一种智能的多阶段维护策略优化方法，用于提高天然气管道网络的供应可靠性

《RELIABILITY ENGINEERING & SYSTEM SAFETY》：An intelligent, multi-stage maintenance strategy optimization method for supply reliability improvement in natural gas pipeline networks

　　

彭世良|林帆|张宗杰|何宇轩|何倩|于伟超|杨兆明|苏淮|张金军

摘要

在天然气管道系统中，当前的设备维护策略通常将系统及其子单元（例如离心压缩机站）视为独立的部分进行考虑，这导致了效率低下和成本增加。本文提出了一种智能的、系统化的离心压缩机维护策略优化框架，充分考虑了系统内部的相互依赖性。首先，利用系统可靠性和基于物理信息的启发式优化方法来确定每个离心压缩机站的可靠性阈值。通过图论和蒙特卡洛方法，将天然气管道的流体特性纳入系统供应可靠性的分析中。此外，采用可靠性块图对设备的老化过程进行建模，并将每个离心压缩机的性能变化视为威布尔分布。最后，为了以最优成本实现预防性维护并消除天然气管道网络中的气体短缺风险，本研究利用深度强化学习等人工智能方法制定了最优维护策略。针对典型天然气管道系统的案例研究表明，与基于子单元的维护策略相比，所提出的维护策略可降低成本40.8%；与基于时间的维护策略相比，可降低成本46.2%。这项研究为实际应用中不断发展的天然气管道系统的子单元可靠性提升提供了支持。