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本项目针对石油、天然气等领域管道腐蚀防控需求,集成BP神经网络、支持向量机等数十种机器学习算法,构建多模型协同预测平台。通过采集温度、压力、流速等环境参数及管道历史数据,结合数据清洗、特征工程与模型调优技术等问题。创新点包括多算法集成的一站式预测框架、交互式图形界面设计等。项目旨在填补现有单一模型预测工具的不足,提升工业管道安全性与管理效率,推动智能化技术在腐蚀防控领域的应用。

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WeleeTeam/Selective-integration-of-pipeline-corrosion-rate-intelligent-prediction

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example目录结构

  • corrosion_data.csv: 真实腐蚀数据,列包含数值与类别特征以及目标列 corrosion_rate
  • data/utils.py: 数据工具
    • 读取/生成表格数据(CSV)与时序数据(NPZ)
    • 加载腐蚀数据并完成数值标准化、类别独热编码、训练/测试划分
  • bp_mlp/, svm/, random_forest/, elm/: 传统ML模型示例(表格回归)
  • lstm/, gru/, cnn/: 深度学习时序示例(合成序列,演示用)
  • requirements.txt: 依赖

环境依赖

pip install -r examples/requirements.txt

数据说明(腐蚀数据)

  • 目标列:corrosion_rate
  • 数值列:temperature, pressure, flow_rate, Cl_conc, pH, O2_content, CO2_conc, H2S_conc, pipe_age
  • 类别列:material, coating, corrosion_type

数据加载流程位于 examples/data/utils.py

  • 数值列使用 StandardScaler
  • 类别列使用 OneHotEncoder(handle_unknown='ignore')
  • 默认 80%/20% 训练/测试拆分

当找不到或解析失败时,示例会自动回退使用假数据

运行方式(传统 ML:表格回归)

以下脚本将优先读取 examples/corrosion_data.csv

输出包含测试集 MSE 与 R2。

运行方式(深度学习:时序示例)

当前 LSTM/GRU/CNN 使用合成单变量序列做一步预测,仅作模型结构演示,如需将真实腐蚀数据改造为时序窗口(按时间或管段序号滑窗)

FAQ

  • 找不到 corrosion_data.csv
    • 确认文件存在于 examples/ 目录下;脚本已使用绝对路径拼接,无需 cd 到特定目录。
  • 类别列被当成数值?
    • 工具已在加载时强制将类别列转为字符串,仍有异常请检查源CSV是否有空列名或混合类型。
  • TensorFlow 安装较慢或不需要深度学习示例?
    • 可仅安装 scikit-learn 相关依赖,或跳过运行 LSTM/GRU/CNN。

About

本项目针对石油、天然气等领域管道腐蚀防控需求,集成BP神经网络、支持向量机等数十种机器学习算法,构建多模型协同预测平台。通过采集温度、压力、流速等环境参数及管道历史数据,结合数据清洗、特征工程与模型调优技术等问题。创新点包括多算法集成的一站式预测框架、交互式图形界面设计等。项目旨在填补现有单一模型预测工具的不足,提升工业管道安全性与管理效率,推动智能化技术在腐蚀防控领域的应用。

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