三秦都市報(bào)-三秦網(wǎng)訊（記者 張彥剛 通訊員 李孟潔）記者近日從西安建筑科技大學(xué)獲悉，該校資源工程學(xué)院李新宏教授團(tuán)隊(duì)在能源管道安全監(jiān)測(cè)方面取得重要研究進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)結(jié)合管道泄漏擴(kuò)散規(guī)律與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，建立了一種基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PINN）的城市燃?xì)夤艿佬孤U(kuò)散智能預(yù)測(cè)方法，為城市燃?xì)夤艿佬孤┑脑缙陬A(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)提供了技術(shù)支持。相關(guān)成果近日發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《可靠性工程與系統(tǒng)安全》。

城市天然氣管道作為城市能源基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，隨著城市管網(wǎng)的持續(xù)擴(kuò)展與老化管道比例的上升，燃?xì)庑孤┮l(fā)的安全事故呈現(xiàn)出頻發(fā)、多發(fā)的趨勢(shì)。一旦在城市中高密度區(qū)域發(fā)生，極易在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到爆炸極限濃度，從而誘發(fā)大規(guī)模火災(zāi)或爆炸災(zāi)害。因此，如何在泄漏初期準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)燃?xì)鈹U(kuò)散濃度分布，已成為當(dāng)前城市燃?xì)獍踩芾砼c應(yīng)急響應(yīng)體系中的關(guān)鍵難題。

面對(duì)這一難題，西安建大研究團(tuán)隊(duì)先基于在管道周圍稀疏布置燃?xì)夤艿纻鞲衅?，?shí)時(shí)采集燃?xì)鉂舛茸兓瘮?shù)據(jù)并進(jìn)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?xì)夤艿佬孤U(kuò)散物理規(guī)律，建立模型損失函數(shù)，要求不僅預(yù)測(cè)燃?xì)鉂舛确蟼鞲衅鞅O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還要符合燃?xì)鈹U(kuò)散的物理規(guī)律。同時(shí)，模型會(huì)用一種高效的自我修正方法，快速定位并修正計(jì)算差錯(cuò)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練以及不斷調(diào)整計(jì)算方式后的模型，既能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)燃?xì)鉂舛?，又能?yán)格符合燃?xì)鈹U(kuò)散規(guī)律，整體優(yōu)于傳統(tǒng)方法，可為城市燃?xì)夤艿佬孤┑脑缙陬A(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)提供了技術(shù)支持，有效提升公共安全防護(hù)能力。

“此次通過(guò)建立基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PINN）的智能預(yù)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市燃?xì)夤艿佬孤U(kuò)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，有效降低了燃?xì)庑孤┮l(fā)的爆炸或火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，提升了城市公共安全水平?！闭撐耐ㄓ嵶髡呃钚潞杲淌诒硎荆磥?lái)，團(tuán)隊(duì)將聚焦于模型優(yōu)化，如增強(qiáng)在復(fù)雜環(huán)境下的泛化能力，或擴(kuò)展至多源數(shù)據(jù)融合與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以推動(dòng)智能化安全管理的全面發(fā)展。