CN113393412A - 确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的方法及装置，属于输气管道技术领域。所述方法包括：获取同样材质同样输送介质的多个输气管道，获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值，进而确定输气管道的每种预设特征参数的多个标准值，对于每种预设特征参数，获取并基于每种预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值和第一预设迭代次数，对预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定输气管道的预设特征参数的特征值。本申请通过得到的输气管道的预设特征参数的特征值，可确定不同类型的输气管道内腐蚀缺陷的形貌特征和分布特征，以便针对性的对不同类型的输气管道采取防腐蚀保护措施。

Description

确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的方法及装置

技术领域

本申请涉及输气管道技术领域，特别涉及一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的方法及装置。

背景技术

在天然气输气管道的长期使用过程中，输气管道内部容易发生腐蚀。由于我国的输气管道基数大且分布环境复杂，造成输气管道内部发生腐蚀的原因有很多，而不同的原因造成输气管道内腐蚀缺陷的特征也不尽相同。常见的输气管道内腐蚀缺陷的特征包括：输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位，其中，时钟方位是指内腐蚀缺陷位于输气管道横截面的具体方位。由于每种类型的输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的特征值是不同的，所对应采取的防腐蚀保护措施也是不尽相同的。为更有针对性的对不同类型的输气管道内腐蚀缺陷采取防腐蚀保护措施，亟需一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的方法。

发明内容

本申请实施例提供了一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的方法及装置，可以解决相关技术中的对不同类型的输气管道内腐蚀缺陷采取防腐蚀保护措施针对性较差的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的方法，所述方法包括：

获取同样材质同样输送介质的多个输气管道；

获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值；

基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定所述输气管道的每种预设特征参数的多个标准值；

获取所述每种预设特征参数的第一预设聚类类别数，获取所述每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值，并获取所述每种预设特征参数的第一预设迭代次数；

对于每种预设特征参数，基于所述预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对所述预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定所述输气管道的所述预设特征参数的特征值。

在一种可能的实现方式中，所述基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定所述输气管道的每种预设特征参数的多个标准值，包括：

基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定每种预设特征参数的多个参数值的平均值；

对于每种预设特征参数，基于获取到的所述预设特征参数的多个参数值、所述预设特征参数的多个参数值的平均值以及公式

确定所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差，其中，δ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差，μ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的平均值，x_i为所述输气管道的所述预设特征参数的第i个参数值，N为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的个数；

基于公式

确定所述输气管道的所述预设特征参数的多个标准值，其中，Z为所述输气管道的所述预设特征参数的多个标准值，x_i为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值，μ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的平均值，δ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差。

在一种可能的实现方式中，所述基于所述预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对所述预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定所述输气管道的所述预设特征参数的特征值之后，还包括：

基于公式

确定所述预设特征参数的加权平均值，其中，

为所述预设特征参数的加权平均值，x₁为所述预设特征参数的第1个参数值，x₂为所述预设特征参数的第2个参数值，x_N为所述预设特征参数的第N个参数值，ω₁为所述预设特征参数的第1个参数值出现的频次，ω₂为所述每种预设特征参数的第2个参数值出现的频次，ω_N为所述预设特征参数的第N个参数值出现的频次；

基于公式

确定所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，其中，RD为所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，

为所述预设特征参数的加权平均值，d为所述输气管道的所述预设特征参数的特征值；

如果所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值大于预设阈值，则基于所述预设特征参数的第二预设聚类类别数、第二预设初始迭代中心参数值以及第二预设迭代次数，对所述预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，得到所述输气管道的所述预设特征参数的调整后的特征值。

在一种可能的实现方式中，所述预设阈值为5％。

在一种可能的实现方式中，所述预设特征参数包括：所述输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位。

一方面，提供了一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的装置，所述装置包括：第一获取模块，用于获取同样材质同样输送介质的多个输气管道；

第二获取模块，用于获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值；

第一确定模块，用于基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定所述输气管道的每种预设特征参数的多个标准值；

第三获取模块，用于获取所述每种预设特征参数的第一预设聚类类别数，获取所述每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值，并获取所述每种预设特征参数的第一预设迭代次数；

第二确定模块，用于对于每种预设特征参数，基于所述预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对所述预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定所述输气管道的所述预设特征参数的特征值。

