目錄 從書序 前言 第1章 管道大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢(shì)及展望 1 1.1 管道完整性管理發(fā)展概況 1 1.1.1 國(guó)外研究進(jìn)展 1 1.1.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展 2 1.2 管道完整性管理技術(shù)進(jìn)展 3 1.2.1 管道完整性評(píng)估理論體系 3 1.2.2 管道三軸高清漏磁內(nèi)檢測(cè)系列裝置 4 1.2.3 多通道高精度變形檢測(cè)裝置和管道應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 6 1.2.4 管道地區(qū)等級(jí)升級(jí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與控制 6 1.2.5 站場(chǎng)安全保障技術(shù) 8 1.2.6 管道腐蝕控制 9 1.2.7 儲(chǔ)氣庫(kù)安全保障技術(shù) 10 1.2.8 完整性管理信息平臺(tái)技術(shù) 12 1.3 管道企業(yè)大數(shù)據(jù)生產(chǎn)需求研究 13 1.3.1 國(guó)內(nèi)外技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析 13 1.3.2 生產(chǎn)需求 15 1.3.3 關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 17 1.4 大數(shù)據(jù)技術(shù)行業(yè)發(fā)展展望 18 1.4.1 基于大數(shù)據(jù)的長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)決策支持研究 18 1.4.2 基于大數(shù)據(jù)分析的管道數(shù)據(jù)質(zhì)量分析 19 1.4.3 基于位置大數(shù)據(jù)的第三方破壞預(yù)警技術(shù)研究 19 1.4.4 基于大數(shù)據(jù)的地質(zhì)災(zāi)害洪水預(yù)測(cè)的技術(shù) 20 1.4.5 油田集輸管道、城市燃?xì)獯髷?shù)據(jù)的研究 20 1.4.6 管道內(nèi)檢測(cè)大數(shù)據(jù)分析模型 20 1.4.7 管道焊縫大數(shù)據(jù)分析 23 1.4.8 管道腐蝕風(fēng)險(xiǎn)大數(shù)據(jù)模型-聚類分析模型 23 1.4.9 基于大數(shù)據(jù)的管道應(yīng)急決策與支持 25 參考文獻(xiàn) 26 第2章 大數(shù)據(jù)建模方法 28 2.1 概述 28 2.1.1 管道大數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn) 29 2.1.2 研究現(xiàn)狀 29 2.1.3 研究?jī)?nèi)容 31 2.2 理論方法 32 2.2.1 大數(shù)據(jù)管理架構(gòu) 32 2.2.2 相關(guān)性分析理論 33 2.2.3 預(yù)測(cè)模型 38 2.3 建立管道大數(shù)據(jù)的可行性分析 40 2.3.1 管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 41 2.3.2 管道外檢測(cè)數(shù)據(jù) 41 2.3.3 管道內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù) 42 2.3.4 管道評(píng)價(jià)數(shù)據(jù) 44 2.3.5 管道建設(shè)期數(shù)據(jù) 44 2.3.6 大數(shù)據(jù)建模的幾點(diǎn)建議 44 參考文獻(xiàn) 45 第3章 管道系統(tǒng)大數(shù)據(jù)管理架構(gòu)及分析模型 48 3.1 概述 48 3.2 管道系統(tǒng)大數(shù)據(jù)管理架構(gòu) 49 3.2.1 模型目標(biāo) 51 3.2.2 基于業(yè)務(wù)類的管道完整性大數(shù)據(jù)架構(gòu)模型 51 3.2.3 完整性大數(shù)據(jù)架構(gòu)模型的建立 52 3.2.4 輔助決策支持模型 59 3.3 管道系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析模型 73 3.3.1 相似度模型 73 3.3.2 表查詢模型 73 3.3.3 樸素貝葉斯模型 73 3.3.4 回歸模型 74 3.3.5 邏輯回歸分析 74 3.3.6 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和小波變換 74 3.3.7 支持向量機(jī) 75 3.3.8 其他大數(shù)據(jù)分析算法 75 3.4 管道系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析模型的應(yīng)用 75 3.4.1 邏輯回歸模型在油氣管道地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用 75 3.4.2 SVM模型在管道預(yù)警方面的應(yīng)用 76 3.4.3 