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基于多变量时空融合网络的风机数据缺失值插补研究

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自动化学报 2024年第6期50卷 1171-1184页

作者：詹兆康胡旭光赵浩然张思琪张峻凯马大中东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 山东大学电气工程学院济南250100

风电场数据的完整性会因恶劣天气、输入信号丢失、传感器故障等原因遭到破坏,而大面积的数据缺失将给风机设备的运行和维护带来严峻考验.因此,提出一个多变量时空融合网络(Multivariate spatiotemporal integration network,MSIN)来解... 详细信息

风电场数据的完整性会因恶劣天气、输入信号丢失、传感器故障等原因遭到破坏,而大面积的数据缺失将给风机设备的运行和维护带来严峻考验.因此,提出一个多变量时空融合网络(Multivariate spatiotemporal integration network,MSIN)来解决缺失数据问题.首先,提出包含缺失值定位−指引机制的MSIN结构,揭示缺失部分数据的潜在信息,确保插补数据符合真实分布.其次,在网络中设计多视角时空卷积模块,捕捉同一风机多个变量与多个风机同一变量之间的局部空间和全局时间相关性,用于提高插补数据的真实性.接着,提出网络实时自更新机制,根据风电场实时变化情况实现在线调整,能够提升网络泛化能力,由此弥补重新训练模型的时间和空间成本高的缺陷.最后,通过真实的风机数据验证所提网络的有效性和优越性.相关分析结果表明,相较于MissForest等传统数据插补方法的插补性能,平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)、平均绝对百分比误差(Mean absolute percentage error,MAPE)和均方根误差(Root mean square error,RMSE)分别下降18.54%、41.00%和3.15%以上.

关键词：风机数据数据插补时空特征生成对抗网络

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从管段走向管网:管道泄漏诊断技术研究进展

控制工程 2024年第6期31卷 961-972页

作者：张化光王天彪胡旭光马大中刘金海东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819 东北大学流程工业综合自动化全国重点实验室辽宁沈阳110819

管道泄漏诊断技术在保障管道系统安全运行中起着至关重要的作用。首先,介绍了管道泄漏诊断系统的结构,并指出由单一管段向复杂管网泄漏诊断的发展趋势。进一步从基于数据驱动的传统泄漏检测方法、管道泄漏信号源定位技术和基于深度学习... 详细信息

管道泄漏诊断技术在保障管道系统安全运行中起着至关重要的作用。首先,介绍了管道泄漏诊断系统的结构,并指出由单一管段向复杂管网泄漏诊断的发展趋势。进一步从基于数据驱动的传统泄漏检测方法、管道泄漏信号源定位技术和基于深度学习的复杂管网泄漏检测方法3个方面进行综述,分析了不同方法的优势、局限性和适用范围。最后指出,随着管网系统的复杂度增加,传统方法的局限性逐渐显现,基于深度学习技术的复杂管网微弱泄漏诊断、多源信号融合和管网智能化的研究将成为未来的研究趋势。

关键词：管道泄漏诊断深度学习复杂管网自适应动态规划

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基于虚拟现实技术的井喷抢险模拟平台开发

计算机仿真 2024年第1期41卷 502-507页

作者：王凯凯张涛李玉梅胡旭光北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京100101 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100101 中国石油井控应急救援响应中心四川广汉618300

井喷着火抢险作业的培训模式普遍存在着实地模拟危险性高、视频教学经验积累慢的缺点。有必要开发一个不受时间和场地限制的虚拟现实(Virtual Reality,VR)培训平台。利用Unity3D引擎搭建虚拟井场环境,使用粒子表面渲染和粒子系统实现井... 详细信息

井喷着火抢险作业的培训模式普遍存在着实地模拟危险性高、视频教学经验积累慢的缺点。有必要开发一个不受时间和场地限制的虚拟现实(Virtual Reality,VR)培训平台。利用Unity3D引擎搭建虚拟井场环境,使用粒子表面渲染和粒子系统实现井喷着火效果模拟,并建立多点源火焰热辐射模型,动态计算人员受到的热辐射伤害,以不同热辐射伤害等级划定安全范围。同时基于分层式复合碰撞体实现救援设备的人机交互和结果事件响应,完成一体化救援流程。结果表明:井喷着火时,安全距离应在70米以上;随着火焰倾角增加,最大安全距离都会向火焰倾向方向不同程度增大,最小安全距离会向火焰倾向的反方向不同程度减小。上述平台的开发建立,对安全救援作业有一定的借鉴意义。

关键词：虚拟现实井喷着火沉浸式训练救援距离安全救援

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育肥羊防疫及保健的主要措施及注意事项

养殖与饲料 2024年第7期23卷 113-115页

作者：江浩然祝海梅王云凤袁亚光胡旭光胡多多江苏省灌南县百禄动物防疫检疫所江苏灌南222500 江苏省连云港市海州区农业农村局江苏连云港222000 江苏省灌南县新安动物防疫检疫所江苏灌南222500 江苏省灌南县李集动物防疫检疫所江苏灌南222500 江苏省灌南县畜牧兽医站江苏灌南222500

