随着我国工业技术的不断发展,海底管道作为主要运输方式的海洋资源开采已经成为获取自然资源的重要手段。但由于海底环境复杂,管道遭受腐蚀侵蚀,介质泄漏会造成严重的环境污染、人员伤亡和不可估量的经济损失。近几十年,海底管道进入服役中后期,安全事故频发,定期对海底管道进行检测维修成为了急需开展的工作方向。对海底管道进行剩余寿命预测,对于延长其服役年限、降低维修成本、保障工业生产安全,具有十分重要的社会及经济意义。为延长服役期限,本文旨在预测海底管道剩余寿命,主要研究内容分为以下三个部分:第一部分,在时间维度优化隐半马尔科夫模型。为符合实际海底管道失效退化规律,利用时变矩阵代替原固定状态矩阵,将原矩阵分别以常数、乘数和指数矩阵代替,解决原模型预测呈阶梯状的问题,提高剩余寿命预测精确性。第二部分,在空间维度优化隐半马尔科夫模型,结合粒子群算法形成组合模型。通过异步时变方法改善粒子群算法,使其具有动态性,然后改善隐半马尔科夫模型原有参数,提高组合模型空间动态分类寻优能力,进一步提高预测准确性。第三部分,以寿命预测研究为基础,结合海底管道维修技术性指标和经济性指标,建立维修策略模型。将海底管道腐蚀程度分为五类,形成基于不同维修策略的状态转移矩阵,得到海底管道维修成本,优化单因素维修策略。本文作为海底管道失效风险预测方向文章,主要利用隐半马尔科夫模型进行研究,赋予其时间动态性和空间动态性,取得了一定的成果。隐半马尔科夫模型可以将隐含序列转为已知序列,后续研究可以用这一特点,结合其他模型形成组合模型继续开展研究。同时,如何使维修指标形成双重动态维修策略,也可作为后续研究方向。