本發(fā)明涉及壓氣站評(píng)價(jià)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法、裝置、電子設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、壓氣站是長輸管道的“動(dòng)力心臟”，其工藝流程具有高度復(fù)雜性，涉及到進(jìn)站、出站、清管、氣體分離凈化等相關(guān)工藝流程，這種復(fù)雜性高的工藝流程會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大壓氣站的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。輸氣管道壓氣站場在面臨各種外部沖擊和內(nèi)部故障時(shí)，可能會(huì)受到嚴(yán)重影響，導(dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)或性能下降。在實(shí)際運(yùn)行中，輸氣系統(tǒng)可能遭受多種沖擊。例如，地震、洪水、風(fēng)暴等自然災(zāi)害可以對(duì)輸氣管道壓氣站場造成物理損壞。同樣，惡劣的工作環(huán)境、操作失誤等因素也可能引發(fā)系統(tǒng)故障。因此，評(píng)估輸氣管道壓氣站場在沖擊下的恢復(fù)能力對(duì)于確保輸氣系統(tǒng)的可靠性和安全性至關(guān)重要。

2、目前，業(yè)內(nèi)已采用馬爾可夫過程實(shí)現(xiàn)對(duì)多狀態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)性的建模和分析，例如，gao等人使用基于馬爾可夫鏈的方法來預(yù)測(cè)自然災(zāi)害后電網(wǎng)的恢復(fù)能力。lin和wang利用連續(xù)時(shí)間馬爾可夫鏈來模擬地震后多狀態(tài)社區(qū)系統(tǒng)的恢復(fù)能力。tan用均質(zhì)馬爾科夫鏈評(píng)價(jià)核電站在受地震沖擊下的恢復(fù)能力。雖然連續(xù)時(shí)間馬爾科夫鏈適用于系統(tǒng)各部件的壽命和故障后的修理時(shí)間為指數(shù)分布，但是實(shí)際的壓氣站系統(tǒng)通常壽命或修理時(shí)間分布不是指數(shù)分布，導(dǎo)致對(duì)壓氣站系統(tǒng)的回復(fù)能力評(píng)價(jià)不準(zhǔn)確，因而亟需改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法、裝置、電子設(shè)備及介質(zhì)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中壓氣站恢復(fù)評(píng)價(jià)不準(zhǔn)的缺陷，實(shí)現(xiàn)利用半馬爾科夫過程準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)壓氣站恢復(fù)能力。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法，所述方法包括：

3、利用壓氣站中各部件的狀態(tài)構(gòu)造壓氣站整體狀態(tài)，得到多種壓氣站狀態(tài)；

4、在各部件維修時(shí)間遵循非指數(shù)分布的假設(shè)條件下，將所述多種壓氣站狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過程轉(zhuǎn)換成半馬爾可夫過程；

5、從所述半馬爾可夫過程中選取符合狀態(tài)恢復(fù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合；

6、求取所述半馬爾可夫過程的半馬爾可夫核，并基于所述半馬爾可夫核計(jì)算所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合的累積停留時(shí)間分布。

7、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，利用壓氣站中各部件的狀態(tài)構(gòu)造壓氣站整體狀態(tài)，得到多種壓氣站狀態(tài)，包括：

8、獲取壓氣站所包括的部件，為每個(gè)部件分別設(shè)定正常、部分故障和完全故障三種互斥狀態(tài)；

9、對(duì)個(gè)部件的狀態(tài)進(jìn)行組合，得到表征壓氣站整體的狀態(tài)，其中，所有部件均正常時(shí)壓氣站整體處于正常狀態(tài)，任一部件處于部分故障或完全故障時(shí)壓氣站整體處于故障狀態(tài)。

10、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在各部件維修遵循非指數(shù)分布的假設(shè)條件下，將所述多種壓氣站狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過程轉(zhuǎn)換成半馬爾可夫過程，包括：

11、假定壓氣站中每個(gè)部件的壽命分布為1-e-λt，假定每個(gè)部分故障的修理時(shí)間服從非指數(shù)分布，假定完全故障后的修理時(shí)間服從非指數(shù)分布且壽命與修理時(shí)間之間都有相互獨(dú)；

12、采用表示時(shí)刻t壓氣站所處的狀態(tài)，采用tn表示第n次發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)移的時(shí)刻，采用zn=x(tn)表示經(jīng)過n次狀態(tài)轉(zhuǎn)移后壓氣站所處的狀態(tài)，采用tn+1-tn-表示在狀態(tài)zn的逗留時(shí)間，其中，屬于表征壓氣站整體的狀態(tài)；

13、將所有狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)刻均視為再生點(diǎn)得到{，t≥0}表示的半馬爾可夫過程以及得到{zn，tn;n=0，1，…}表示時(shí)齊的馬爾可夫更新過程。

14、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，從所述半馬爾可夫過程中選取符合狀態(tài)恢復(fù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合，包括：

15、遍歷所有轉(zhuǎn)移過程，并將壓氣站當(dāng)前狀態(tài)屬于整體故障且轉(zhuǎn)移后屬于整體正常狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過程作為目標(biāo)轉(zhuǎn)移狀態(tài)；

