一种埋地管道的安全评估方法、系统、设备和存储介质技术方案

本发明专利技术涉及管道安全评估技术领域，公开了一种埋地管道的安全评估方法、系统、设备和存储介质，包括获取待评估管道的管道特征参数；将所述管道特征参数输入预先建立的安全评估模型，得到安全评估参数；所述安全评估模型包括破坏概率曲线函数、破坏点概率密度函数和累积概率分布函数；根据所述安全评估参数，对所述待评估管道进行安全评估。本发明专利技术将埋地管道的理论失效评价方法与机器技术相结合，通过理论理算模型来满足搭建回归模型的数据需求，并通过回归模型对埋地管道基于应变的评价准则中所需的评价指标进行预测，实现了快速准确的获取管道应变数据的效果，为评估管道安全提供准确的评价参数。准确的评价参数。准确的评价参数。

【技术实现步骤摘要】
一种埋地管道的安全评估方法、系统、设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及管道安全评估
，特别是涉及一种埋地管道的安全评估方法、系统、设备和存储介质。

技术介绍

[0002]由于埋地管道运行长度较长，而大部分会因地面位移而发生断裂失效破坏。并且由于地下工作环境恶劣，影响因素多且随机性强，埋地管道具有更高的运行风险和更高的故障发生概率。局部屈曲与拉裂破坏是管道运行中常见的破坏类型，直接影响管道的局部应变、剩余强度和疲劳寿命。通常需要通过安全评估来确定局部屈曲与拉裂破坏的严重程度，以判断是否对变形管段进行修复或更换。目前，国内外学者提出了基于应变的评价准则，分别应变作为修复管道的衡量标准。因此，如何准确快速高效的获取管道的应变数据就成为了评价管道安全性的重要问题之一。
[0003]目前常用的方法是采用现场监测、试验或者有限元数值分析，但由于现场监测或者试验价格昂贵，且测量数据通常受人为等环境的影响，而有限元数值分析往往建模复杂，计算效率低，计算要求高，收敛性差。理论解析具有计算效率高，通用性强，分析准确的特点，具有较高的推广应用价值，然而目前的理论解析通常无法获取管道各点的应变数据，无法评估管道各点的局部屈曲以及拉伸破裂状态，且无法评价管道的破坏点位置，导致理论计算方法的使用存在较大局限性极大限制了理论解析的发展。此外，这些传统的安全分析都是建立在确定性的量化基础上的，而忽略了地面运动、几何、材料和结构特性等参数的不确定性与随机性。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种埋地管道的安全评估方法、系统、设备和存储介质，以能够解决现有评估方法存在对应变数据的获取难度大、准确性低、计算要求高、参数单一、无法考虑多维参数随机性等问题，达到快速准确的获取管道应变数据，为评估埋地管道安全性提供准确依据的目的。
[0005]为了达到上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种埋地管道的安全评估方法，所述方法包括：
[0006]获取待评估管道的管道特征参数；
[0007]将所述管道特征参数输入预先建立的安全评估模型，得到安全评估参数；所述安全评估模型包括破坏概率曲线函数、破坏点概率密度函数和累积概率分布函数；
[0008]根据所述安全评估参数，对所述待评估管道进行安全评估。
[0009]进一步地，建立所述安全评估模型的步骤包括：
[0010]构建管道数据集，所述管道数据集包括若干组样本数据，每组所述样本数据均包括管道特征参数、最大应变值和破坏点位置；
[0011]对所述破坏点位置进行统计分析，建立破坏点概率密度函数和累积概率分布函
数；
[0012]将所述最大应变值与预设的临界应变值相比较，得到生存故障向量，并对所述生存故障向量进行逻辑回归，建立以位移荷载为条件的破坏概率曲线函数；
[0013]将所述破坏概率曲线函数、所述破坏点概率密度函数和所述累积概率分布函数作为安全评估模型。
[0014]进一步地，所述构建管道数据集的步骤包括：
[0015]对埋地管道的弯曲行为进行受力分析，建立管道应变模型；
[0016]将预设的第一管道特征参数输入所述管道应变模型，得到第一最大应变值和第一破坏点位置，并将所述第一管道特征参数、所述第一最大应变值和所述第一破坏点位置作为第一样本数据，以构建第一管道数据集；
[0017]对所述第一管道数据集进行回归分析，建立管道回归模型；
[0018]将预设的第二管道特征参数输入所述管道回归模型，得到第二最大应变值和第二破坏点位置，并将所述第二管道特征参数、所述第二最大应变值和所述第二破坏点位置作为第二样本数据；
[0019]根据所述第二样本数据对所述第一管道数据集进行更新，得到管道数据集。
[0020]进一步地，所述对埋地管道的弯曲行为进行受力分析，建立管道应变模型的步骤包括：
[0021]采用有限差分法对埋地管道的弯曲行为进行受力分析，得到所述埋地管道的弯曲应变和轴向应变；
