[发明专利]一种基于K-近邻法的管道应变特征分类计算方法及系统

说明书

本申请公开了一种基于K‑近邻法的管道应变特征分类计算方法及系统，涉及管道系统技术领域，所述方法包括：通过利用IMU检测技术，获得在役管道内的检测数据集合后；对其进行降噪处理，获得重构后的标准检测数据集合；进而对标准检测数据集合分别进行计算机算法的垂直、水平分量计算，获得在役管道的垂直应变和水平应变；进而创建管道应变特征矩阵，且进行数据整合，获得在役管道内的各点弯曲应变集合；基于此，构建在役管道的应变特征分类混淆矩阵，方可进行预测分类，获得管道内检测数据的目标分类结果。

技术领域

本申请涉及管道系统技术领域，尤其涉及一种基于K-近邻法的管道应变特征分类计算方法及系统。

背景技术

由于长输油气管道的特性，其往往经过一些地质条件不稳定区域或自然灾害区，如地震区、冻土区、流沙区等。这些区域常常发生沉降、滑坡、断层蠕变、地震地面位移、冻胀及融沉等灾害，造成管道发生大的横向位移、变形，从而在管体局部产生较大的弯曲应变，严重时导致管道失稳或材料破坏。由于自然灾害引起的局部弯曲应变处的管体除承受正常的内压载荷外，还承受弯曲应变附加的弯曲应力载荷，因此管道弯曲应变的存在严重影响管道的结构完整性与运行安全，特别是弯曲应变处存在严重缺陷时更容易导致管道失效。在某些易受地质灾害的油气管道运行时，发生过多起由于土体沉降而导致管道弯曲变形处螺旋焊缝缺陷在内压与弯曲载荷共同作用下发生的焊缝开裂事故。因此，管道位移与弯曲应变的存在严重影响了管道的结构完整性，这使得在海底、山区、地质非稳定区、冻土区等的管道风险更高。所以，如何通过检测的手段来获取长输管道的应变信息成为近年来管道运营商所关注的问题，这对于预防事故发生、保证管道本体安全具有重大的意义。

基于高精度战术级惯性测量单元(IMU)的管道弯曲应变内检测已成为近年来油气管道的常规做法。通过IMU测量得到的弯曲应变结果可以分析发现地表沉降等导致的高应变管段。与现有的位移检测技术相比，IMU内检测可以全线逐点检测管道的弯曲应变和位移，对管道的弯曲应变和位移监测更加全面和精确。多次重复进行IMU内检测可以监测管道位移变化和变化率，及时报告管道位移变化较大的缺陷点和管道位移变化较快的点，从而对管道应变进行有效的监测和预警，便于及时主动维修管道缺陷点和排除导致管道位移的环境因素。

然而现有技术中存在人工识别的方法进行可能的地质灾害高风险段识别工作，存在判别标准不一致、识别效率低、误判率较高的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于K-近邻法的管道应变特征分类计算方法及系统，用以解决现有技术中存在人工识别的方法进行可能的地质灾害高风险段识别工作，存在判别标准不一致、识别效率低、误判率较高的技术问题。

鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种基于K-近邻法的管道应变特征分类计算方法及系统。

第一方面，本申请提供了一种基于K-近邻法的管道应变特征分类计算方法，所述方法通过一种基于K-近邻法的管道应变特征分类计算系统实现，其中，所述方法包括：通过获得目标设备的管道内检测数据集合；对所述管道内检测数据集合进行降噪处理，获得重构后的标准检测数据集合；对所述标准检测数据集合分别进行计算机算法的垂直、水平分量计算，获得所述目标设备的垂直应变和水平应变；基于所述垂直应变和所述水平应变，创建管道应变特征矩阵，且进行数据整合，获得所述目标设备内的各点弯曲应变集合；基于所述各点弯曲应变集合，构建所述目标设备的特征分类混淆矩阵；根据所述特征分类混淆矩阵，进行预测分类，获得所述管道内检测数据的目标分类结果。