[發明專利]一種天然氣管道清管作業的數據倉庫及數據挖掘方法

有效

• 申請號: 202110694989.0
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113254508B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 賈文龍;鄧乾星;吳瑕;李俊逸;雍雪梅;江林峪;孫璐璐
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06F16/2458
• 分類號: G06F16/2458;G06F16/25;G06F30/18;G06F30/20;G06F113/14;G06F119/12;G06F119/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種天然氣管道清管作業的數據倉庫及數據挖掘方法，用于從存儲位置提取清管作業數據并加載到數據倉庫中，從而實現清管作業數據的完整性和一致性，為開展數據挖掘提供技術支持，為評估天然氣管道清管作業安全提供決策依據；該方法的過程包括以下幾個步驟：

步驟一，確定數據源和元數據：(1)確定天然氣管道清管作業的數據源：數據源是清管作業最原始的數據所存放的業務部門或軟件，包括發球站、收球站、天然氣管道沿線的閥室或站場、SCADA系統、調度中心；(2)確定元數據：元數據是天然氣管道清管作業產生的信息記錄和計算結果，包括各業務部門的工作日志、SCADA系統的數據庫、清管作業記錄、天然氣管道的設計資料；

步驟二，天然氣管道清管作業的數據集成；數據集成是利用ETL工具將清管作業數據從數據源中抽取出來，然后根據定義的映射關系，將數據加載到數據倉庫中，并在加載過程中檢查數據的合法性，并將加載結果記錄到數據集成的工作日志中以備查詢；具體如下：

(1)利用ETL工具抽取數據；這并不影響原來分散的應用系統中的清管作業數據，原來存在的異構數據源仍然獨立運作，并為各自的應用系統提供數據服務，不會破壞企業原有的應用架構；

(2)定義一種映射關系；以天然氣管線名稱為文件夾，根據清管作業的發球時間、管道或發球站所在地域定義映射關系；其中，以管道或發球站所在地域定義元數據名稱，以清管作業的發球時間定義元數據的排列方式；

(3)將元數據按照定義關系進行選擇，檢查元數據的格式、定義的合法性，將合法的元數據加載到數據倉庫中，將不合法的元數據隔離在外；

步驟三，建立天然氣管道清管作業的數據倉庫；基于公共的數據模型和軟件開發標準建立天然氣管道清管作業的數據倉庫，采用國際POSC組織的石油勘探開發集成平臺的Epicentre數據模型來構建天然氣管道清管作業的數據倉庫，具體如下：

(1)建立天然氣管道基礎參數數據倉庫：將天然氣管道基礎參數，從數據源中提取出來，以數據集成的方式加載到天然氣管道基礎參數數據倉庫中，從而建立天然氣管道基礎參數數據倉庫；天然氣管道基礎參數數據倉庫包括：管道名稱、管線長度、壁厚、內徑、外徑、粗糙度、管道沿線高程變化情況、設計壓力、設計輸氣量、穿跨越結構、環境溫度、管道沿線站場或閥室的里程及高程；

(2)建立清管作業運行狀態參數數據倉庫：將清管作業運行狀態參數，從數據源中提取出來，以數據集成的方式加載到清管作業運行狀態參數數據倉庫中，從而建立清管作業運行狀態參數數據倉庫；清管作業運行狀態參數數據倉庫包括：發球站壓力和輸氣量、收球站壓力和輸氣量、管道沿線壓力及流量隨時間的變化情況、管道沿線的進分氣情況、清管器運行速度、清管器到達各站場或閥室的時刻、清管時間；

(3)建立清管器參數數據倉庫：將清管器參數，從數據源中提取出來，以數據集成的方式加載到清管器參數數據倉庫中，從而建立清管器參數數據倉庫；清管器參數數據倉庫包括：清管器類型、材料、長度、直徑、過盈量、質量、彈性模量、滑動摩擦系數；

步驟四，天然氣管道清管作業的數據提取：數據提取是根據定義的自動提取數據倉庫模型來天然氣管道清管作業的數據倉庫中的數據信息，并根據定義的映射關系將數據信息加載到不同應用主題的數據集市中；

步驟五，天然氣管道清管作業的數據集市：數據集市是根據所需要的研究或應用主題而建立的數據集合，是開展數據挖掘的直接載體，包括天然氣管道清管作業的壓力數據集市、流量數據集市、清管器運行速度數據集市、清管時間數據集市、地形變化數據集市；

步驟六，天然氣管道清管作業的數據挖掘：數據挖掘是根據不同的研究或應用主題，從數據集市中抽取相關的數據進行分析，并基于適當的算法來挖掘數據背后隱藏的知識。

2.如權利要求1所述的天然氣管道清管作業的數據倉庫及數據挖掘方法，其特征在于，采用ETL工具從數據源中提取天然氣管道管作業數據并加載到數據倉庫中，包括各業務部門的工作日志、SCADA軟件的數據庫、清管作業記錄、天然氣管道的設計資料。

3.如權利要求1所述的天然氣管道清管作業的數據倉庫及數據挖掘方法，其特征在于，基于Epicentre數據模型來構建天然氣管道清管作業的數據倉庫，包括天然氣管道基礎參數數據倉庫、清管作業運行狀態參數數據倉庫、清管器參數數據倉庫。

4.如權利要求1所述的天然氣管道清管作業的數據倉庫及數據挖掘方法，其特征在于，基于不同的應用主題，并定義一種映射關系，來提取數據倉庫中的清管作業歷史數據并加載到數據集市中，包括壓力、流量、地形、清管時間、清管器運行速度共5種數據集市。