[0022]根据所述弯曲应变和所述轴向应变，建立所述埋地管道的拉应变函数和压应变函数，并将所述拉应变函数和所述压应变函数作为管道应变模型；
[0023]其中，采用如下公式表示所述管道应变模型：
[0024]ε
t,i
＝ε
a,i
‑
ε
b,i
‑1[0025]ε
c,i
＝ε
a,i
+ε
b,i
‑1[0026]式中，ε
t
表示管顶应变，ε
c
表示管底应变，ε
b
表示弯曲应变，ε
a
表示轴向应变，i表示第i个管道节点。
[0027]进一步地，所述采用有限差分法对埋地管道的弯曲行为进行受力分析，得到所述埋地管道的弯曲应变和轴向应变的步骤包括：
[0028]将埋地管道离散成多个管道节点，并根据节点弯矩对管道弯曲进行分析，得到所述管道节点的挠度微分控制方程；
[0029]根据所述挠度微分控制方程，计算得到所述管道节点的管道挠度和弯矩向量；
[0030]根据所述管道挠度，计算得到所述管道节点的轴向应变，并根据所述弯矩向量，计算得到所述管道节点的弯曲应变。
[0031]进一步地，采用如下公式表示所述破坏概率曲线函数：
[0032][0033]式中，x
j
表示第j个管道特征参数，f(x
j
)表示第j个管道特征参数的概率密度参数，
Δf表示位移荷载，θ0、θ
Δf
和θ
j
均表示逻辑回归系数。
[0034]进一步地，所述第一管道特征参数和所述第二管道特征参数均为多维随机参数。
[0035]第二方面，本专利技术提供了一种埋地管道的安全评估系统，所述系统包括：
[0036]管道数据获取模块，用于获取待评估管道的管道特征参数；
[0037]评估参数生成模块，用于将所述管道特征参数输入预先建立的安全评估模型，得到安全评估参数；所述安全评估模型包括破坏概率曲线函数、破坏点概率密度函数和累积概率分布函数；
[0038]管道安全评估模块，用于根据所述安全评估参数，对所述待评估管道进行安全评估。
[0039]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0040]第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0041]本专利技术提供了一种埋地管道的安全评估方法、系统、计算机设备和存储介质。通过所述方法，将埋地管道的理论失效评价方法与机器技术相结合,克服了现有技术中获取埋地管道各点应变所存在的难度大、准确性低、计算要求高、工程实际运用难度大等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种埋地管道的安全评估方法，其特征在于，包括：获取待评估管道的管道特征参数；将所述管道特征参数输入预先建立的安全评估模型，得到安全评估参数；所述安全评估模型包括破坏概率曲线函数、破坏点概率密度函数和累积概率分布函数；根据所述安全评估参数，对所述待评估管道进行安全评估。2.根据权利要求1所述的埋地管道的安全评估方法，其特征在于，建立所述安全评估模型的步骤包括：构建管道数据集，所述管道数据集包括若干组样本数据，每组所述样本数据均包括管道特征参数、最大应变值和破坏点位置；对所述破坏点位置进行统计分析，建立破坏点概率密度函数和累积概率分布函数；将所述最大应变值与预设的临界应变值相比较，得到生存故障向量，并对所述生存故障向量进行逻辑回归，建立以位移荷载为条件的破坏概率曲线函数；将所述破坏概率曲线函数、所述破坏点概率密度函数和所述累积概率分布函数作为安全评估模型。3.根据权利要求2所述的埋地管道的安全评估方法，其特征在于，所述构建管道数据集的步骤包括：对埋地管道的弯曲行为进行受力分析，建立管道应变模型；将预设的第一管道特征参数输入所述管道应变模型，得到第一最大应变值和第一破坏点位置，并将所述第一管道特征参数、所述第一最大应变值和所述第一破坏点位置作为第一样本数据，以构建第一管道数据集；对所述第一管道数据集进行回归分析，建立管道回归模型；将预设的第二管道特征参数输入所述管道回归模型，得到第二最大应变值和第二破坏点位置，并将所述第二管道特征参数、所述第二最大应变值和所述第二破坏点位置作为第二样本数据；根据所述第二样本数据对所述第一管道数据集进行更新，得到管道数据集。4.根据权利要求3所述的埋地管道的安全评估方法，其特征在于，所述对埋地管道的弯曲行为进行受力分析，建立管道应变模型的步骤包括：采用有限差分法对埋地管道的弯曲行为进行受力分析，得到所述埋地管道的弯曲应变和轴向应变；根据所述弯曲应变和所述轴向应变，建立所述埋地管道的拉应变函数和压应变函数，并将所述拉应变函数和所述压应变函数作为管道应变模型；其中，采用如下公式表示所述管道应变模型：ε
t,i
＝ε
a,i
‑
ε
b,i
‑1ε

【专利技术属性】
技术研发人员：倪芃芃，李剑锋，林存刚，覃小纲，叶明鸽，陈清树，刘凯文，高军，巫志文，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室珠海，
类型：发明
国别省市：