本文選題：魯棒性 + 脆弱度　； 參考：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著人們對(duì)天然氣需求的日益增加,天然氣管道運(yùn)輸方式作為其主要的輸送方式,也顯示了它的重要性。越來越多管道的建設(shè),形成并發(fā)展了天然氣管網(wǎng),但是,輸氣系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)老化,以及自然災(zāi)害、恐怖襲擊等突發(fā)事件都給天然氣管網(wǎng)供氣安全帶來了嚴(yán)重威脅。因此,供氣安全問題已經(jīng)成為整個(gè)城市安全和防災(zāi)系統(tǒng)的重要組成部分。本文研究了天然氣管網(wǎng)的脆弱性,從另一個(gè)角度入手,對(duì)天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)做了研究,在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,將"魯棒性"概念引入到天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)中,研究了天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的魯棒性。通過對(duì)天然氣管網(wǎng)的分析,總結(jié)了形成天然氣管網(wǎng)脆弱性的原因。將天然氣管網(wǎng)魯棒性的研究分為兩部分,天然氣管網(wǎng)連接魯棒性的研究和天然氣管網(wǎng)恢復(fù)魯棒性的研究。在進(jìn)行天然氣管網(wǎng)連接魯棒性建模時(shí),從連接魯棒性的定義出發(fā),將管網(wǎng)連接魯棒性和管網(wǎng)脆弱性分別看做哲學(xué)思想"木桶效應(yīng)"的"盛水量"和最低木板的"高度"。從連接魯棒性的反面,脆弱性,進(jìn)行連接魯棒性的分析研究。利用譜聚類的方法,根據(jù)一定的準(zhǔn)則,經(jīng)過集簇得到天然氣管網(wǎng)的分層模型,對(duì)分層模型解簇,仍然按照一定的準(zhǔn)則,找到管網(wǎng)中失效后對(duì)整個(gè)管網(wǎng)供氣能力影響較大的管段,并綜合考慮管段受損的損傷需求,最終求得管網(wǎng)中最為脆弱部分的脆弱度,從而實(shí)現(xiàn)連接魯棒性的定量分析。研究連接魯棒性,可以找到管網(wǎng)系統(tǒng)中最為脆弱的部分,使得管網(wǎng)管理者和安全生產(chǎn)工作人員更經(jīng)濟(jì)有效的對(duì)天然氣管網(wǎng)進(jìn)行維護(hù),保證天然氣管網(wǎng)的正常供氣,避免事故的發(fā)生。在天然氣管網(wǎng)恢復(fù)魯棒性的建模中,應(yīng)用圖論和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的知識(shí),對(duì)天然氣管網(wǎng)進(jìn)行拓?fù)浞治?求得天然氣管網(wǎng)的度矩陣和鄰接矩陣,最終求得拉普拉斯矩陣的代數(shù)連通度,衡量管網(wǎng)的恢復(fù)魯棒性。通過對(duì)管網(wǎng)恢復(fù)魯棒性的分析研究,可以為管網(wǎng)擴(kuò)建人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)管道時(shí)提供參考,使管網(wǎng)在發(fā)生事故后,更快的恢復(fù)到正常供氣的狀態(tài)。制定了提高天然氣管網(wǎng)魯棒性的措施。通過給管網(wǎng)增加冗余管道、提高構(gòu)件和管道的質(zhì)量、加強(qiáng)管網(wǎng)運(yùn)營能力、升級(jí)管網(wǎng)安全系統(tǒng)等方面制定了措施,計(jì)算了在增加了冗余管道和提高管道損傷需求的情況下,天然氣管網(wǎng)魯棒性的變化,驗(yàn)證了措施的正確性。
[Abstract]:With the increasing demand for natural gas, natural gas pipeline transportation as its main mode of transportation, also shows its importance. More and more pipeline construction has formed and developed the natural gas pipeline network. However, the aging structure of the gas transmission system itself, as well as natural disasters, terrorist attacks and other emergencies have brought serious threats to the gas supply safety of the natural gas pipeline network. Therefore, gas supply safety has become an important part of the whole city safety and disaster prevention system. In this paper, the vulnerability of natural gas pipeline network is studied, and the risk assessment of natural gas pipeline network system is studied from another angle. Under the guidance of tutor, the concept of "robustness" is introduced into the natural gas network system. The robustness of natural gas network system is studied. Through the analysis of the natural gas network, the reason of forming the vulnerability of the natural gas network is summarized. The research on the robustness of natural gas network is divided into two parts: the robustness of natural gas network connection and the research of natural gas network restoration robustness. In the modeling of connection robustness of natural gas networks, from the definition of connection robustness, the connection robustness and vulnerability of pipeline network are regarded as the "water content" of the "bucket effect" and the "height" of the lowest plank, respectively. From the reverse of link robustness, vulnerability, link robustness analysis and research. By using spectral clustering method, according to certain criteria, the stratified model of natural gas pipe network is obtained by clustering. Finally, the vulnerability of the most vulnerable part of the pipe network is obtained by considering the damage demand of the damaged pipe segment, and the quantitative analysis of the connection robustness is realized. In order to find the most vulnerable part of the pipe network system by studying the connection robustness, the pipe network managers and safety workers can maintain the natural gas network more economically and effectively, so as to ensure the normal gas supply of the natural gas network. Avoid an accident. In the modeling of natural gas network restoration robustness, using the knowledge of graph theory and complex network theory, the topological analysis of natural gas network is carried out, and the degree matrix and adjacent matrix of natural gas network are obtained. Finally, the algebraic connectivity of Laplace matrix is obtained, and the restoration robustness of pipe network is measured. Through the analysis and research on the robustness of the pipeline network restoration, it can provide a reference for the pipeline extension personnel to design the pipeline, so that the pipe network can recover to the normal gas supply state more quickly after the accident. The measures to improve the robustness of natural gas network are established. By adding redundant pipelines, improving the quality of components and pipelines, strengthening the network operation capacity, upgrading the network safety system and other aspects of the measures, the paper calculates that the redundant pipeline and pipeline damage requirements are increased. The change of the robustness of the natural gas network verifies the correctness of the measures.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE832.2

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