天然氣管道失效風險超前預測及布局優化

已敷設油氣管道運行期失效後果評價“滯後”，其實質是無法在規劃階段超前預測預埋管運行期洩漏擴散範圍，深入研究規劃期預埋管風險的新方法有現實意義。

《天然氣管道失效風險超前預測及佈局優化》詳細闡述了失效風險（風損）超前預測模型及其對應的佈局優化應用方法，主要內容包括天然氣管網失效概率超前預測模型、天然氣管網失效後果模糊模型及針對性超前預測方法、佈局優化應用方法、風險損失最小優化佈局的驗證方法和佈局優化方法完整步驟的實例演示。

本書提出的在規劃階段研究風險損失的超前預測方法可以實現在規劃階段最小化風險損失成本的目的，並且與後期基於常規佈局優化的管網建設和運行進行對比分析，便於決策者更好地權衡風險成本和建設運行成本之間的利弊，提出更具針對性且經濟效益的佈局方案。本書可供油氣行業建設者、管網維護人員，高等院校相關專業師生，城市安全防災減災、城鄉規劃及城市燃氣工程等安全技術相關領域技術人員參考使用。

第1章 緒論001
1.1引言001
1.2國內外研究現狀及總結002
1.2.1天然氣管網優化方法研究現狀002
1.2.2天然氣管道風險評價方法研究現狀004
1.2.3天然氣管道佈局優化方法研究現狀009
1.2.4國內外研究現狀總結013
1.3本書的主要內容014

第2章 天然氣管網失效概率超前預測016
2.1失效概率計算016
2.1.1失效因素的專家評價016
2.1.2失效故障樹計算步驟021
2.2失效概率預測模型022
2.2.1RBF神經網路輸入變數的確定022
2.2.2RBF神經網路的建立025
2.2.3網路參數的選擇026
2.3預測模型驗證028
2.4本章小結029

第3章 天然氣管網風險損失超前預測031
3.1失效後果經濟損失分析032
3.1.1失效後果經濟損失計算032
3.1.2基於熵權法的土壤腐蝕等級036
3.1.3失效後果經濟損失模糊計算模型038
3.2管道失效的腐蝕因素分析040
3.2.1土壤腐蝕成分與失效後果相關性分析040
3.2.2引數組合分析042
3.3失效後果模糊預測模型043
3.3.1擬合與回歸分析045
3.3.2神經網路磁碟分割預測模型的設計與訓練046
3.3.3預測模型的對比驗證051
3.3.4風險損失成本模糊計算預測模型054
3.4針對性失效後果精確預測方法055
3.4.1定義背景055
3.4.2核心步驟056
3.4.3關鍵技術057
3.4.4可行性分析058
3.5本章小結060

第4章 最小化風險損失的佈局優化方法062
4.1基於風險最小化的管網佈局優化模型062
4.1.1管網佈局優化的物理模型063
4.1.2枝狀管網佈局優化數學模型064
4.1.3環狀管網佈局優化數學模型065
4.2枝狀管網佈局優化演算法069
4.2.1最小生成樹069
4.2.2演算法選取071
4.2.3演算法實現072
4.3環狀管網佈局優化演算法073
4.3.1ACO演算法073
4.3.2GA的組合優選075
4.3.3路徑數的確定075
4.4基於風險損失最小化的佈局優化方法076
4.4.1佈局優化方法076
4.4.2關鍵環節077
4.5本章小結078

第5章 風損最小優化佈局的驗證方法080
5.1驗證方法080
5.1.1對比驗證080
5.1.2驗證流程081
5.2天然氣管網參數優化082
5.2.1參數優化基本概念082
5.2.2參數優化數模085
5.2.3遺傳演算法設計088
5.3天然氣管網參數優化實例092
5.3.1實例簡介092
5.3.2環狀管網佈局優化數模095
5.3.3環狀管網佈局優化結果095
5.4優化佈局的驗證097
5.4.1環狀管網參數優化數模097
5.4.2參數優化結果098
5.4.3傳統風險損失成本100
5.4.4對比分析104
5.5本章小結105

第6章 工程實例應用106
6.1實例概況106
6.1.1失效因素的模糊評分106
6.1.2土壤條件108
6.2風險損失成本的預測109
6.3佈局優化110
6.3.1風險損失成本最小佈局110
6.3.2路徑最短佈局110
6.4優化佈局的驗證111
6.4.1枝狀管網參數優化數模111
6.4.2參數優化結果112
6.4.3傳統風險損失成本114
6.4.4結果對比分析117
6.5本章小結118

第7章 結論119

附錄A 城市天然氣管網失效故障樹模型122
附錄B 非線性擬合散點圖及擬合效果圖130
附錄C 逐步回歸分析步驟說明135
附錄D 基於熵權法的土壤腐蝕等級計算程式138
附錄E 組合優選與路徑數確定程式141
參考文獻144