在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块，包括：

第一确定子单元，用于基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定每种预设特征参数的多个参数值的平均值；

对于每种预设特征参数，基于获取到的所述预设特征参数的多个参数值、所述预设特征参数的多个参数值的平均值以及公式

确定所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差，其中，δ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差，μ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的平均值，x_i为所述输气管道的所述预设特征参数的第i个参数值，N为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的个数；

基于公式

确定所述输气管道的所述预设特征参数的多个标准值，其中，Z为所述输气管道的所述预设特征参数的多个标准值，x_i为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值，μ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的平均值，δ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差。

在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块还用于：

基于公式

确定所述预设特征参数的加权平均值，其中，

为所述预设特征参数的加权平均值，x₁为所述预设特征参数的第1个参数值，x₂为所述预设特征参数的第2个参数值，x_N为所述预设特征参数的第N个参数值，ω₁为所述预设特征参数的第1个参数值出现的频次，ω₂为所述每种预设特征参数的第2个参数值出现的频次，ω_N为所述预设特征参数的第N个参数值出现的频次；

基于公式

确定所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，其中，RD为所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，

为所述预设特征参数的加权平均值，d为所述输气管道的所述预设特征参数的特征值；

如果所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值大于预设阈值，则基于所述预设特征参数的第二预设聚类类别数、第二预设初始迭代中心参数值以及第二预设迭代次数，对所述预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，得到所述输气管道的所述预设特征参数的调整后的特征值。

在一种可能的实现方式中，所述预设阈值为5％。

在一种可能的实现方式中，所述预设特征参数包括：所述输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本申请实施例提供的方法，通过获取同样材质同样输送介质的多个输气管道，获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值，基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定输气管道的每种预设特征参数的多个标准值，获取每种预设特征参数的第一预设聚类类别数，获取每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值，并获取每种预设特征参数的第一预设迭代次数，对于每种预设特征参数，基于预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定输气管道的预设特征参数的特征值。根据得到的输气管道的预设特征参数的特征值，可确定不同类型的输气管道内腐蚀缺陷的形貌特征和分布特征，以便针对性的对不同类型的输气管道采取防腐蚀保护措施。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的方法流程图；

图2是本申请实施例提供的一种K-means(快速)聚类法的流程框图；

图3是本申请实施例提供的一种验证体积型型内腐蚀缺陷的缺陷长度的特征值示意图；

图4是本申请实施例提供的一种验证体积型内腐蚀缺陷的缺陷宽度的特征值示意图；

图5是本申请实施例提供的一种验证体积型内腐蚀缺陷的峰值深度的特征值示意图；

图6是本申请实施例提供的一种验证体积型内腐蚀缺陷的时钟方位的特征值示意图；

图7是本申请实施例提供的一种确定输气管道内腐蚀缺陷参数的特征值的装置结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本申请实施例提供的方法，可以应用在输气管道技术领域。具体的用于确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值。常见的输气管道内腐蚀缺陷的特征包括：输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位。技术人员通过统计大量的输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的数据，采用聚类处理的方法，即预先设置腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的聚类类别数、初始迭代中心参数值以及迭代次数，对腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位进行聚类处理，最终得到每类输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的特征值。

由于每种类型的输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的特征值是不同的，所对应采取的防腐蚀保护措施也是不尽相同的。通过本申请实施例提供的方法确定的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的特征值，能够更加具有代表性地展现一类输气管道中内腐蚀缺陷的形貌特征，进而能够更有针对性的对输气管道内腐蚀缺陷采取防腐蚀保护措施。

图1是本申请实施例提供的一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的方法的流程图，参见图1，该方法包括：

101、获取同样材质同样输送介质的多个输气管道。

102、获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值。

103、基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定该输气管道的每种预设特征参数的多个标准值。

104、获取该每种预设特征参数的第一预设聚类类别数，获取该每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值，并获取该每种预设特征参数的第一预设迭代次数。

