[發(fā)明專利]一種隨機(jī)多裂紋隨機(jī)擴(kuò)展的預(yù)測(cè)與控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110386444.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN113112024B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳韜略;張鵬;伍穎;侯向秦;陳利瓊;劉思銘;黃云飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G06N7/00
• 分類號(hào): G06N7/00;G06K9/62;F17D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種隨機(jī)多裂紋隨機(jī)擴(kuò)展的預(yù)測(cè)與控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：步驟S1：將裂紋萌生以及其擴(kuò)展過程視為隨機(jī)過程，將不同位置以及方向的裂紋分布視為隨機(jī)場；步驟S2：建立笛卡爾坐標(biāo)系，將結(jié)構(gòu)中存在的所有裂紋分解到(x,y,z)方向上，同時(shí)考慮時(shí)空效應(yīng)，形成6N維隨機(jī)狀態(tài)系統(tǒng)；步驟S3：確定所有接收到的歷史數(shù)據(jù)樣本的分布類型以及分布參數(shù)，所述歷史數(shù)據(jù)樣本包括：裂紋位置上的應(yīng)力分布、裂紋深度及形狀系數(shù)，利用Paris公式對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行初步擬合，建立隨機(jī)過程模型；步驟S4：利用馬爾科夫鏈蒙特卡洛算法確定模型未知參數(shù)并優(yōu)化模型；步驟S5：結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)估，利用K-means聚類將所有裂紋劃分為安全階段、欠安全階段、危險(xiǎn)階段三類，并用Silhouette函數(shù)繪制輪廓圖判斷K-means聚類是否合理；步驟S6：對(duì)不同類別的裂紋采取不同的措施：對(duì)于處在安全階段的裂紋不用采取措施，對(duì)欠安全階段的裂紋進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并利用貝葉斯更新方法進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，對(duì)于處在危險(xiǎn)階段的裂紋需要進(jìn)行及時(shí)修復(fù)處理；步驟S7：泛函分析，確定最優(yōu)控制解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨機(jī)多裂紋隨機(jī)擴(kuò)展的預(yù)測(cè)與控制方法的 系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括如下模塊：(a)監(jiān)測(cè)對(duì)象：含有多裂紋缺陷的運(yùn)行管道；(b)無損監(jiān)測(cè)模塊；(c)數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊；(d)控制模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨機(jī)多裂紋隨機(jī)擴(kuò)展的預(yù)測(cè)與控制方法的 系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)所包含的主要模塊作用如下：(b)無損監(jiān)測(cè)模塊的作用在于不影響管道正常運(yùn)行的前提下提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲取歷史樣本數(shù)據(jù)，并將管道中的所有裂紋參數(shù)輸入(c)數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊；(c)數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊的作用在于對(duì)歷史樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建模及其優(yōu)化，聚類分析以及裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)，并將分析結(jié)果傳輸給(d)控制模塊；(d)控制模塊作用在于針對(duì)輸出結(jié)果提供決策，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)控制，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。