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由于输油管道工况变化复杂和先验知识缺乏，K均值聚类算法存在一定的局限性。为此，基于模拟退火思想和Metropolis准则改进K均值算法，实现基于全局最优解的动态聚类，解决了K均值聚类时产生的局部最优解问题，避免了初始划分对聚类结果的影响；引入分类数评估函数，准确计算样本集的最优划分，克服了K均值聚类时依靠人为指定分类数的缺点。应用改进K均值算法对输油管道工况聚类，聚类准确率达到100％。