105、对于每种预设特征参数，基于该预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对该预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定该输气管道的该预设特征参数的特征值。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请实施例提供的方法，通过获取同样材质同样输送介质的多个输气管道，获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值，基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定输气管道的每种预设特征参数的多个标准值，获取每种预设特征参数的第一预设聚类类别数，获取每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值，并获取每种预设特征参数的第一预设迭代次数，对于每种预设特征参数，基于预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定输气管道的预设特征参数的特征值。根据得到的输气管道的预设特征参数的特征值，可确定不同类型的输气管道内腐蚀缺陷的形貌特征和分布特征，以便针对性的对不同类型的输气管道采取防腐蚀保护措施。

图1是本申请实施例提供的一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的方法流程图。参见图1，该方法包括：

101、获取同样材质同样输送介质的多个输气管道。

其中，输气管道的材质可以有很多种。例如，L450钢、L485钢、L320钢、L360钢、16Mn钢、L245钢以及20#钢等。输气管道的输送介质一般考察输送介质中是否含有硫或者水，按照该原则，输气管道的输送介质可以划分为四种。例如，含硫干气介质、含硫湿气介质、不含硫干气介质和不含硫湿气介质。

在实施中，技术人员获取到大量的输气管道后，可以根据输气管道的材质对输气管道进行分类，然后在同一类型材质的输气管道中，再根据输气管道的输送介质对输气管道进行再次分类，最终获取到得到同样材质同样输送介质的输气管道。

需要说明的是，本申请实施例可以先根据输气管道的材质对输气管道进行分类，然后再根据输气管道的输送介质对输气管道进行再次分类，也可以先根据输气管道的输送介质对输气管道进行分类，然后再根据输气管道的材质对输气管道进行再次分类，本申请实施例对此不做限制。

102、获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值。

其中，预设特征参数是指用来反映输气管道内腐蚀缺陷的形貌特征或分布特征的参数。

在实施中，该预设特征参数包括：该输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位。其中峰值深度是指输气管道内腐蚀缺陷的最大腐蚀深度，时钟方位是指时钟方位是指输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀位于输气管道横截面的具体方位。

103、基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定该输气管道的每种预设特征参数的多个标准值。

其中，每种预设特征参数的多个标准值是指采用Z-score(标准分数，一种数据处理的方法)法对每种预设特征参数的多个参数值做标准化处理后得到的数值。Z-score法对能够将不同量级的多组数据转化为同一量级，统一用计算出的Z-score分值衡量，且转化后的数据符合正态分布，提高了数据的可比性，削弱了数据的解释性。由于腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的多个参数值之间的单位不同，因此需要采用Z-score法对腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的多个参数值做标准化处理，得到输气管道的每种预设特征参数的多个标准值。

在实施中，基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定每种预设特征参数的多个参数值的平均值；对于每种预设特征参数，基于获取到的该预设特征参数的多个参数值、该预设特征参数的多个参数值的平均值以及公式

确定该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的标准差，其中，δ为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的标准差，μ为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的平均值，x_i为该输气管道的该预设特征参数的第i个参数值，N为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的个数；基于公式

确定该输气管道的该预设特征参数的多个标准值，其中，Z为该输气管道的该预设特征参数的多个标准值，x_i为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值，μ为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的平均值，δ为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的标准差。

例如，技术人员可以根据获取到的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的多个参数值，分别计算得到腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的多个参数值的平均值。然后将得到的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的多个参数值以及腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的多个参数值的平均值，代入上述公式

中，计算得到该输气管道的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的多个参数值的标准差。再将得到的该输气管道的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的多个参数值的标准差和平均值，代入上述公式

中，分别计算得到该输气管道的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的多个参数值的标准值。如下表所示，表1是采用Z-Score法对腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的多个参数值做标准化处理数据情况记录表。

表1

104、获取该每种预设特征参数的第一预设聚类类别数、获取该每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值以及获取该每种预设特征参数的第一预设迭代次数。

其中，聚类类别数是指对多种预设特征参数的最终聚类类别数。一个合适的聚类类别数能够充分体现出不同聚类之间的差异，而使同一聚类中的预设特征参数的多个参数值具有相近的性质。初始迭代中心参数值是指多种预设特征参数的初始聚类中心。当聚类类别数确定后，对于多种预设特征参数需分别确定多个参数值作为初始迭代中心参数值，该多个参数值的个数与聚类类别数相同。迭代次数是指更迭聚类中心的次数，当聚类中心不再更迭时，说明聚类处理结束。