随着市场需求的不断扩大,肉羊养殖规模化程度进一步加深,肉羊育肥技术也得到了迅速提升,但受跨地运输和养殖技术水平不平衡等因素的影响,育肥羊的疫病发生几率仍然较高,给养殖者带来较大的经济损失。为此,本文将从卫生管理、饲喂管理、... 详细信息

随着市场需求的不断扩大,肉羊养殖规模化程度进一步加深,肉羊育肥技术也得到了迅速提升,但受跨地运输和养殖技术水平不平衡等因素的影响,育肥羊的疫病发生几率仍然较高,给养殖者带来较大的经济损失。为此,本文将从卫生管理、饲喂管理、驱虫管理、引种管理以及免疫接种等方面,重点介绍育肥羊防疫及保健的主要措施及注意事项,希望能为养殖户提供一些有益的参考和帮助。

关键词：育肥羊防疫保健措施注意事项

溢流分析与防控实践——以中国石油集团川庆钻探工程有限公司为例

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天然气技术与经济 2024年第2期18卷 20-25页

作者：谭宾付强叶林祥徐勇军吴会胜胡旭光王茂林晏琰刘贵义中国石油集团川庆钻探工程有限公司四川成都610051 中国石油井控应急救援响应中心四川成都610051 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500

“十三五”期间,油气勘探开发向深层、超深层、非常规新领域发展,面临复杂的地质条件、恶劣的井筒状况等多重挑战,油气安全开发对井控工艺、装备及人员素质提出了更高的要求。为进一步减少溢流,以中国石油集团川庆钻探工程有限公司为例... 详细信息

“十三五”期间,油气勘探开发向深层、超深层、非常规新领域发展,面临复杂的地质条件、恶劣的井筒状况等多重挑战,油气安全开发对井控工艺、装备及人员素质提出了更高的要求。为进一步减少溢流,以中国石油集团川庆钻探工程有限公司为例,系统分析了溢流防控难点,通过“全过程压实井控管理、全流程完善井控工艺、全面升级井控装备、全方位推进信息化建设、全面提升应急能力,有针对性的制定了“管理、工艺、装备、信息化、应急”五个方面的措施。结论认为:(1)深层、超深层油气勘探中的井控风险仍然严峻,深入开展地质工程一体化融合,是提高地层压力预测精度、降低溢流风险的重要举措;(2)数字化、信息化是溢流防控的重要发展方向,需加快推广应用;(3)井控装备的升级迭代是防范化解深井超深井井控风险的重要保障,井控装备逐步向自动化、智能化迈进是未来发展的重要趋势;(4)专业井控人才是溢流防控的关键,需持续培养“管理+现场”专业井控人才,注重班组和基层队伍的能岗匹配和能力提升。

关键词：超深层三高井溢流防控井控安全工程地质一体化

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基于熵理论的综合能源系统不可能三角研究综述

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控制与决策 2023年第8期38卷 2106-2121页

作者：孙秋野任一平刘子铭胡旭光东北大学信息科学与工程学院沈阳110819

面向“碳达峰、碳中和”目标,能源系统呈现可再生能源高比例接入、电气冷热能源形式多样、源网荷储互动频繁、信息能源深度耦合等众多新特性,综合能源系统面临着“环保-安全-经济”3个目标无法同时满足的能源不可能三角问题.在信息深度... 详细信息

面向“碳达峰、碳中和”目标,能源系统呈现可再生能源高比例接入、电气冷热能源形式多样、源网荷储互动频繁、信息能源深度耦合等众多新特性,综合能源系统面临着“环保-安全-经济”3个目标无法同时满足的能源不可能三角问题.在信息深度耦合的综合能源系统中,不可能三角问题将从传统的纯能量特性研究转向信息与能量的双重特性研究.熵具有信息与能量的双重特性,鉴于此,对熵理论在综合能源系统中的研究展开综述.首先介绍熵的基础理论并将其作为一种量化工具引入不可能三角问题;然后基于能源不可能三角问题特性,分类介绍熵理论在环保性、安全性与经济性3个方向的应用,归纳并提炼综合能源系统运行中的新问题,分析现有研究成果下熵理论应对不可能三角研究的优势;最后对基于熵理论的综合能源系统不可能三角研究所面临的主要挑战及未来可能的研究方向进行总结和展望.

