| 基于参数优化神经网络的海底油气管道腐蚀泄漏预测 |
| |
| 引用本文： | 鲁中歧,肖文生,崔俊国,张杨,王魁涛,尹丰. 基于参数优化神经网络的海底油气管道腐蚀泄漏预测[J]. 科学技术与工程, 2022, 22(20): 8673-8682 |
| |
| 作者姓名： | 鲁中歧 肖文生 崔俊国 张杨 王魁涛 尹丰 |
| |
| 作者单位： | 中国石油大学（华东）;中海油研究总院有限责任公司 |
| |
| 基金项目： | 国家工信部高技术船舶项目(项目编号:2018GXB01-02-003)。 |
| |
| 摘 要： | 为有效预测海底管道因腐蚀导致的泄漏风险，提出了一种海底管道腐蚀泄漏预测模型，首先采用斯皮尔曼相关系数分析各影响因素间的相关性，随后基于随机森林袋外数据进行各因素的重要性排序，剔除掉相关性较高且重要性较小的因素，利用筛选出的数据建立前馈神经网络和随机森林回归预测模型，并利用粒子群算法对神经网络预测模型的权值、阈值进行了优化，构建粒子群优化下的神经网络预测模型。经分析结果表明：神经网络预测模型在5组随机模型训练中平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)的平均值分别为1.59、 3.37，均高于随机森林回归预测模型，说明该模型误差较大，但决定系数(R2)较随机森林回归预测模型高0.13，因决定系数越接近于1，模型拟合越好，故随机森林回归预测模型较神经网络预测模型拟合度较差，长期预测误差较高，因此可采用粒子群算法对神经网络进行优化，优化后的模型MAE为0.79，MSE为0.7293，R2为0.9151，可见优化后的神经网络预测模型在保证精度的基础上提高了稳定性，预测效果更优。最后编制了集随机森林回归、神经网络及粒子群优化下的神经网络为一体的多模型管道腐蚀预测软件。为海底管道泄漏风险的精准预测以及高效控制提供了依据，在海洋油气运输安全方面具有重要意义。
|
| 关 键 词： | 海底管道腐蚀预测 斯皮尔曼相关系数 随机森林回归 BP神经网络 粒子群优化 |
| 收稿时间： | 2022-01-14 |
| 修稿时间： | 2022-04-15 |
Research on corrosion leakage prediction of submarine oil and gas pipeline based on neural network for parameter optimization |
| |
| Lu Zhongqi,Xiao Wensheng,Cui Junguo,Zhang Yang,Wang Kuitao,Yin Feng. Research on corrosion leakage prediction of submarine oil and gas pipeline based on neural network for parameter optimization[J]. Science Technology and Engineering, 2022, 22(20): 8673-8682 |
| |
| Authors: | Lu Zhongqi Xiao Wensheng Cui Junguo Zhang Yang Wang Kuitao Yin Feng |
| |
| Affiliation: | China University Of Petroleum |
| |
| Abstract: | |
| |
| Keywords: | corrosion prediction of submarine pipeline spearman correlation coefficient random forest regression(RFR) back propagation neural network(BPNN) particle swarm optimization |
|
| 点击此处可从《科学技术与工程》浏览原始摘要信息 |
|
点击此处可从《科学技术与工程》下载全文 |