在实施中，每种预设特征参数的第一预设聚类类别数的确定过程可以根据业务需求或者技术人员的经验确定第一预设聚类类别数，这样最终得到的聚类结果往往能够更符合实际需要。也可以基于下述公式，确定第一预设聚类类别数：

其中，SSE为该预设特征参数的误差平方和，k为该预设特征参数的第一预设聚类类别数，n_j为该预设特征参数的第j个聚类类别中的样本量，X_i(^j)为第j个聚类类别中的样本点；Y_j为该预设特征参数的第j个聚类类别的中心。

需要说明的是，由于随着第一预设聚类类别数的增大，预设特征参数的数据样本划分更加精细，每个类别的聚合程度逐渐提高，预设特征参数的误差平方和会逐渐变小。当第一预设聚类类别数小于真实的聚类类别数时，由于第一预设聚类类别数的增大会大幅增加每个类别的聚合程度，因此，预设特征参数的误差平方和下降的幅度会较大，而当第一预设聚类类别数到达真实的聚类类别数时，再继续增加第一预设聚类类别数得到的预设特征参数的误差平方和下降幅度会骤减，然后随着第一预设聚类类别数的继续增大而趋于平缓，因此可将最先趋于平缓的点作为合适的第一预设聚类类别数。

在实施中，确定每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值时，由于最终得到的聚类结果对初始迭代中心参数值较为敏感，因此尽量避开偏离大部分多个参数值的参数值来确定。

在实施中，当每种预设特征参数的多个参数值的数据量越大时，每种预设特征参数的迭代次数越多。因此，每种预设特征参数的第一预设迭代次数根据每种预设特征参数的数据量的大小来确定。如果进行迭代的过程中，每种预设特征参数的第一预设迭代次数无法收敛，可适当增加每种预设特征参数的迭代次数，直至迭代完成为止。

105、对于每种预设特征参数，基于该预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对该预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定该输气管道的该预设特征参数的特征值。

其中，聚类处理是指将抽象对象的集合，分组为由相似的对象组成的多个类的处理过程。聚类处理的方法包括很多种，例如，K-means(快速)聚类法和Two-Step(两阶段)聚类法等。

本申请实施例以K-means(快速)聚类法为例进行聚类处理说明。如图2所示，图2是K-means(快速)聚类法的流程框图。

在实施中，对于输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位，基于腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对该预设特征参数的多个标准值，首先随机选取多个参数值作为第一预设初始迭代中心参数值，该多个参数值的个数与聚类类别数相同。然后计算腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的各个参数值到腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的各初始迭代中心参数值的距离，把腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的参数值归到离它最近的那个类别中。对调整后的新类计算新的迭代中心，如果相邻两次的迭代中心没有任何变化，说明对腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的多个参数值调整结束，K-means(快速)聚类法已经收敛，即可得到该输气管道的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的特征值。

例如，以材质为16Mn(锰)且输送介质为不含硫干气的输气管道为例，根据缺陷长度大小的情况，将该管道进一步划分为体积型内腐蚀缺陷和裂缝型内腐蚀缺陷，其中，裂缝型内腐蚀缺陷的缺陷长度相比于体积型内腐蚀缺陷的缺陷长度显著偏大。进而在此基础上分别进行聚类分析，确定每类输气管道的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的特征值，结果如表2所示，表2是材质为16Mn(锰)且输送介质为不含硫干气的输气管道的进行聚类处理的结果记录表。

表2

在实施中，在得到该输气管道的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的特征值之后，可以对得到的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的特征值分别进行验证。具体验证过程可以通过以下：

基于公式

确定该预设特征参数的加权平均值，其中，

为该预设特征参数的加权平均值，x₁为该预设特征参数的第1个参数值，x₂为该预设特征参数的第2个参数值，x_N为该预设特征参数的第N个参数值，ω₁为该预设特征参数的第1个参数值出现的频次，ω₂为该每种预设特征参数的第2个参数值出现的频次，ω_N为该预设特征参数的第N个参数值出现的频次；

基于公式

确定该预设特征参数的特征值与该预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，其中，RD为该预设特征参数的特征值与该预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，