关键词：综合能源系统能源不可能三角熵理论

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井控技术研究进展与展望

天然气工业 2022年第2期42卷 133-142页

作者：伍贤柱胡旭光韩烈祥罗园许期聪庞平李黔中国石油集团川庆钻探工程有限公司西南石油大学石油与天然气工程学院中国石油井控应急救援响应中心国家油气田救援广汉基地国家能源高含硫气藏开采研发中心

当前油气勘探开发正向超深层、非常规等领域大举进军,钻井井控面临特殊岩性地层压力预测精度低、多产层多压力系统复杂、主要产层安全密度窗口窄、老井井口油气泄漏等一系列安全挑战。为保障油气勘探开发安全稳步推进,在国内外井控技术... 详细信息

当前油气勘探开发正向超深层、非常规等领域大举进军,钻井井控面临特殊岩性地层压力预测精度低、多产层多压力系统复杂、主要产层安全密度窗口窄、老井井口油气泄漏等一系列安全挑战。为保障油气勘探开发安全稳步推进,在国内外井控技术调研和国际对标分析的基础上,对井控技术面临的挑战、井控技术研究进展以及发展方向进行了系统分析。研究结果表明:①碳酸盐储层地层压力预测/检测、早期溢流监测探索和控压钻井技术推广应用,一级井控技术持续发展;②形成了以“井控装备、非常规压井及安全密度窗口扩展”为主的二级井控技术,基本保障了多产层多压力系统井的安全作业;③提出了全过程带火作业井喷失控井救援新理念,形成了自主知识产权的酸性油气藏失控高产井救援技术;④研发出静磁随钻测距系统,救援井技术具备理论基础,具备生产应用的条件。结论认为,国内井控技术虽然已取得长足进步,但仍需在特殊油气藏地层压力预测理论、非常规压井工艺、救援井技术等方向开展持续攻关,以满足对超深层、非常规油气等领域的开发需要。

关键词：地层压力预测井控非常规压井安全密度窗口扩展全过程带火作业失控高产井救援井

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基于数据驱动的管道云边协同泄漏检测方法

控制与决策 2023年第8期38卷 2415-2424页

作者：马大中王天彪胡旭光刘羽洋刘金海东北大学信息科学与工程学院沈阳110819

随着管道运输规模的不断扩大和泄漏检测流程的日趋复杂,管道泄漏检测系统中数据采集、传输和处理等任务难度呈几何级数上升.鉴于此,针对基于数据驱动的管道云边协同泄漏检测方法展开研究,首先针对系统在数据获取方面中压力数据采集量大... 详细信息

随着管道运输规模的不断扩大和泄漏检测流程的日趋复杂,管道泄漏检测系统中数据采集、传输和处理等任务难度呈几何级数上升.鉴于此,针对基于数据驱动的管道云边协同泄漏检测方法展开研究,首先针对系统在数据获取方面中压力数据采集量大、数据之间存在冗余的问题,提出一种自适应数据压缩与采集算法;然后依据云边协同调度策略的需求,对云边协同系统中各个环节进行任务细粒度划分,并根据划分后子任务的计算时延和传输时延提出云边协同下管道泄漏检测系统的任务拓扑模型;最后将系统的优化目标定义为在任务执行时间限制下的边缘控制器利用率,进而通过遗传算法求解时间限制下的最优调度策略.仿真分析验证了管道云边协同泄漏检测方法的有效性,所提出方法可以实现管道泄漏事件快速报警.

关键词：管道泄漏检测数据驱动云边协同数据压缩数据采集遗传算法

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井喷失控井一体化井口重建装置的研制

钻采工艺 2022年第2期45卷 94-99页

作者：胡旭光何弦桀段慕白中国石油川庆钻探工程有限公司井控应急救援响应中心四川省广汉市618300 西南石油大学石油与天然气工程学院中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院

井喷失控是油气勘探开发过程中损失巨大的灾难性事故,必须快速恢复对井口的重新控制,而拆除旧井口后的新井口重建是最为关键、风险最高的一步。传统的井口重建装备需要人员多次近井口作业完成新井口安装,抢险人员面临巨大的安全风险且... 详细信息

井喷失控是油气勘探开发过程中损失巨大的灾难性事故,必须快速恢复对井口的重新控制,而拆除旧井口后的新井口重建是最为关键、风险最高的一步。传统的井口重建装备需要人员多次近井口作业完成新井口安装,抢险人员面临巨大的安全风险且一次性成功率较低,需多次尝试。针对此种情况,研制了井喷失控井一体化井口重建装置,将原有井口重建工艺“八步法”变为“一步法”,避免抢险人员多次近井口作业。文章详细阐述了该装置的组合方式、卡紧设计及密封设计,通过有限元模拟对装置的力学性能进行校核。室内实验及应急演练表明,该装置能快速实现光套管下井喷失控井口的重建,极大简化了新井口重建流程,提高了重建效率及人员安全性,对推进井喷失控近井口作业无人化进程提供了更加完善的装备支撑。

关键词：井喷失控井口重建一体化井口重建装置重建流程无人化