【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃气管道检测处理，具体涉及一种燃气管道单元失效识别方法及系统。
技术介绍
1、燃气管道的安全平稳运行对于保障国民经济发展具有重要意义。识别出容易发生失效事故的燃气管道，针对性制定风险削减措施，从而避免任何事故发生是维护燃气管道安全的重要举措。然而，燃气管道数量庞大，中等规模城市就有上千条燃气管道，且相互交错为复杂的环-枝状结构，从中识别出容易失效的燃气管道具有巨大难度。
2、现有相关技术中，通过将燃气管道划分为线形管道单元，继而基于获取的基础数据逐一进行管道风险评价，可识别出容易失效的管道。
3、在实现本专利技术过程中，发现现有相关技术至少存在以下问题：
4、基于线形管道单元进行风险评价的方式仅适用于周边社会环境相对简单的、结构为枝状的长输油气管道。对于燃气管道而言，管道周边社会环境因素复杂，燃气管道会被划分为多个线形管道单元，500公里的燃气管道一般需要被划分为2000多个线形管道单元，且每个管道单元均要获取上百条基础数据，导致识别易失效管道的工作量巨大、识别周期长，极大占用企业的管理资源，无法动态感知失效风险的变化。因此，亟需研发适配燃气管道环-枝状结构特征的高效易失效管道识别方法，支撑燃气管道风险预评价技术的形成与发展，助力燃气管道风险动态评价及风险管控。
5、目前，从良好适用于环-枝状结构燃气管道的角度出发，将复杂的环-枝状结构燃气管道划分为若干环状结构区域管道单元，协同运用改进的模糊聚类分析及模糊综合评判方法，高效批量识别易失效管道的成果尚未有见。应当提出更
技术实现思路
1、至少为克服其中一种上述内容提到的缺陷，本专利技术提出一种燃气管道单元失效识别方法及系统，通过将燃气管道划分为若干基环结构的区域管道单元，应用相向禁忌广度优先基环搜索、改进的模糊聚类和改进的模糊综合评判方法，能够以较小的工作量完成区域管道单元(“管道集合”)的易失效等级评判，转变长周期、巨大工作量、逐一管道进行的风险评价为动态化、小工作量、“管道集合”批量管道的易失效识别，可以支撑管理者创立风险预评价技术，动态掌握燃气管道的易失效等级及制定针对性管控措施，能够解决现有技术不适用于环-枝状城镇燃气管道且识别效率低下、工作量巨大等问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术公开的识别方法可采用如下技术方案：
3、一种燃气管道单元失效识别方法，包括：
4、在燃气管网中设置分段点，并获取相邻分段点之间的综合失效因素数据；
5、应用相向禁忌广度优先基环搜索方法确定目标环-枝状燃气管网中的所有基环；
6、基于燃气管道综合失效因素数据及求得的基环，采用模糊聚类方法将燃气管道聚类为的基础管道单元；
7、应用空间广度优先搜索方法和模糊聚类方法，将空间上临近的若干个基础管道单元聚类成区域管道单元；
8、将各区域管道单元中所有管道的综合失效因素数据占比整合为因素集，并设定评价等级后建立对应的评价集，运用模糊综合评价方法评定所有区域管道单元的对应等级并归入评价集。
9、上述公开的识别方法，针对现有相关技术不适用于环-枝状燃气管网、效率低下、工作量大、极大占用管理资源等问题，突破传统易失效管道识别采用线形管道单元、逐一风险评价的固定模式，考虑燃气管网环-枝状结构特征，创建耦合基环结构的区域管道单元，将数量庞大的燃气管道划分若干区域管道单元，继而批量识别出易失效管道，将易失效管道识别的工作量有效降低，显著缩短了识别周期，避免了城镇燃气管道管理资源的浪费。
10、进一步的，本专利技术针对易失效燃气管道识别常态化的需求，提出了相向禁忌广度优先基环搜索算法，可以高效获取环-枝状燃气管网中的基环，相向禁忌广度优先基环搜索算法被证明可减少7/9的计算量，基于此算法可提升计算速度，快速得到易失效管道的识别结果。具体的，确定目标环-枝状燃气管网中的所有基环包括如下过程：
11、s201：以目标管网中的分段点为顶点，以分段点之间的管道为边，建立无向图g；
12、s202：以无向图g中的一条边t的其中一个顶点为起始点，以另外一个顶点为终止点，选取起始点为当前点a，选取终止点为当前点b，记录t为连接当前点a和b的搜索边；
13、s203：标记当前点a为正向已搜索，当前点b为反向已搜索，应用广度优先搜索方法得到未被标记正向已搜索且与当前点a相连接的顶点集a，同步得到与未被标记反向已搜素且与当前点b相连接的顶点集b，记录与当前点a相连接的搜索边为正向先导边，与当前点b相连接的搜索边为反向先导边；
14、s204：计算顶点集a中的顶点与当前点a的连接边和正向先导边的夹角，将夹角最小的顶点标记为正向禁忌点，记录正向禁忌点与当前点a的连接边为搜索边；同步计算顶点集b中顶点与当前点b的连接边和反向先导边的夹角，将夹角最小的顶点标记为反向禁忌点，记录反向禁忌点与当前点a的连接边为搜索边；