为该预设特征参数的加权平均值，d为该输气管道的该预设特征参数的特征值；

如果该预设特征参数的特征值与该预设特征参数的加权平均值的相对偏差值大于预设阈值，则基于该预设特征参数的第二预设聚类类别数、第二预设初始迭代中心参数值以及第二预设迭代次数，对该预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，得到该输气管道的该预设特征参数的调整后的特征值。

其中，该预设阈值为5％。

例如，根据上述步骤104中获取到的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的第一预设聚类类别，对实际每类输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位出现的频次进行统计，通过计算机处理可得出每类输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位的分布情况，如图3、4、5所示，图3是本申请实施例提供的一种验证体积型内腐蚀缺陷的缺陷长度的特征值示意图，图4是本申请实施例提供的一种验证体积型内腐蚀缺陷的缺陷宽度的特征值示意图，图5是本申请实施例提供的一种验证体积型内腐蚀缺陷的峰值深度的特征值示意图，图6是本申请实施例提供的一种验证体积型内腐蚀缺陷的时钟方位的特征值示意图。其中，需要特别说明的是，图3、4、5和6中的加权平均值简称为加权均值，缺陷长度和缺陷宽度的单位均为mm(单位：毫米)，时钟方位的单位为h(单位：小时)。为考虑到每个输气管道的管壁厚度不尽相同，因此，在图5中以峰值深度与输气管道管壁厚度之比来表示横坐标。对于每种预设特征参数，如果其中的一种或者几种预设特征参数的特征值与对应预设特征参数的加权平均值的相对偏差值大于5％，则说明本次得到的该预设特征参数的特征值与实际不相符，存在较大误差。此时，可以认为本次聚类处理得到的该预设特征参数的特征值不具有代表性，需要重新确定相对应的预设聚类类别数、预设初始迭代中心参数值以及预设迭代次数，处理过程与上述步骤104中的处理过程相类似，此处不再赘述。然后，基于重新确定的第二预设聚类类别数、第二预设初始迭代中心参数值以及第二预设迭代次数，对该预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，得到该预设特征参数的特征值。

在实施中，在获得输气管道的预设特征参数的特征值之后，将预设特征参数的特征值与材质和输送介质均对应的输气管道类型，对应的添加到预先建立的输气管道类型与预设特征参数的特征值的对应关系中。当接收到待查询的目标输气管道类型时，根据对应关系，确定目标输气管道类型对应的目标特征值。基于预先存储的特征值与输气管道内壁防腐蚀保护措施的对应关系，确定目标特征值对应的目标输气管道内壁防腐蚀保护措施，并对该目标输气管道内壁采取防腐蚀保护措施。

其中，防腐蚀保护措施包括内涂层防腐等，内涂层防腐是指将防腐涂料涂于输气管道内壁，形成一层内壁涂层，避免输气管道受到腐蚀。

在实施中，根据获得的输气管道内腐蚀缺陷的时钟方向，确定防腐蚀保护措施中内涂层防腐方式下的涂料涂在该输气管道内壁上的位置，根据获得的输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度，确定防腐蚀保护措施中内涂层防腐方式下的涂料类型。

需要特别说明的是，根据获得的输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度，判断该输气管道内腐蚀程度，进一步可以对该输气管道的使用周期做出预测。

例如，当接收到待查询的一个材质为16Mn(锰)且输送介质中不含硫气的输气管道时，根据预先建立的输气管道类型与预设特征参数的特征值的对应关系，能够判断出该类型的输气管道发生内腐蚀后，通常其内腐蚀缺陷的腐蚀长度为13.62mm、腐蚀宽度为164.78mm、峰值深度为0.65mm以及时钟方位为10.09，为避免该输气管道受到内腐蚀，根据预先存储的特征值与输气管道防腐蚀保护措施的对应关系表，指导技术人员预先在该输气管道内壁时钟方位10.09处，通过涂层防腐的方式防止其发生内腐蚀，即在该输气管道内壁涂上长度大于13.62mm，宽度大于164.78mm的2层矩形层的耐酸碱性涂料。

在实施中，获得的输气管道的预设特征参数的特征值，还可以用来为制作输气管道内腐蚀缺陷样管提供数据参考。

例如，技术人员可以根据得到的材质为16Mn(锰)且输送介质中不含硫气的输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度为13.62mm、腐蚀宽度为164.78mm、峰值深度为0.65mm以及时钟方位为10.09，制作相应的输气管道内腐蚀缺陷样管。

