12月13日，記者從西安建筑科技大學(xué)獲悉：該校資源工程學(xué)院教授李新宏團隊在能源管道安全監(jiān)測方面取得重要研究進展。團隊結(jié)合管道泄漏擴散規(guī)律與數(shù)據(jù)驅(qū)動模型，構(gòu)建了一種基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PINN）的城市燃氣管道泄漏擴散智能預(yù)測新方法，為城市燃氣管道泄漏的早期預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)提供了技術(shù)支持。相關(guān)成果近日在國際權(quán)威期刊發(fā)表。
城市天然氣管道是城市能源基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。隨著城市管網(wǎng)的持續(xù)擴展與老化管道比例的上升，燃氣泄漏引發(fā)的安全事故易發(fā)，一旦在城市高密度區(qū)域發(fā)生，極易在短時間內(nèi)達到爆炸極限濃度，從而引發(fā)大規(guī)?；馂?zāi)或爆炸災(zāi)害。因此，如何在泄漏初期準(zhǔn)確預(yù)測燃氣擴散濃度分布，成為當(dāng)前城市燃氣安全管理與應(yīng)急響應(yīng)體系中的關(guān)鍵難題。
面對這一難題，李新宏團隊首先在管道周圍稀疏布置燃氣管道傳感器，實時采集燃氣濃度變化數(shù)據(jù)并進行分析，將處理后的數(shù)據(jù)輸入物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PINN），系統(tǒng)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)規(guī)律，并根據(jù)城市燃氣管道泄漏擴散物理規(guī)律，建立模型損失函數(shù)，要求預(yù)測燃氣濃度不僅要符合傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)，還要符合燃氣擴散的物理規(guī)律。同時，模型會用一種高效的自我修正方法，快速定位并修正計算差錯。實驗結(jié)果表明，經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練以及不斷調(diào)整計算方式，模型既能準(zhǔn)確預(yù)測燃氣濃度，又能嚴(yán)格符合燃氣擴散規(guī)律，整體優(yōu)于傳統(tǒng)方法，可為城市燃氣管道泄漏的早期預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)提供技術(shù)支持，有效提升公共安全防護能力。
“該方法實現(xiàn)了對城市燃氣管道泄漏擴散的高精度模擬，為早期預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，能有效降低燃氣泄漏引發(fā)的爆炸或火災(zāi)風(fēng)險，提升城市公共安全水平?！崩钚潞瓯硎?，團隊將聚焦模型優(yōu)化，如增強其在復(fù)雜環(huán)境下的泛化能力，或擴展至多源數(shù)據(jù)融合與實時監(jiān)測系統(tǒng)，推動智能化安全管理的全面發(fā)展。（來源：陜西日報）