聚類分析模型在管道腐蝕分析方面的應(yīng)用 77 3.4.4 大數(shù)據(jù)環(huán)境下的內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析模型 79 3.4.5 內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估 85 參考文獻(xiàn) 93 第4章 管道缺陷大數(shù)據(jù)相關(guān)性分析 94 4.1 概述 94 4.2 信息理論 95 4.2.1 信息熵 95 4.2.2 互信息 96 4.3 基于互信息理論的相關(guān)分析模型 97 4.4 實(shí)例分析 98 參考文獻(xiàn) 101 第5章 基于大數(shù)據(jù)的管道焊縫圖像的缺陷識(shí)別分析 102 5.1 管道焊縫圖像處理技術(shù) 102 5.1.1 圖像噪聲分析 102 5.1.2 圖像去噪技術(shù) 103 5.1.3 焊縫圖像對(duì)比度增強(qiáng)技術(shù) 105 5.2 焊縫邊緣檢測(cè) 107 5.2.1 圖像二值化處理 107 5.2.2 邊緣檢測(cè) 109 5.2.3 直線提取和邊界追蹤 110 5.2.4 圖像的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理 110 5.2.5 其他數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理 111 5.3 基于多算子融合的管道焊縫圖像邊緣檢測(cè)技術(shù) 111 5.3.1 邊緣檢測(cè)的基本算法 113 5.3.2 焊縫邊緣檢測(cè)方法的計(jì)算比較研究 113 5.3.3 基于多算子融合的改進(jìn)的多結(jié)構(gòu)元素形態(tài)學(xué)處理方法 118 5.4 焊縫缺陷特征提取 121 5.4.1 焊縫缺陷種類和影像特征 121 5.4.2 焊縫缺陷特征參數(shù) 123 5.5 管道焊縫缺陷紋理特征CLTP模式提取技術(shù)研究 124 5.5.1 紋理特征 126 5.5.2 特征算法 127 5.5.3 實(shí)驗(yàn)研究 131 5.6 基于CLTP紋理和形狀特征的管道焊縫缺陷SVM方法研究 134 5.6.1 缺陷形狀特征和紋理特征 134 5.6.2 完全局部三值模式 135 5.6.3 SVM特征分類 135 5.6.4 實(shí)驗(yàn)研究 137 參考文獻(xiàn) 139 第6章 管道缺陷預(yù)測(cè)預(yù)警隨機(jī)森林模型研究 141 6.1 概述 141 6.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 141 6.2.1 管道缺陷預(yù)測(cè)模型研究 141 6.2.2 隨機(jī)森林模型相關(guān)研究 142 6.2.3 研究現(xiàn)狀 142 6.3 隨機(jī)森林算法簡(jiǎn)介 143 6.3.1 決策樹 143 6.3.2 隨機(jī)森林的定義及基本思想 143 6.3.3 隨機(jī)森林的構(gòu)建過(guò)程 143 6.3.4 重要參數(shù) 144 6.3.5 幾種實(shí)現(xiàn)隨機(jī)森林算法的軟件 145 6.4 基于隨機(jī)森林算法的管道缺陷預(yù)測(cè)方法 145 6.4.1 數(shù)據(jù)采集 145 6.4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理 145 6.4.3 隨機(jī)森林算法的實(shí)現(xiàn) 148 6.4.4 結(jié)果分析 149 6.5 管道缺陷預(yù)警模型 152 6.5.1 預(yù)警的相關(guān)理論 152 6.5.2 基于隨機(jī)森林預(yù)測(cè)法的管道缺陷預(yù)警分析 155 6.5.3 基于管道適用性評(píng)估模型的管道缺陷預(yù)警分析 155 參考文獻(xiàn) 158 第7章 基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的含缺陷管道安全系數(shù)修正 160 7.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 160 7.1.1 完整性評(píng)價(jià) 160 7.1.2 基于大數(shù)據(jù)的管道數(shù)據(jù)分析研究現(xiàn)狀 160 7.2 含缺陷管道的完整性評(píng)價(jià)方法與主要參數(shù) 161 7.2.1 管道完整性評(píng)價(jià)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與方法 161 7.2.2 管道完整性評(píng)價(jià)主要參數(shù) 165 7.3 缺陷安全系數(shù)的研究 168 7.3.1 預(yù)測(cè)失效壓力值計(jì)算 169 7.3.2 基于層次分析法相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素分值計(jì)算 169 7.4 基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)安全系數(shù)計(jì)算模型研究 176 7.4.1 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 