基于EM-FR-C5.0DT耦合模型的输气管道地质灾害风险预测模型

作     者：艾昕宇 何鹏 孟祥振 王新刚 李玉星 刘鹏 韩建红 梁裕如 由洋 AI Xinyu;HE Peng;MENG Xiangzhen;WANG Xingang;LI Yuxing;LIU Peng;HAN Jianhong;LIANG Yuru;YOU Yang

作者机构：陕西延长石油(集团)有限责任公司天然气研究院分公司西安710075 西北大学地质学系西安7100692 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 

出 版 物：《油气与新能源》 (Petroleum and new energy)

年 卷 期：2024年第36卷第4期

页      面：84-96,107页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目“黄土高原基础设施密集区重大链生灾害时空演化与成灾放大效应”(2023YFC3008401) 陕西延长石油(集团)有限责任公司科研项目“临镇-子长管道地质灾害下管土耦合作用研究”(ycsy2022ky-B-06) 

主　　题：输气管道 熵值法 C5.0决策树 BP神经网络 风险性预测 

摘      要：延安气田地处陕北山区,输气管道沿线发生地质灾害的风险较高,管道生产运行存在一定安全隐患,通过加强风险预测研究,可快速准确甄别沿线高后果区,对管道防灾减灾具有重要意义。为此,选取延安气田内部临镇-子长输气干线作为研究对象。首先,通过相关性分析筛选出高程等11个影响因子,依次开展灾点空间分布规律研究;其次,采用加权频率比法将灾点属性值转换为可体现灾害风险贡献率的EM-FR(加权频率值),划分出低、极低风险区,在此范围内选取非灾点,以此构建EM-FR-C5.0DT(加权频率比-C5.0决策树)、EM-FR-BP(加权频率比-BP神经网络)等2种耦合模型,并预测研究区域的风险性;最后,在研究区域内随机选取非灾点,构建单一C5.0DT、BP模型,并与上述2种耦合模型开展精度对比分析。结果显示:耦合模型预测性能优于单一模型,其中EM-FR-C5.0DT模型效果最优。研究成果表明,在低、极低风险区内,选取非灾点构建数据集得到的耦合模型,可明显提升模型预测精度,更适合小样本地质灾害风险性建模,可为延安气田输气管道风险性研究提供一定借鉴。