通过本申请实施例提供的方法，获取同样材质同样输送介质的多个输气管道，获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值，基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定输气管道的每种预设特征参数的多个标准值，获取每种预设特征参数的第一预设聚类类别数，获取每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值，并获取每种预设特征参数的第一预设迭代次数，对于每种预设特征参数，基于预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定输气管道的预设特征参数的特征值。根据得到的输气管道的预设特征参数的特征值，可确定不同类型的输气管道内腐蚀缺陷的形貌特征和分布特征，以便针对性的对不同类型的输气管道采取防腐蚀保护措施。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。

图7是本申请实施例提供的一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的装置结构示意图。参见图7，该装置包括：

第一获取模块701，用于获取同样材质同样输送介质的多个输气管道；

第二获取模块702，用于获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值；

第一确定模块703，用于基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定该输气管道的每种预设特征参数的多个标准值；

第三获取模块704，用于获取该每种预设特征参数的第一预设聚类类别数，获取该每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值，并获取该每种预设特征参数的第一预设迭代次数；

第二确定模块705，用于对于每种预设特征参数，基于该预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对该预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定该输气管道的该预设特征参数的特征值。

在一种可能的实现方式中，该第一确定模块703，包括：

第一确定子单元，用于基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定每种预设特征参数的多个参数值的平均值；

对于每种预设特征参数，基于获取到的该预设特征参数的多个参数值、该预设特征参数的多个参数值的平均值以及公式

确定该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的标准差，其中，δ为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的标准差，μ为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的平均值，x_i为该输气管道的该预设特征参数的第i个参数值，N为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的个数；

基于公式

确定该输气管道的该预设特征参数的多个标准值，其中，Z为该输气管道的该预设特征参数的多个标准值，x_i为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值，μ为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的平均值，δ为该输气管道的该预设特征参数的多个参数值的标准差。

在一种可能的实现方式中，该第二确定模块705还用于：

基于公式

确定该预设特征参数的加权平均值，其中，

为该预设特征参数的加权平均值，x₁为该预设特征参数的第1个参数值，x₂为该预设特征参数的第2个参数值，x_N为该预设特征参数的第N个参数值，ω₁为该预设特征参数的第1个参数值出现的频次，ω₂为该每种预设特征参数的第2个参数值出现的频次，ω_N为该预设特征参数的第N个参数值出现的频次；

基于公式

确定该预设特征参数的特征值与该预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，其中，RD为该预设特征参数的特征值与该预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，

为该预设特征参数的加权平均值，d为该输气管道的该预设特征参数的特征值；

如果该预设特征参数的特征值与该预设特征参数的加权平均值的相对偏差值大于预设阈值，则基于该预设特征参数的第二预设聚类类别数、第二预设初始迭代中心参数值以及第二预设迭代次数，对该预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，得到该输气管道的该预设特征参数的调整后的特征值。

在一种可能的实现方式中，该预设阈值为5％。

在一种可能的实现方式中，该预设特征参数包括：该输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位。

通过本申请实施例提供的装置，获取同样材质同样输送介质的多个输气管道，获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值，基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定输气管道的每种预设特征参数的多个标准值，获取每种预设特征参数的第一预设聚类类别数，获取每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值，并获取每种预设特征参数的第一预设迭代次数，对于每种预设特征参数，基于预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定输气管道的预设特征参数的特征值。根据得到的输气管道的预设特征参数的特征值，可确定不同类型的输气管道内腐蚀缺陷的形貌特征和分布特征，以便针对性的对不同类型的输气管道采取防腐蚀保护措施。

需要说明的是：上述实施例提供的确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的装置在确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的装置与确定输气管道内腐蚀缺陷的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取同样材质同样输送介质的多个输气管道；

获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值；

基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定所述输气管道的每种预设特征参数的多个标准值；

获取所述每种预设特征参数的第一预设聚类类别数，获取所述每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值，并获取所述每种预设特征参数的第一预设迭代次数；