15、s205：依次判断a中的顶点是否为反向已搜索，同步依次判断b中的顶点是否为正向已搜索，若a或b中的全部顶点均没有标记，则随机选取a或b中非正向禁忌点或非反向禁忌点之外的一个顶点为新的当前点a或当前点b，并重新从s203开始执行处理；若a或b中的顶点存在标记，则依据搜索顺序从标记的顶点向起始点及终止点获取管道路径，并与所选取的边t构成基环，标记构成基环的管道为已遍历；
16、s206：选取其他未遍历的管道作为边t，重新从s202开始执行处理，直至所有管道均被标记为已遍历。
17、进一步的，本专利技术针对传统聚类分析方法对于基础数据准确度要求高、而人工采集基础数据时容易录入不准确的问题，提出了改进的模糊聚类方法，可以在兼容一定基础数据偏差的条件下，保证基环管道单元聚类结果的准确性。具体的，基于燃气管道综合失效因素数据及求得的基环，采用模糊聚类方法将燃气管道聚类为的基础管道单元，包括如下过程：
18、s301：基于目标环-枝状城镇燃气管网中的所有基环，以其中一个基环包含的所有管道为聚类对象，基于其中两条管道的综合失效因素数据，计算任意两条管道的模糊相似系数，建立模糊相似矩阵；
19、s302：基于模糊相似矩阵得到所选取基环的截矩阵，据此判断所选取基环中的所有管道是否可以构成基环管道单元，若是，则选取新的基环并从s301重新计算处理，直至所有基环均已完成聚类分析并标记；若否，则进行步骤s303；
20、s303：对于不能构成基环管道单元的基环中的管道，以及目标环-枝状管网中除去基环的管道进行聚类分析并标记，得到线形管道单元；
21、s304：聚类分析及标记完成后，基环管道单元和线形管道单元共同构成基础管道单元。
22、再进一步，步骤s301中所述模糊相似矩阵为r＝(rij)m×m，计算两条管道的模糊相似系数时，采用如下方式：
23、
24、式中，rij为所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，确定目标环-枝状燃气管网中的所有基环包括如下过程：
3.根据权利要求1所述的燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，基于燃气管道综合失效因素数据及求得的基环，采用模糊聚类方法将燃气管道聚类为的基础管道单元，包括如下过程：
4.根据权利要求3所述的燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，步骤S301中所述模糊相似矩阵为R＝(rij)m×m，计算两条管道的模糊相似系数时，采用如下方式：
5.根据权利要求3或4所述的燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，应用空间广度优先搜索方法和模糊聚类方法，将空间上临近的若干个基础管道单元聚类成区域管道单元，包括如下过程：
6.根据权利要求1所述的燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，将各区域管道单元中所有管道的综合失效因素数据占比整合为因素集包括如下过程：
7.根据权利要求1或6所述的燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，设定评价等级后建立对应的评价集，运用模糊综合评
8.根据权利要求7所述的燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，按照如下方式通过均衡平移法得到改进的权重：
9.一种燃气管道单元失效识别系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的燃气管道单元失效识别系统，其特征在于，所述的管道确定模块包括：
...【技术特征摘要】
1.一种燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，确定目标环-枝状燃气管网中的所有基环包括如下过程：
3.根据权利要求1所述的燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，基于燃气管道综合失效因素数据及求得的基环，采用模糊聚类方法将燃气管道聚类为的基础管道单元，包括如下过程：
4.根据权利要求3所述的燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，步骤s301中所述模糊相似矩阵为r＝(rij)m×m，计算两条管道的模糊相似系数时，采用如下方式：
5.根据权利要求3或4所述的燃气管道单元失效识别方法，其特征在于，应用空间广度优先搜索方法和模糊聚类方法，将空间上临近的若干个...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐哲，刘永滨，梁海滨，张季娜，王智学，薛庆，杜华，周宏健，李琦，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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