基于PCA-SVM的油氣管道腐蝕速率預(yù)測(cè)技術(shù)探討

劉立新

（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠規(guī)劃計(jì)劃部，黑龍江 大慶 163511）

0 引言

油氣資源是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中應(yīng)用的重要資源，其本身的特點(diǎn)要求在管道的應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)該選擇管道進(jìn)行輸送。而在實(shí)際的管道應(yīng)用過(guò)程中，其本身也會(huì)受到各種因素的干擾，形成腐蝕問(wèn)題，而腐蝕嚴(yán)重后容易造成管道泄漏等問(wèn)題，所以在油氣管道應(yīng)用過(guò)程中要求做好腐蝕問(wèn)題的預(yù)防。而在詳細(xì)的研究中，相關(guān)專家發(fā)現(xiàn)，油氣管道的腐蝕因素主要包括含水率、溫度、流速以壓力等，并且不同的因素對(duì)于油氣管道的腐蝕速率也有一定的影響，研究管道的腐蝕速率，能夠有效的幫助到管道腐蝕預(yù)防措施實(shí)施。所以，本文針對(duì)傳統(tǒng)腐蝕速率預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析，提出基于PCA-SVM的油氣管道腐蝕速率預(yù)測(cè)技術(shù)。

1 油氣管道腐蝕及其腐蝕速率研究技術(shù)分析

油氣管道腐蝕是管道使用過(guò)程中的主要危害問(wèn)題，也是導(dǎo)致管道使用壽命降低的主要分析。據(jù)相關(guān)專家的研究表明，引發(fā)管道泄漏事故的主要原因就是管道腐蝕，占總原因的1/4以上。而管道泄漏不僅會(huì)造成油氣資源損失，同時(shí)也造成了一定的安全威脅。所以，在油氣管道使用中，相關(guān)專家針對(duì)油氣管道腐蝕速率展開(kāi)了設(shè)計(jì)分析。在進(jìn)行油氣管道腐蝕分析過(guò)程中，也研究了不同的分析方法，如，相關(guān)專家提出利用極化曲線法和電化學(xué)阻抗法來(lái)分析油氣管道的腐蝕速率，而通過(guò)相關(guān)研究表明，該方法在進(jìn)行腐蝕速率分析過(guò)程中，其預(yù)測(cè)誤差最大為10.7%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出平均水平，影響到風(fēng)險(xiǎn)速率的影響效果。另外，也有專家提出了多元線性回歸分析方法，通過(guò)該方法的分析應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)方法的有效分析，提升油氣管道腐蝕應(yīng)用效果，但是通過(guò)試驗(yàn)研究表明，該方法的腐蝕速率預(yù)測(cè)偏差還是偏大，影響到了腐蝕效果。

所以，基于此問(wèn)題，筆者提出了基于PCA-SVM的油氣管道腐蝕速率預(yù)測(cè)技術(shù)該技術(shù)。在研究過(guò)程中利用PCA主成分分析方法腐蝕速率的主要影響因素進(jìn)行分析，同時(shí)完成SVM支持向量模型分析，提升模型的分析應(yīng)用效果。以下是對(duì)其方法的具體應(yīng)用分析。

2 基于PCA-SVM的油氣管道腐蝕速率預(yù)測(cè)技術(shù)探討

基于PCA-SVM的油氣管道腐蝕速率預(yù)測(cè)技術(shù)應(yīng)用主要包括兩個(gè)模塊，其一是PCA的腐蝕速率的主要影響因素分析，另外一部分是SVM油氣管道腐蝕速率的模型建立，通過(guò)模型的建立和分析完成最終的預(yù)測(cè)，通過(guò)其預(yù)測(cè)效果的良好展開(kāi)，確保其模型的應(yīng)用分析更加積極合理，也能夠提升油氣管道腐蝕速率的預(yù)測(cè)應(yīng)用效果。通過(guò)其技術(shù)的應(yīng)用分析，提升油氣管道的腐蝕速率的綜合應(yīng)用效果。

（1）PCA方法總結(jié)

PCA法被稱作為主成分分析方法，主要是針對(duì)油氣管道腐蝕速率的主要影響成分進(jìn)行分析，在其進(jìn)行具體的分析過(guò)程中，要求針對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行降維度分析處理，在分析過(guò)程中，設(shè)置樣本組為n。同時(shí)設(shè)置每組樣本維度為m、在其分析過(guò)程中，利用PCA方法將樣本數(shù)據(jù)降低為k維數(shù)據(jù)，并且利用k維數(shù)據(jù)進(jìn)行主要影響因素的分析。在其分析過(guò)程中，要求利用PCA方法的數(shù)據(jù)分析公式，以下式（1）為具體公式。在公式中，Xki代表K行i列的數(shù)值。在實(shí)際的公式中，xki為第k行i列的數(shù)值、xi為第i行平均數(shù)。在實(shí)際的分析過(guò)程中，通過(guò)對(duì)其腐蝕速率公式計(jì)算，完成腐蝕速率分析。在PCA方法進(jìn)行腐蝕速率分析過(guò)程中，更應(yīng)該做好對(duì)影響因素的分析，在分析中如果R值越大代表腐蝕速率的影響越多，則達(dá)標(biāo)該因素是造成油氣管道腐蝕速率的主要因素；

（2）SVM方法分析

在SVM方法進(jìn)行分析過(guò)程中，主要是建立支持向量機(jī)模型進(jìn)行分析，通過(guò)模型的良好建立，確保支持向量機(jī)模型更加合理，能夠提升方法的應(yīng)用效果。在SVN方法的應(yīng)用背景下，更應(yīng)該做好對(duì)方法的綜合管控。該方法是以綜合統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的一種新型方法。在其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，主要利用SVM統(tǒng)計(jì)方法的分析函數(shù)進(jìn)行分析，提升SVM分析方法的應(yīng)用效果，提升分析效果。在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析方法的實(shí)際應(yīng)用中，更可以完成對(duì)其分析的綜合應(yīng)用管控。進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析中，設(shè)置d維度空間的判別函數(shù)為g(x)=wx+b。在公式中w和b為回歸因子，g（x）為實(shí)際的預(yù)測(cè)結(jié)果[1]；

（3）腐蝕速率預(yù)測(cè)研究

在本文進(jìn)行研究過(guò)程中，針對(duì)基于PCA-SVM的油氣管道腐蝕速率預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析。在分析過(guò)程中，主要針對(duì)XX管道的腐蝕問(wèn)題進(jìn)行分析。在分析中，采用PCA-SVM油氣管道進(jìn)行腐蝕速率的影響分析，采用PCA方法首先分析了主要的影響因素。以下表1為各影響因素分析。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，pH值、溶解氧含量、溫度、壓力、流速等相關(guān)因素都是油氣管道腐蝕速率的主要影響因素[2]。

另外，本次研究中，還利用PCA-SVM方法與其他幾種分析方法的預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行了對(duì)比。在試驗(yàn)中主要采用PCA-SVM、PCA-BP、PCA-GRN的速率影響進(jìn)行分析。在實(shí)際的影響分析過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)PCASVM方法的誤差控制在1.04%左右，而其他幾種預(yù)測(cè)技術(shù)的誤差都為8%以上，嚴(yán)重影響到誤差問(wèn)題，不利于腐蝕速率的影響分析[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)基于PCA-SVM的油氣管道腐蝕速率預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)分析，該技術(shù)具有高精度、高效率的管道腐蝕速率預(yù)測(cè)效果，希望能夠?qū)艿李A(yù)測(cè)實(shí)施有所幫助。