基于組合深度學(xué)習(xí)的埋地管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)模型研究

基于組合深度學(xué)習(xí)的埋地管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)模型研究基于組合深度學(xué)習(xí)的埋地管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)模型研究

摘要：

埋地管道是現(xiàn)代化城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其腐蝕問題常常導(dǎo)致管道損壞和安全隱患。針對(duì)埋地管道腐蝕問題，本文提出了一種基于組合深度學(xué)習(xí)的剩余壽命預(yù)測(cè)模型。通過(guò)對(duì)埋地管道的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）相結(jié)合的方式，構(gòu)建了埋地管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)模型，并且進(jìn)行了數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該模型在腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)方面具有較高的準(zhǔn)確性和可行性。

1.引言

埋地管道是城市供水、排水、燃?xì)狻⑴瘹獾汝P(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，然而由于自然環(huán)境、介質(zhì)侵蝕等原因，管道會(huì)發(fā)生腐蝕，從而降低服務(wù)壽命，甚至導(dǎo)致安全事故。因此，開展埋地管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)研究具有重要意義。

2.相關(guān)工作

目前，針對(duì)埋地管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)，已有一些方法。

傳統(tǒng)方法主要依賴于模型建立和數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)，缺乏對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)學(xué)習(xí)和抽象能力，預(yù)測(cè)結(jié)果容易受到限制。

深度學(xué)習(xí)在最近幾年中快速發(fā)展，其以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和表達(dá)能力，因此可以用于埋地管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)。

3.模型設(shè)計(jì)

本文中，基于組合深度學(xué)習(xí)的埋地管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)模型包括數(shù)據(jù)采集與處理、特征抽取、模型構(gòu)建和模型驗(yàn)證等步驟。

首先，收集埋地管道的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、壓力和腐蝕速率等。

然后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括歸一化、去除異常點(diǎn)等。

接著，利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）相結(jié)合的方式進(jìn)行特征抽取，得到高維特征表示。

最后，構(gòu)建剩余壽命預(yù)測(cè)模型，通過(guò)訓(xùn)練和預(yù)測(cè)得到腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)結(jié)果。

4.數(shù)值實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

本文選取了一段埋地管道的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)，并與傳統(tǒng)模型進(jìn)行對(duì)比。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于組合深度學(xué)習(xí)的腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)模型相比傳統(tǒng)模型具有更高的準(zhǔn)確性和可行性。

通過(guò)模型的應(yīng)用，可以及時(shí)預(yù)測(cè)埋地管道的剩余壽命，提前采取維護(hù)和修復(fù)措施，降低潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

5.結(jié)論

本文基于組合深度學(xué)習(xí)，提出了一種埋地管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)模型，并進(jìn)行了數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該模型在腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)方面具有較高的準(zhǔn)確性和可行性。

本研究的成果對(duì)于埋地管道的安全運(yùn)行和維護(hù)具有重要意義，有助于提高城市基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)水平本文基于組合深度學(xué)習(xí)的埋地管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)模型，通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理、特征抽取、模型構(gòu)建和模型驗(yàn)證等步驟，成功實(shí)現(xiàn)了腐蝕剩余壽命的預(yù)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該模型相比傳統(tǒng)模型具有更高的準(zhǔn)確性和可行性。該模型的應(yīng)用可以及時(shí)預(yù)測(cè)埋地管道的剩余壽命，提前采