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基于深度学习和大模型的油气管道设备安全建设体系

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完成单位:中煤航测遥感集团有限公司,山东省鲁信投资控股集团有限公司

登记编号:CAPE-CXCG-2026-J-2-***

登记年份:2026

发布时间:2026-07-16

成果主要完成人

孙作勇,周道川,杨林栋,李浩威,关东,寇振华,李强,王聪

项目概况

(1)研究背景 我国油气管道行业正处于智能化转型关键期,"十四五"规划明确提出加快推进油气管网智能化建设。 (2)管理或技术难点 当前油气管道设备管理普遍面临四大瓶颈问题:一是数据孤岛突出,SCADA、GPS等多源异构系统数据无法有效融合共享;二是故障预警滞后,传统阈值报警难以识别复杂工况下的复合故障征兆,误报率高、预警不足;三是决策依赖经验,人工故障诊断效率低,知识传承困难,新员工培养周期长;四是智能化程度低,设备管理仍以被动响应式维护为主,缺乏主动健康管理能力。 (3)成果先进性 形成六大核心能力:统一数据底座实现多源异构数据标准化采集与共享;XGBoost异常检测模型实时识别设备故障征兆;LSTM深度学习网络精准预测设备剩余寿命;Transformer模型预判阴保电位异常趋势;YOLO目标检测算法实时监测管道周边入侵风险;Smart KB知识库结合大语言模型提供辅助决策建议。 (4)创新性 本成果实现三项重大创新:一是多模型协同决策机制,首创将XGBoost、LSTM、Transformer三种异构模型进行协同,形成"实时检测—趋势预测—异常溯源"三位一体评估闭环;二是自研Smart KB知识库系统,基于RAG技术框架融合历史案例、专家经验、法规标准,结合大语言模型实现故障诊断周期从天缩短至分钟;三是边缘-云端协同架构,兼顾入侵检测实时性与模型迭代优化需求。 (5)可推广性 技术方案具有标准化、模块化特征,已在多家省级管道公司的多个项目中成功应用,验证了方案的普适性和可靠性。 (6)经济社会效益 累计创造经济效益超千万元,故障诊断效率提升70%以上,非计划停机时间减少65%,安全事故率下降80%,误报率控制在5%以内。 (7)推动行业进步 本成果为油气管道行业智能化转型提供了标杆案例和实践范式,推动相关产业链协同发展,经济和社会效益显著,应用前景广阔。