16、匯總所有目標(biāo)轉(zhuǎn)移狀態(tài)得到所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合。

17、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，求取所述半馬爾可夫過程的半馬爾可夫核，包括：

18、基于各個(gè)部件的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率、壽命分布和修理時(shí)間分布下述公式計(jì)算半馬爾可夫核中的各個(gè)元素的值；

19、；

20、其中，表示馬爾可夫核中從第行第列的值，表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率，表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移到狀態(tài)所需要的時(shí)間t的分布函數(shù)。

21、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于所述半馬爾可夫核計(jì)算所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合的累積停留時(shí)間分布，包括：

22、根據(jù)下述公式計(jì)算累積停留時(shí)間分布；

23、；

24、其中，在得到半馬爾可夫核后求解到各狀態(tài)的概率，恢復(fù)能力這里的表達(dá)含義為當(dāng)時(shí)間處于中斷后，恢復(fù)到狀態(tài)1也就是正常狀態(tài)的概率，表示累積停留時(shí)間分布，表示時(shí)刻壓氣站所處的狀態(tài)，表示離開正常工作狀態(tài)的時(shí)刻，表示的是正常狀態(tài)的合集。

25、在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述壓氣站用于傳輸天然氣，壓氣站中部件至少包括壓縮機(jī)部分和過濾分離部分。

26、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明還提供了一種壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)裝置，所述裝置包括：

27、狀態(tài)構(gòu)造模塊，用于利用壓氣站中各部件的狀態(tài)構(gòu)造壓氣站整體狀態(tài)，得到多種壓氣站狀態(tài)；

28、轉(zhuǎn)換模塊，用于在各部件維修時(shí)間遵循非指數(shù)分布的假設(shè)條件下，將所述多種壓氣站狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過程轉(zhuǎn)換成半馬爾可夫過程；

29、選取模塊，用于從所述半馬爾可夫過程中選取符合狀態(tài)恢復(fù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合；

30、計(jì)算模塊，用于求取所述半馬爾可夫過程的半馬爾可夫核，并基于所述半馬爾可夫核計(jì)算所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合的累積停留時(shí)間分布。

31、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法。

32、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法。

33、本發(fā)明提供的一種壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法，通過利用壓氣站中部件的狀態(tài)表示壓氣站整體的狀態(tài)，再采用半馬爾可夫過程描述多種壓氣站整體的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程，接著選取符合狀態(tài)恢復(fù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合，最后求取半馬爾可夫過程的半馬爾可夫核，進(jìn)而使用半馬爾可夫核計(jì)算出狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合的累積停留時(shí)間分布，通過引入半馬爾科夫方法來更準(zhǔn)確地描述壓氣站在外界擾動(dòng)后的恢復(fù)過程，狀態(tài)轉(zhuǎn)移與壓氣站的實(shí)際情況更接近，有助于提升評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和可靠度，豐富了壓氣站性能評(píng)價(jià)方式。

34、此外，本發(fā)明提供的一種壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)裝置、一種電子設(shè)備和一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，同樣能實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，這里不再贅述。

技術(shù)特征：

1.一種壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法，其特征在于，利用壓氣站中各部件的狀態(tài)構(gòu)造壓氣站整體狀態(tài)，得到多種壓氣站狀態(tài)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法，其特征在于，在各部件維修遵循非指數(shù)分布的假設(shè)條件下，將所述多種壓氣站狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過程轉(zhuǎn)換成半馬爾可夫過程，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法，其特征在于，從所述半馬爾可夫過程中選取符合狀態(tài)恢復(fù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法，其特征在于，求取所述半馬爾可夫過程的半馬爾可夫核，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法，其特征在于，基于所述半馬爾可夫核計(jì)算所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合的累積停留時(shí)間分布，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述壓氣站用于傳輸天然氣，壓氣站中部件至少包括壓縮機(jī)部分和過濾分離部分。

8.一種壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法。

10.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種壓氣站恢復(fù)能力評(píng)價(jià)方法、裝置、電子設(shè)備及介質(zhì)，涉及壓氣站評(píng)價(jià)領(lǐng)域。該方法包括：利用壓氣站中各部件的狀態(tài)構(gòu)造壓氣站整體狀態(tài)，得到多種壓氣站狀態(tài)；在各部件維修時(shí)間遵循非指數(shù)分布的假設(shè)條件下，將所述多種壓氣站狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過程轉(zhuǎn)換成半馬爾可夫過程；從所述半馬爾可夫過程中選取符合狀態(tài)恢復(fù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合；求取所述半馬爾可夫過程的半馬爾可夫核，并基于所述半馬爾可夫核計(jì)算所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移集合的累積停留時(shí)間分布。本發(fā)明的方案過引入半馬爾科夫方法來更準(zhǔn)確地描述壓氣站在外界擾動(dòng)后的恢復(fù)過程，狀態(tài)轉(zhuǎn)移與壓氣站的實(shí)際情況更接近，有助于提升評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和可靠度，豐富了壓氣站性能評(píng)價(jià)方式。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇懷,何倩,彭世亮,何宇軒,楊兆銘
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油大學(xué)（北京）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2