176 7.4.2 基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型 177 參考文獻(xiàn) 181 第8章 基于大數(shù)據(jù)的洪水預(yù)測(cè)預(yù)警分析 183 8.1 陜京三線臨縣段管道洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 183 8.1.1 主要風(fēng)險(xiǎn)因子評(píng)價(jià) 183 8.1.2 管道洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)圖 190 8.2 臨縣地區(qū)天氣預(yù)報(bào)降雨精度評(píng)價(jià) 192 8.2.1 降雨數(shù)據(jù)來(lái)源 192 8.2.2 降雨預(yù)報(bào)精度評(píng)價(jià)方法 193 8.2.3 降雨預(yù)報(bào)精度評(píng)價(jià) 194 8.2.4 強(qiáng)降雨事件分析 214 8.3 基于降雨量的洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào) 217 8.3.1 預(yù)報(bào)指標(biāo)選取 217 8.3.2 臨界降雨量估計(jì) 218 8.3.3 確定性風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào) 223 8.3.4 基于概率的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào) 225 8.3.5 風(fēng)險(xiǎn)集合預(yù)報(bào) 229 8.4 臨縣數(shù)字流域模型 231 8.4.1 黃河數(shù)字流域模型 231 8.4.2 數(shù)字流域模型參數(shù)率定 234 8.5 基于流量和水流侵蝕力的洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 243 8.5.1 基于流量的洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 243 8.5.2 基于水流侵蝕力的洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 247 參考文獻(xiàn) 250 第9章 基于大數(shù)據(jù)的全生命周期智能管網(wǎng)解決方案研究 251 9.1 概述 251 9.1.1 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展 251 9.1.2 國(guó)外研究進(jìn)展 253 9.1.3 發(fā)展方向 254 9.2 智能管網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)與制約因素 255 9.2.1 智能管網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn) 255 9.2.2 智能管網(wǎng)建設(shè)的制約因素 255 9.3 智能管網(wǎng)解決方案 255 9.3.1 建立管道全生命周期數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 255 9.3.2 構(gòu)建管道全生命周期數(shù)據(jù)庫(kù) 256 9.3.3 全生命周期智能管網(wǎng)設(shè)計(jì) 256 9.3.4 搭建基于GIS的全生命周期智能管網(wǎng)平臺(tái) 258 9.3.5 施工管理 259 9.3.6 管道運(yùn)維管理 259 9.4 管道數(shù)據(jù)挖掘與決策支持 261 9.4.1 應(yīng)急決策支持 261 9.4.2 大數(shù)據(jù)決策支持 261 9.4.3 焊縫大數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析 262 9.4.4 基于物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)監(jiān)測(cè)的災(zāi)害預(yù)警 262 9.4.5 管道泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 262 9.4.6 遠(yuǎn)程設(shè)備維護(hù)培訓(xùn) 263 9.4.7 遠(yuǎn)程故障隱患可視化巡檢 263 9.4.8 移動(dòng)應(yīng)用 263 參考文獻(xiàn) 264 第10章 基于位置大數(shù)據(jù)的管道第三方破壞防范技術(shù)研究 265 10.1 概述 265 10.2 位置大數(shù)據(jù)特征提取技術(shù) 266 10.2.1 位置大數(shù)據(jù)的特征 266 10.2.2 條帶區(qū)域個(gè)體移動(dòng)模式特征提取 267 10.3 管道沿線第三方位置大數(shù)據(jù)應(yīng)用的技術(shù)方法 269 10.4 管道第三方防范技術(shù)應(yīng)用案例 271 10.4.1 應(yīng)用步驟 271 10.4.2 結(jié)論 275 參考文獻(xiàn) 276 附錄 數(shù)據(jù)采集表 278 彩圖