯数据驱动建模方法容易陷入过拟合误区，导致折算后的追踪结果同样偏离混油界面位置真实值，无法满足混油界面精准追踪要求。

技术实现思路

[0004]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法及系统，通过将先验认知纳入至测量仪表折算系数的估计过程，能提供准确的成品油管道混油界面流速预测结果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的第一个方面提供一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法，包括：基于成品油管道信息、历史混油界面运行数据得到测量仪表折算系数；融合先验认知利用最大后验概率对所述测量仪表折算系数进行估计得到测量仪表折算系数估计值；获取待追踪混油界面运行数据，结合所述测量仪表折算系数估计值确定待追踪混油界面的位置。
[0006]本专利技术的第二个方面提供一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪系统，包括：仪表折算系数确定单元，其被配置为：基于成品油管道信息、历史混油界面运行数据得到测量仪表折算系数；先验认知融合单元，其被配置为：融合先验认知利用最大后验概率对所述测量仪表折算系数进行估计得到测量仪表折算系数估计值；混油界面位置输出单元，其被配置为：获取待追踪混油界面运行数据，结合所述测量仪表折算系数估计值确定待追踪混油界面的位置。
[0007]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：在本专利技术中，通过成品油管道信息、历史混油界面运行数据得到测量仪表折算系数，赋予测量仪表折算系数具有物理意义的先验分布，融合先验认知，利用最大后验概率对所述测量仪表折算系数进行估计得到测量仪表折算系数估计值，根据得到的测量仪表折算系数估计值追踪混油界面位置。通过将先验认知纳入至测量仪表折算系数的估计过程，因此能提供准确的成品油管道混油界面流速预测结果，对提高成品油管道混油界面追踪准确度具有重要意义。
[0008]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0009]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0010]图1为本专利技术实施例一中融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法流程图；图2为本专利技术实施例一中及不同条件下，测量仪表折算系数的先验分布情况；图3为本专利技术实施例一中未融合先验认知的混油界面测量流速与混油界面真实流速对比图；图4为基于最小二乘法获得的混油界面折算流速与混油界面真实流速对比图；图5为基于岭回归法获得的混油界面折算流速与混油界面真实流速对比图；图6为基于高斯混合回归算法获得的混油界面折算流速与混油界面真实流速对比图；图7为本专利技术实施例一中融合先验认知的混油界面追踪方法获得的混油界面折算流速与混油界面真实流速对比图。
具体实施方式
[0011]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0012]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。
[0013]在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0014]实施例一如图1所示，本实施例公开了一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法，包括：步骤1：基于成品油管道信息、历史混油界面运行数据得到测量仪表折算系数；
步骤2：融合先验认知利用最大后验概率对所述测量仪表折算系数进行估计得到测量仪表折算系数估计值；步骤3：获取待追踪混油界面运行数据，结合所述测量仪表折算系数估计值确定待追踪混油界面的位置。
[0015]在本实施例步骤1中，获取成品油管道信息，包括某一站场距离上一站场间管输距离（单位：m）；管道内径（单位：m）。进而计算管输截面面积，（单位：m2）：（1）通过某一站场及上一站场间流量监测仪表，获取历史混油界面运行数据，包括管输油品运行流量，（单位：m3/s），计算混油界面测量流速（单位：m /s）：（2）通过某一站场混油界面监测设备，获取当前站场第一混油浓度即混油浓度50%对应界面进站时间；通过上一站场混油界面监测设备，获取上一站场第一混油浓度即混油浓度50%对应界面出站时间，计算时间差，据此计算混油界面真实流速，单位：m /s：（3）通过上述计算得到的混油界面测量流速与混油界面真实流速，可计算测量仪表折算系数：（4）在本实施例步骤2中，针对成品油管道混油界面追踪问题中，令混油界面测量流速为输入变量，混油界面实际流速为输出变量，二者的函数依赖关系如下：（5）其中，为输出变量即混油界面实际流速，为输入变量即混油界面测量流速，表征测量过程常见的高斯白噪声，服从均值为0、方差为的高斯分布。因此输出变量遵循高斯分布，其表达式如下：（6）其中，表征给定与的条件下，的概率密度函数；表示高斯分布，与分别为高斯分布中的均值和方差，exp表示以自然常数e为底的指数函数。令和分别表征输入变量矩阵与输出变量矩阵，为训练集样本量，表征第个训练集样本输入变量向量，即混油界面测量流速；表征第个训练集样本输出变量，即混油界面实际流速，T表示转置。在传统线性回归方法
中，一般采用如下式（6）所示的最小二乘法，结合现场数据获得测量仪表折算系数的估计结果：（7）然而，因数据测量过程难以避免受到噪声干扰，且测量设备本身可能存在一定偏差，因而易引起模型过拟合现象，导致模型预测结果出现偏离。
[0016]现有技术有采用公式（8）所示岭回归方法（Rigid Regression），加入正则化项以提高数据模型鲁棒性，其中为正则化系数，但因未融合任何先验认知，一旦选取过大，易导致模型陷入欠拟合误区，同样导致模型效果不理想。
[0017]（8）通过分析测量仪表可知，实际条件下测量值可能与实际值存在一定程度的偏离，但不应偏差过大，因此测量值与实际值之比应在1附近波动。当测量仪表折算系数远大于或远小于1时，很大概率是流量计出现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法，其特征在于，包括：基于成品油管道信息、历史混油界面运行数据得到测量仪表折算系数；融合先验认知利用最大后验概率对所述测量仪表折算系数进行估计得到测量仪表折算系数估计值；获取待追踪混油界面运行数据，结合所述测量仪表折算系数估计值确定待追踪混油界面的位置。2.如权利要求1所述的一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法，其特征在于，所述成品油管道信息包括管段长度、管道内径；所述历史混油界面运行数据包括管输油品运行流量、混油界面真实流速。3.如权利要求2所述的一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法，其特征在于，基于成品油管道信息、历史混油界面运行数据得到测量仪表折算系数，具体为：根据所述管道内径得到管道截面面积；利用所述管输油品运行流量和所述管道截面面积得到混油界面测量流速；基于所述混油界面测量流速和所述混油界面真实流速确定测量仪表折算系数。4.如权利要求1所述的一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法，其特征在于，融合先验认知利用最大后验概率对所述测量仪表折算系数进行估计得到测量仪表折算系数估计值，具体为：令测量仪表折算系数的先验概率密度函数符合均值为1的高斯分布；根据测量仪表折算系数的先验概率密度函数符合均值为1的高斯分布、混油界面流速数据的似然函数符合高斯分布，得到测量仪表折算系数的概率密度函数的对数表达式以及混油界面流速数据的似然函数的对数表达式；根据测量仪表折算系数的概率密度函数的对数表达式、混油界面流速数据的似然函数的对数表达式与贝叶斯法则，得到测量仪表折算系数对数形式的后验概率表达式；对对数形式的后验概率表达式关于测量仪表折算系数进行求导，得到测量仪表折算系数估计值。5.如权利要求1所述的一种融合先验认知的成品油管道混油界面追踪方法，其特征在于，获取待追踪混油界面运行数据，结合所述测量仪表折算系数估计值确定待追踪混油界面的位置，具体为：基于待追踪管输油品流量数据和成品油管道截面面积得到待追踪混油界面测量流速；利用所述测量仪表折算系数估计值和待追踪混油界面测量流速得到待追踪混油界面折算流速；基于某一时间和待追踪混油界面折算流速得到待追踪混油界面的位置。6.如权利要求2所述的一种融合先验认知的成品油管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雷，袁子云，邵伟明，刘刚，姬浩洋，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：