層次復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性指標(biāo)數(shù)據(jù)的不完全性和不確定 性。由于測(cè)量方法、人為或客觀等因素的影響，使對(duì)其研究的各種數(shù)據(jù)產(chǎn)生了誤差、短缺甚 至是虛假的現(xiàn)象，且鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)的規(guī)律不明確，其狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、邊界關(guān)系難W精確描述， 送都表明了鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)的穩(wěn)定性研究屬于典型的灰色理論，故可W采用灰色理論，建 立GM(1，1)預(yù)測(cè)模型對(duì)其進(jìn)行研究。
[005引步驟103 ;采用第1個(gè)GM(1，1)預(yù)測(cè)模型分別確定鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔連續(xù)n年 的預(yù)測(cè)體積收縮率，得到n個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果。
[0054] 步驟104 ;根據(jù)n個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果，建立鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮率的狀態(tài)的馬爾 科夫預(yù)測(cè)模型。
[0055] 其中，馬爾科夫預(yù)測(cè)模型即馬爾科夫鏈，馬爾科夫鏈可W根據(jù)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移概 率來(lái)推測(cè)系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，而狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率反映了各隨機(jī)因素的影響程度和各狀態(tài)之 間轉(zhuǎn)移的內(nèi)在規(guī)律性。
[0056] 步驟105 ;采用馬爾科夫預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)下一個(gè)年度鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮 率的狀態(tài)。
[0057] 步驟106 ;確定GM(1，1)預(yù)測(cè)模型群中的所有GM(1，1)預(yù)測(cè)模型的下一個(gè)年度鹽 穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮率的預(yù)測(cè)值的平均值；
[0058] 步驟107 ;根據(jù)平均值義CM(hO和體積收縮率的狀態(tài)，確定下一個(gè)年度鹽穴地下 儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮率X。
[0059] 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)已知的多年鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮率，采用灰色理論、 建立GM(1，1)預(yù)測(cè)模型和GM(1，1)預(yù)測(cè)模型群，并結(jié)合馬爾科夫鏈，對(duì)下一年度鹽穴地下儲(chǔ) 氣庫(kù)溶腔體積收縮率進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，減少了儲(chǔ)氣庫(kù)使用中的聲納檢測(cè)的次數(shù)，削減了因帶 壓聲納檢測(cè)過(guò)程中存在的泄漏風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于確保儲(chǔ)氣庫(kù)安全運(yùn)行具有重要的意義，也為儲(chǔ)氣 庫(kù)管理者采取有效措施控制溶腔的體積收縮提供技術(shù)支持，且采用確定GM(1，1)預(yù)測(cè)模型 群中的各個(gè)子模型的下一個(gè)年度鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮率的預(yù)測(cè)值的平均值，可W 有效避免單一GM(1，1)預(yù)測(cè)模型的不穩(wěn)定性的缺陷，使得預(yù)測(cè)更為準(zhǔn)確可信。
[0060] 實(shí)施例二
[0061] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮率的預(yù)測(cè)方法，參見(jiàn)圖2， 方法包括：
[0062] 步驟201 ;獲取鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔連續(xù)n年的實(shí)際體積收縮率。
[006引其中，n為大于4的正整數(shù)。
[0064] 在本實(shí)施例中，獲取鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔連續(xù)n年的實(shí)際體積收縮率，可W包括：
[0065] 采用聲納裝置分別帶壓測(cè)量鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔連續(xù)n年的實(shí)際體積；
