本文選題：伽馬過程 + 逆高斯過程��； 參考：《西安建筑科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：腐蝕是引起石油天然氣輸送管道受損的關鍵因素,會降低管道剩余強度,縮短管道剩余壽命,增大管道的檢修難度和運行費用;因此,研究腐蝕引起的管道服役壽命變化等具有重要的經(jīng)濟效益和社會價值。為解決腐蝕油氣管道的剩余壽命預測及維修等可靠性問題,本文展開基于伽馬過程、逆高斯過程的生存分析模型預測管道剩余壽命以及基于故障管道檢修的馬爾科夫建模優(yōu)化管道維修的深入研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)為實現(xiàn)油氣輸送腐蝕管道定期維修經(jīng)濟最優(yōu)化,本文基于伽馬過程和可靠性相關理論,提出管道剩余壽命預測和維修策略優(yōu)化方法。首先,采用伽馬過程擬合管道腐蝕深度的變化規(guī)律;其次,建立腐蝕管道剩余壽命預測模型,進而計算其期望剩余壽命;最后,建立以維修程度、預防性維護最大值和平均剩余壽命為優(yōu)化變量,期望費用率最低為目標的維修決策優(yōu)化模型,確定最佳維修次數(shù)和期望費用率。(2)為提供管道安全管理最優(yōu)維修方案,本文建立油氣輸送管道逆高斯-狀態(tài)空間腐蝕退化過程模型和維修決策優(yōu)化模型。首先,根據(jù)腐蝕機理建立逆高斯-狀態(tài)空間退化過程模型;其次,運用EM-PF方法估計模型參數(shù),進而預測管道剩余壽命;最后,根據(jù)所建立腐蝕油氣管道維修決策優(yōu)化模型,計算模型最優(yōu)的維修更換時間和最小費用。(3)為研究考慮隨機性、概率風險定量顯著的腐蝕油氣輸送管道檢修優(yōu)化問題,本文建立基于故障多發(fā)的腐蝕管道完善檢修的隨機模型。首先,利用威布爾分布計算依據(jù)管壁厚度所劃分各生命周期階段的轉(zhuǎn)移概率;其次,建立定期檢修程序;最后,采用蒙特卡羅仿真退化模型測定腐蝕缺陷深度的預期增長。作為油氣輸送管道腐蝕建模與仿真的基礎性研究,本論文為油氣輸送管道腐蝕的深入研究提供了新的角度與方法,有助于深化對油氣輸送管道特別是剩余壽命以及優(yōu)化維修策略的認識。所提出的基于伽馬過程、逆高斯過程的生存分析模型和基于泄露故障的檢修模型,案例分析表明具有一定的實用性,有助于提高可油氣輸送管道安全管理水平,減少傷亡事故。
[Abstract]:Corrosion is the key factor that causes the damage of oil and gas pipeline. It will reduce the residual strength of pipeline, shorten the remaining life of pipeline, increase the maintenance difficulty and operation cost of pipeline. It is of great economic and social value to study the variation of service life of pipeline caused by corrosion. In order to solve the reliability problems such as residual life prediction and maintenance of corroded oil and gas pipelines, this paper develops a gamma-ray process. The survival analysis model of inverse Gao Si process is used to predict the remaining life of pipeline, and the Markov model based on fault pipeline maintenance to optimize pipeline maintenance is deeply studied. The main research contents are as follows: (1) in order to realize the economic optimization of periodic maintenance of corroded pipelines for oil and gas transportation, based on the theory of gamma process and reliability, this paper puts forward the methods of predicting the remaining life of pipelines and optimizing the maintenance strategy. First, the gamma process is used to fit the variation rule of corrosion depth of pipeline; secondly, a prediction model of residual life of corroded pipeline is established, and then its expected residual life is calculated. The optimal maintenance decision model with the maximum value and average residual life of preventive maintenance as the optimization variable and the lowest expected cost rate as the objective, the optimal maintenance times and the expected cost rate are determined to provide the optimal maintenance scheme for pipeline safety management. In this paper, the inverse Gao Si-state space corrosion degradation process model and maintenance decision optimization model of oil and gas pipeline are established. Firstly, according to the corrosion mechanism, the inverse Gao Si-state space degradation process model is established; secondly, the parameters of the model are estimated by using EM-PF method, and then the remaining life of pipeline is predicted. Finally, according to the established maintenance decision optimization model of corroded oil and gas pipeline, The optimal maintenance and replacement time and minimum cost of the model. In order to study the stochastic and probabilistic risk quantitative and significant corrosion pipeline maintenance optimization problem, this paper establishes a stochastic model based on fault-prone corrosion pipeline perfect maintenance. First, Weibull distribution is used to calculate the transition probability of each life cycle according to the thickness of pipe wall; secondly, a periodic overhaul procedure is established; finally, the expected growth of corrosion defect depth is determined by Monte Carlo simulation degradation model. As the basic research of corrosion modeling and simulation of oil and gas transportation pipeline, this paper provides a new angle and method for the further study of oil and gas pipeline corrosion. It is helpful to deepen the understanding of oil and gas pipeline, especially the residual life, and optimize the maintenance strategy. The survival analysis model based on gamma process, inverse Gao Si process and maintenance model based on leakage fault are proposed. The case analysis shows that the model is practical, which is helpful to improve the safety management level of oil-gas pipeline and reduce casualties.
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE988.2

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