پیش بینی چگالی گاز طبیعی با استفاده از ظرفیت گرمایی ویژه گاز در فشار ثابت به کمک تکنیک هوش مصنوعی بیان ژنی

امروزه استفاده از تکنیک های هوش مصنوعی جایگاه ویژه ای در مدلسازی و پیش بینی فرآیندهای طبیعی و صنعتی یافته است. از جمله این موارد می توان به محاسبه دقیق چگالی گازطبیعی به منظور اندازه گیری دبی جرمی عبوری در مبادی فروش گاز طبیعی که از چالش های اساسی صنعت گاز است اشاره نمود. چگالی گازطبیعی یکی از پارامتر های کلیدی در صنایع است که با استفاده از فشار، دما وترکیب درصد اجزاء محاسبه می شود. برای محاسبه و اندازه گیری چگالی گازطبیعی از روش های پر هزینه و پیچیده استفاده می شود. در مطالعه حاضر یک مدل پیش بینی مبتنی بر هوش مصنوعی با استفاده از الگوریتم برنامه نویسی بیان ژنی که یک روش جدید و کم هزینه می باشد، برای پیش بینی چگالی گاز طبیعی بدون نیاز به دانستن ترکیب گاز استفاده شده است. فشار، دما و ظرفیت گرمایی ویژه در فشار ثابت، به عنوان خاصیت های قابل اندازه گیری، ورودی های روش پیشنهادی می باشند که اندازه گیری آن ها در ایستگاه های اندازه گیری گاز طبیعی ساده و کم هزینه می باشد. برای آموزش،آزمایش و اعتبارسنجی روش پیشنهادی، یک پایگاه اطلاعاتی بسیاربزرگ شامل ۱۲۰۰۰۰ ترکیب گاز متفاوت تولید شده وخواص ترمودینامیکی این ترکیبات با استفاده از معادلات حالت AGA۸ ،به عنوان یکی از معتبرترن معادلات حالت گاز طبیعی،محاسبه شده است. از مجموع داده های مورد استفاده جهت مدلسازی، ۸۵% به آموزش و ۱۵% به ارزیابی اختصاص داده شد. مقادیر آماری R۲،RMSE وMAE به ترتیب ۹۹۰/۰, ۰۱۹۰/۰, ۰۱۴۷/۰ برای داده های آموزش و ۹۹۴/۰, ۰۲۵۵/۰, ۰۲۱۳/۰ برای داده های ارزیابی بدست آمد که همبستگی بسیار خوب بین مقادیر پیش بینی شده و اندازه گیری شده و توانایی پیش بینی و تعمیم بالای مدل را نشان می دهد. نتایج حاکی از آن است که تکنیک هوش مصنوعی برنامه نویسی بیان ژنی پتانسیل قوی ای برای پیش بینی چگالی گاز دارد.

کلیدواژه ها:

هوش مصنوعی ، برنامه نویسی بیان ژنی ، چگالی گازطبیعی ، ظرفیت گرمایی ویژه گاز