[發(fā)明專利]一種煉化裝置管網(wǎng)完整性大數(shù)據(jù)管理體系

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111428865.4
• 申請(qǐng)日: 2021-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114117699A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙斌;李莎莎;高殿奎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧石油化工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/18
• 分類號(hào): G06F30/18;G06F30/27;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06K9/62;G06N3/00;G06F111/08;G06F113/14
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本發(fā)明涉及一種煉化裝置管網(wǎng)完整性大數(shù)據(jù)管理體系；包括如下構(gòu)建步驟：步驟1煉化裝置管網(wǎng)完整性管理體系大數(shù)據(jù)管理體系的構(gòu)造，步驟2改進(jìn)鯨魚(yú)算法的設(shè)計(jì)，步驟3K?MAX聚類算法的確定；步驟4基于改進(jìn)鯨魚(yú)算法的K?MAX聚類算法的優(yōu)化；步驟5煉化裝置管網(wǎng)完整性管理的異常數(shù)據(jù)標(biāo)記。利用以上構(gòu)造的煉化裝置完整性大數(shù)據(jù)管理體系，能夠準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，進(jìn)而能夠發(fā)現(xiàn)煉化裝置管網(wǎng)完整性管理存在的缺陷，從而能夠及時(shí)改進(jìn)煉化裝置管網(wǎng)完整性管理體系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管網(wǎng)完整性大數(shù)據(jù)管理體系，尤其涉及一種基于改進(jìn)鯨魚(yú)算法-K-MAX聚類算法的煉化裝置管網(wǎng)完整性大數(shù)據(jù)管理體系。

背景技術(shù)

隨著煉化裝置管網(wǎng)完整性管理的不斷深化，煉化裝置管網(wǎng)完整性管理的信息化系統(tǒng)建設(shè)成為了一大趨勢(shì)，信息化建設(shè)水平是完整性管理水平提升的關(guān)鍵。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多管網(wǎng)完整性管理的軟件，但是軟件主要是關(guān)注完整性管理評(píng)價(jià)，而有關(guān)對(duì)完整性管理業(yè)務(wù)流程軟件比較少。此外，完整性管理軟件系統(tǒng)的構(gòu)建主要集中在油氣管道和儲(chǔ)罐，缺乏煉油裝置管網(wǎng)的完整性管理系統(tǒng)，因此，構(gòu)建一套煉油裝置管網(wǎng)完整性管理系統(tǒng)非常重要。

煉油裝置管網(wǎng)完整性管理業(yè)務(wù)流程眾多且復(fù)雜，產(chǎn)生大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和日志數(shù)據(jù)，因此，應(yīng)該采用一種先進(jìn)的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)對(duì)煉油裝置管網(wǎng)完整性管理中的巨量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)藏的規(guī)律，針對(duì)分析結(jié)果實(shí)時(shí)地調(diào)整完整性管理措施，確保煉油裝置管網(wǎng)完整性管理有效性，從而能夠提高煉化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。大數(shù)據(jù)環(huán)境下煉化裝置管網(wǎng)完整性管理的數(shù)據(jù)收集和分析非常復(fù)雜，應(yīng)該尋求一種有效的技術(shù)進(jìn)行煉化裝置管網(wǎng)完整性管理大數(shù)據(jù)的處理。在煉化裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，管網(wǎng)完整性管理的大數(shù)據(jù)非常復(fù)雜，一旦發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)也隨之而變，有效地發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常能夠有效防止煉化裝置的事故發(fā)生，而已有的大數(shù)據(jù)處理算法，諸如C均值聚類算法、峰值密度算法等，存在適應(yīng)性差和可靠性低的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種基于改進(jìn)鯨魚(yú)算法-K-MAX聚類算法的煉化裝置管網(wǎng)完整性大數(shù)據(jù)管理體系。通過(guò)設(shè)計(jì)出改進(jìn)鯨魚(yú)算法，對(duì)高斯混合聚類算法的基本參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，從而提高煉化裝置管網(wǎng)完整性管理大數(shù)據(jù)分析的可靠性。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟：

步驟1：構(gòu)建煉化裝置管網(wǎng)完整性大數(shù)據(jù)管理體系的架構(gòu)，如下所示：

(1)業(yè)務(wù)管理模塊：該模塊包括了煉化裝置管網(wǎng)完整性管理的大數(shù)據(jù)信息，依據(jù)煉化裝置管網(wǎng)完整性管理措施進(jìn)行日常完整性管理，對(duì)業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。

(2)技術(shù)支持模塊：該模塊包括煉化裝置管網(wǎng)完整性管理的技術(shù)和知識(shí)集成的大數(shù)據(jù)信息，為煉化裝置管網(wǎng)完整性管理提供技術(shù)服務(wù)。

(3)效能管理模塊：該模塊包括了煉化裝置管網(wǎng)完整性管理效能檢測(cè)和評(píng)價(jià)的大數(shù)據(jù)信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)煉化裝置管網(wǎng)完整性管理存在的缺陷，提出改進(jìn)措施。

(4)基礎(chǔ)信息模塊：該模塊包括了煉化裝置管網(wǎng)的基礎(chǔ)信息，可以對(duì)煉化裝置管數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。

步驟2：改進(jìn)鯨魚(yú)算法設(shè)計(jì)

為了能夠優(yōu)化聚類算法的初始中心和數(shù)量，構(gòu)建改進(jìn)鯨魚(yú)算法對(duì)這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。改進(jìn)鯨魚(yú)算法的步驟如下：

步驟2-1：泡網(wǎng)攻擊

鯨魚(yú)的覓食習(xí)慣是成群活動(dòng)，在鯨魚(yú)覓食時(shí)，單個(gè)鯨魚(yú)按照隨機(jī)概率確定覓食方式。

在泡網(wǎng)攻擊過(guò)程中，將個(gè)體鯨魚(yú)選擇位置更新模式的行為概率設(shè)置為ε，泡網(wǎng)攻擊模型如下^[8]：

式中，n表示當(dāng)前的迭代次數(shù)，L(n)表示頭鯨的當(dāng)前位置。L^*(n)表示鯨群的最優(yōu)覓食位置，S表示對(duì)數(shù)螺旋覓食路徑的形狀系數(shù)，表示0和1之間的任意數(shù)，S和可以控制鯨魚(yú)個(gè)體螺旋位置更新形式，表示任意向量。