[0066] 根據(jù)鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔連續(xù)n年的實(shí)際體積，確定鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔連續(xù)n 年的實(shí)際體積收縮率。
[0067] 實(shí)現(xiàn)時(shí)，可W根據(jù)儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔中的壓力，確定每年一次測(cè)量溶腔的實(shí)際體積的時(shí) 間，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行帶壓聲納測(cè)量溶腔的實(shí)際體積適宜在高壓狀態(tài)下進(jìn)行。
[0068] 步驟202 ;根據(jù)連續(xù)n年的實(shí)際體積收縮率，結(jié)合灰色理論，建立GM(1，1)預(yù)測(cè)模 型群。
[0069] 在本實(shí)施例中，GM(1，1)預(yù)測(cè)模型群包括m個(gè)GM(1，1)預(yù)測(cè)模型，其中，第m個(gè) GM(1，1)預(yù)測(cè)模型根據(jù)連續(xù)n年中第m年到第n年的實(shí)際體積收縮率建立，m> 2且m為正 整數(shù)，n-m> 4,容易理解地，對(duì)于連續(xù)n年的實(shí)際體積收縮率，可建立n-3個(gè)GM(1，1)預(yù)測(cè) 模型。
[0070] 實(shí)現(xiàn)時(shí)，建立GM(1，1)預(yù)測(cè)模型，可W包括如下步驟：
[0071] 設(shè)鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔連續(xù)n年的實(shí)際體積收縮率組成的序列為X0 =找0(1)， X0(2)，X0(3)，…，X0(n)}，對(duì)序列X0中的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次累加得到新的序列XI=找1(1)， XI似，XI(3)，…，XI(n)}，其中，
[0072]
[0073] 對(duì)序列X0進(jìn)行指數(shù)規(guī)律性檢驗(yàn)；
[0074] 在實(shí)際應(yīng)用中，由于GM(1，1)預(yù)測(cè)模型實(shí)質(zhì)為指數(shù)方程，故對(duì)應(yīng)的要求用于預(yù)測(cè) 的樣本數(shù)據(jù)（即序列X0)也要符合指數(shù)規(guī)律，即需對(duì)序列X0的規(guī)律性進(jìn)行檢驗(yàn)。具體地， 對(duì)序列X0即連續(xù)n年的實(shí)際體積收縮率進(jìn)行指數(shù)規(guī)律性檢驗(yàn)，可W包括：
[0075] 根據(jù)序列X0的級(jí)比對(duì)序列X0進(jìn)行指數(shù)規(guī)律性檢驗(yàn)，其中，
[0076]
[0077] 當(dāng)序列X0的級(jí)比滿(mǎn)足。若，拉[ij+抹]，(在二14….巧），且5 = 0. 5化序列X0 滿(mǎn)足建立GM(1，1)預(yù)測(cè)模型的指數(shù)規(guī)律。
[0078] 需要說(shuō)明的是，一般情況下，對(duì)于非負(fù)的準(zhǔn)光滑序列通過(guò)（一次）累加呈現(xiàn)出指數(shù) 規(guī)律或者準(zhǔn)指數(shù)規(guī)律，即可建立GM(1，1)模型。
[0079] 構(gòu)建微分方程牛化利用最小二乘法求解未知參數(shù)a和U，記向 dt . .. 量P= [a，u]T，則在最小二乘法準(zhǔn)則下Y=PB的解為，P=度Tb)IrTy，其中，a為灰色發(fā) 展系數(shù)，U為灰色輸入系數(shù)，
[0080]
[0081] 求解微分方程，得到其的解為ll移）記[義00) -m/巧私-+姑/泣；
[0082] 將微分方程的解離散化得到，
[0083]
[0084]令X1(0) =X0(1)，得到GM(1，1)預(yù)測(cè)模型為：
[0087]送里的M表示預(yù)測(cè)年度，其值可W大于等于n。
[008引容易理解地，第1個(gè)GM(1，1)預(yù)測(cè)模型為，取序列X0中的X0 (1)，X0似，X0 (3)，…，X0 (n)，第（n-3)個(gè)GM(1，1)預(yù)測(cè)模型為，取序列X0 的X0 (n-3)，X0 (n-2)，X0 (n-1)，X0 (n)建 立的。
[0089] 步驟203 ;確定GM(1，1)預(yù)測(cè)模型群中的所有GM(1，1)預(yù)測(cè)模型的下一個(gè)年度的 體積收縮率的預(yù)測(cè)值的平均值。
[0090] 步驟204;采用第1個(gè)GM(1，1)預(yù)測(cè)模型分別確定鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔連續(xù)n年 的預(yù)測(cè)體積收縮率，得到n個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果。
[0091] 在得到GM(1，1)預(yù)測(cè)模型的計(jì)算公式后，采用其公式分別確定鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶 腔連續(xù)n年的預(yù)測(cè)體積收縮率，得到n個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果，例如，可W根據(jù)X0 (1)和X0 (2)，W及 GM(1，1)預(yù)測(cè)模型的計(jì)算公式預(yù)測(cè)下一年（即第H年）的預(yù)測(cè)體積收縮率。