对于每种预设特征参数，基于所述预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对所述预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定所述输气管道的所述预设特征参数的特征值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定所述输气管道的每种预设特征参数的多个标准值，包括：

基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定每种预设特征参数的多个参数值的平均值；

对于每种预设特征参数，基于获取到的所述预设特征参数的多个参数值、所述预设特征参数的多个参数值的平均值以及公式

确定所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差，其中，δ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差，μ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的平均值，x_i为所述输气管道的所述预设特征参数的第i个参数值，N为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的个数；

基于公式

确定所述输气管道的所述预设特征参数的多个标准值，其中，Z为所述输气管道的所述预设特征参数的多个标准值，x_i为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值，μ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的平均值，δ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对所述预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定所述输气管道的所述预设特征参数的特征值之后，还包括：

基于公式

确定所述预设特征参数的加权平均值，其中，

为所述预设特征参数的加权平均值，x₁为所述预设特征参数的第1个参数值，x₂为所述预设特征参数的第2个参数值，x_N为所述预设特征参数的第N个参数值，ω₁为所述预设特征参数的第1个参数值出现的频次，ω₂为所述每种预设特征参数的第2个参数值出现的频次，ω_N为所述预设特征参数的第N个参数值出现的频次；

基于公式

确定所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，其中，RD为所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，

为所述预设特征参数的加权平均值，d为所述输气管道的所述预设特征参数的特征值；

如果所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值大于预设阈值，则基于所述预设特征参数的第二预设聚类类别数、第二预设初始迭代中心参数值以及第二预设迭代次数，对所述预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，得到所述输气管道的所述预设特征参数的调整后的特征值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为5％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设特征参数包括：所述输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位。

6.一种确定输气管道内腐蚀缺陷的特征值的装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取同样材质同样输送介质的多个输气管道；

第二获取模块，用于获取每个输气管道内腐蚀缺陷的多种预设特征参数的参数值；

第一确定模块，用于基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定所述输气管道的每种预设特征参数的多个标准值；

第三获取模块，用于获取所述每种预设特征参数的第一预设聚类类别数，获取所述每种预设特征参数的第一预设初始迭代中心参数值，并获取所述每种预设特征参数的第一预设迭代次数；

第二确定模块，用于对于每种预设特征参数，基于所述预设特征参数的第一预设聚类类别数、第一预设初始迭代中心参数值以及第一预设迭代次数，对所述预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，确定所述输气管道的所述预设特征参数的特征值。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：

第一确定子单元，用于基于获取到的每种预设特征参数的多个参数值，确定每种预设特征参数的多个参数值的平均值；

对于每种预设特征参数，基于获取到的所述预设特征参数的多个参数值、所述预设特征参数的多个参数值的平均值以及公式

确定所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差，其中，δ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差，μ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的平均值，x_i为所述输气管道的所述预设特征参数的第i个参数值，N为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的个数；

基于公式

确定所述输气管道的所述预设特征参数的多个标准值，其中，Z为所述输气管道的所述预设特征参数的多个标准值，x_i为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值，μ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的平均值，δ为所述输气管道的所述预设特征参数的多个参数值的标准差。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块还用于：

基于公式

确定所述预设特征参数的加权平均值，其中，

为所述预设特征参数的加权平均值，x₁为所述预设特征参数的第1个参数值，x₂为所述预设特征参数的第2个参数值，x_N为所述预设特征参数的第N个参数值，ω₁为所述预设特征参数的第1个参数值出现的频次，ω₂为所述每种预设特征参数的第2个参数值出现的频次，ω_N为所述预设特征参数的第N个参数值出现的频次；

基于公式

确定所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，其中，RD为所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值，

为所述预设特征参数的加权平均值，d为所述输气管道的所述预设特征参数的特征值；

如果所述预设特征参数的特征值与所述预设特征参数的加权平均值的相对偏差值大于预设阈值，则基于所述预设特征参数的第二预设聚类类别数、第二预设初始迭代中心参数值以及第二预设迭代次数，对所述预设特征参数的多个标准值，进行聚类处理，得到所述输气管道的所述预设特征参数的调整后的特征值。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设阈值为5％。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设特征参数包括：所述输气管道内腐蚀缺陷的腐蚀长度、腐蚀宽度、峰值深度以及时钟方位。

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