[0092] 步驟205;將n個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果的絕對(duì)誤差作為馬爾科夫鏈，建立鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔 體積收縮率的狀態(tài)的馬爾科夫預(yù)測(cè)模型。
[0093] 其中，絕對(duì)誤差為所述預(yù)測(cè)體積收縮率與所述實(shí)際體積收縮率的差值。建立馬爾 科夫預(yù)測(cè)模型即建立連續(xù)n年體積收縮率的狀態(tài)的轉(zhuǎn)移矩陣。
[0094] 在本實(shí)施例中，建立鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮率的狀態(tài)的馬爾科夫預(yù)測(cè)模型 的過(guò)程如下：
[0095]根據(jù)n個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果的絕對(duì)誤差中的最大值和最小值，平均分r個(gè)區(qū)間，r個(gè)區(qū)間為 預(yù)測(cè)結(jié)果的絕對(duì)誤差的的r個(gè)狀態(tài)，分別記為El,E2,…，Ef，且滿(mǎn)足狀態(tài)Ei為區(qū)間巧。，EJ， 其中re[2，引且r為整數(shù)，i為l，2，…，r;
[0096] 在實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)選的r為3。
[0097] 確定狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率其中， 式中為由狀態(tài)Ei經(jīng)過(guò)k步轉(zhuǎn)移到 巧 * 狀態(tài)E，的個(gè)數(shù)，Ni為處于Ei狀態(tài)的鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮率的個(gè)數(shù)，其中，k為整 數(shù)，且1;
[0098] 確定狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率矩陣P化)，其中，
[0099] 々
[0100] 步驟206;根據(jù)馬爾科夫預(yù)測(cè)模型，確定下一個(gè)年度鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收 縮率的狀態(tài)。
[0101] 實(shí)現(xiàn)時(shí)，根據(jù)馬爾科夫預(yù)測(cè)模型，確定下一個(gè)年度鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮 率的狀態(tài)，可W包括：
[0102] 根據(jù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率矩陣P(k)和鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)的連續(xù)n年中的最后一個(gè)年度 的體積收縮率的狀態(tài)，確定下一個(gè)年度鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮率的狀態(tài)。
[0103] 具體地，可W包括：
[0104] 判斷狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率矩陣的第i行中是否只有一個(gè)最大值i由鹽穴地下儲(chǔ) Iy 氣庫(kù)的連續(xù)n年中的最后一個(gè)年度的體積收縮率的狀態(tài)Ei確定。
[010引當(dāng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率矩陣的第i行中只有一個(gè)最大值則判定下一年度鹽穴地 下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮率的狀態(tài)由狀態(tài)Ei轉(zhuǎn)移到狀態(tài)E,;
[0106]當(dāng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率矩陣的第i行中存在至少兩個(gè)最大值，確定狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率矩 陣的N階矩陣，N為大于等于2的整數(shù)；
[0107] 選取N階矩陣中滿(mǎn)足第i行只有一個(gè)最大值的一個(gè)多階矩陣為狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概 率矩陣，判定下一年度鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收縮率的狀態(tài)由狀態(tài)Ei轉(zhuǎn)移到狀態(tài)E,。[010引需要說(shuō)明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，通常只需考擦一次狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率矩陣，即可。當(dāng) 需要采用多階矩陣時(shí)，由于數(shù)據(jù)序列最后的狀態(tài)轉(zhuǎn)向不確定，故在構(gòu)建多步轉(zhuǎn)移概率矩陣 (即N階矩陣）時(shí)要去掉數(shù)據(jù)序列中最末的k個(gè)數(shù)據(jù)。
[0109] 步驟202~203和步驟204~206的執(zhí)行沒(méi)有先后順序。
[0110] 步驟207 ;根據(jù)所有GM(1，1)預(yù)測(cè)模型的下一個(gè)年度鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔體積收 縮率的預(yù)測(cè)值的平均值打.V川