一种燃气聚乙烯管道风险等级评价方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于管道风险评价技术领域，具体涉及的是一种燃气聚乙烯管道风险等级 评价方法及系统。
【背景技术】
[0002] 燃气管道是城市的重要基础设施之一，广泛用于城市发展、能源供应和人民生活 等重要领域，被称为城市生命线。聚乙烯管道以其优越的物理、化学特性逐渐在燃气管网中 取代了传统的钢质，铸铁管材。我国现有燃气聚乙烯管道已使用了 10~30年，随着服役时 间的增长，管道事故频发，导致人员和财产遭受巨大损失。管道风险评价是对管道可能存在 的风险环节进行优化管理和维修决策，降低事故发生的概率或最大限度地控制事故后果， 在保证系统安全的同时获得最大的经济效益。开展燃气聚乙烯管道风险评价研宄对于促进 燃气聚乙烯管道安全、经济、稳定的运行有着至关重要的作用。
[0003]当前国内外对燃气聚乙烯管道的安全评价研宄主要集中在聚乙烯管道的设计、生 产、储存、运输和安装等方面，对于燃气聚乙烯管道运行过程中的风险评价研宄甚少。国内 现有的绝大多数管道风险评价方法只针对埋地钢质管道，没有或者未能充分考虑到聚乙烯 管道与钢质管道二者之间的本质区别，而且管道风险评价中广泛使用的肯特法、模糊数学 法等这些半定量评价方法，没有建立精确的数学模型和一套完整的计算方法，使得评价结 果的准确性受到影响。对于目前在国内迅速推广使用的燃气聚乙烯管道没有一个全面、适 用性的风险评价方法，这与今后燃气聚乙烯管道的发展趋势不相适应。因此，如何能够建立 适合燃气聚乙烯管道的风险评价方法及系统，使燃气聚乙烯管道风险评价系统利用计算机 将风险评价方法程序化，减轻评价人员烦琐的数据整理与计算工作量，便于有效管理各因 素基础数据库以及方便、准确、快捷的完成整个风险评价过程，提高燃气聚乙烯管道风险评 价效率，使之更适合于工程实际，是目前需要解决的问题。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种燃气聚乙烯管道风险等级评价方法 及系统，实现有效的对燃气聚乙烯管道进行风险等级的评价。
[0005] 本发明首先提供了一种燃气聚乙烯管道风险等级评价方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤1、对燃气聚乙烯管道的事故资料进行收集和总结；
[0007] 步骤2、确立所述燃气聚乙烯管道失效的主要因素；
[0008] 步骤3、建立所述燃气聚乙烯管道风险等级评价模型，其包括如下子步骤；
[0009] 步骤31、风险等级划分，将所述燃气聚乙烯管道风险等级划分为5个等级，分别 为：I级、风险水平低，II级、风险水平较低，III级、风险水平中等，IV级、风险水平较高，V 级、风险水平高；
[0010] 步骤32、确定风险等级评价指标，将所述燃气聚乙烯管道风险评价指标用Ci(i= 1，2, 3, 4)表示：Ci=第三方破坏、c2 =脆性开裂、c3 =懦变失效、c4 =老化与泄漏；
[0011] 步骤33、确定所述燃气聚乙稀管道风险评价指标的量域物元体与节域物元体；
[0012] 步骤34、确定待评物元体；
[0013]步骤35、计算所述评价指标权重；
[0014] 步骤36、计算各所述评价指标的关联函数值；
[0015] 步骤37、计算所述燃气聚乙烯管道的关联函数值；
[0016] 步骤38、确定所述燃气聚乙烯管道的风险等级。
[0017]其中，步骤33中的所述量域采用专家调查研宄法，确定各项风险评价指标Ci的量 域％，
[0018]
[0019] 式中，&表示第j风险等级下的量域物元体，N表示所述燃气聚乙烯管道，j表示 所述风险等级的序号；Ci，c2,c3,c4分别是Nj的4个不同风险评价指标；vji，vj2,vj3,vj4分别 是％关于cpc2,c3,c4所取值的范围，即量域，所述af^分别为对应的所述量域的端值；
[0020] 在确定所述量域的基础上，对所述燃气聚乙烯管道风险的节域进行确定，
[0021]
[0022] 式中，RP表示节域物元体，P表示待评燃气聚乙烯管道等级的全体即I~V级，vpl， V，V，V分别是p关于c1，c2, c3, c4范围，即节域，api，^^分别为对应的所述节域的端值。
[0023] 其中，步骤34中的所述待评物元体表示为：
[0024]
[0025] 式中，&表示风险评价的待评物元体，N为燃气聚乙烯管道，vv2,v3,v4分别是N 关于Cpc2,c3, (34的风险评分值。
[0026] 其中，步骤35中的所述各评价指标权重计算过程为：
[0027] 步骤351、基于模糊层次分析法，构造各项所述风险评价指标Vi(i= 1，2, 3, 4)对 于所述燃气聚乙烯管道的判断矩阵D;
[0028] 步骤352、将所述判断矩阵D的4个行向量归一化后的算术平均值作为权重向量， 按下式计算：
[0029]
[0030] 式中，dii;为两因素判断值，i与i'均为所述评价指标的下标序号i= 1，2, 3, 4 ; i' = 1，2,3,4〇
[0031]其中，步骤36中各评价指标的关联函数值计算过程如下：
[0032] 采用下式计算评价指标Ci(i= 1，2,3,4)关于所述燃气聚乙烯管道各风险等级 Nj(j= 1，2，…，5的关联函数值K」(Vi):
[0033]
[0034]
[0035]
[0036] 若P(Vpvpi) =p(VpVji)，则Kj(vki) =-p(VpVjJ-l(7)
[0037] 其中，#为第i个所述评价指标关于第j个所述风险等级的量域，（vp'i)表示第 i个所述评价指标的所述风险评分值与其所述量域的距，P(Vi，Vpi)表示第i个所述评价指 标的所述风险评分值与其所述节域的距。
[0038]其中，步骤37所述的燃气聚乙烯管道的关联函数值按下式计算：
[0039]
[0040]其中，步骤38对所述燃气聚乙烯管道风险等级的确定过程如下：
[0041] 取对应所述燃气聚乙烯管道关联函数值最大时的所述风险等级为评价结果，即根 据：
[0042] M(N) =maxMj(N) (12)
[0043] M(N)为所述评价结果，其所对应的风险等级即为所述待评燃气聚乙烯管道的风险 等级。
[0044] 其次，提供一种燃气聚乙烯管道风险等级评价系统，包括：
[0045] 资料收集与总结模块，用于对燃气聚乙烯管道的事故资料进行收集和总结；
[0046] 失效因素确立模块，用于确立所述燃气聚乙烯管道失效的主要因素；
[0047] 风险等级评价模型创建模块，用于建立所述燃气聚乙烯管道风险评价模型；
[0048] 所述风险等级评价模型创建模块包括如下子模块：
[0049] 风险等级划分子模块，用于风险等级划分，将所述燃气聚乙烯管道风险等级划分 为5个等级，分别为：I级、风险水平低，II级、风险水平较低，III级、风险水平中等，IV级、风 险水平较高，V级、风险水平高；
[0050] 评价指标确定子模块，用于确定与风险等级有关的评价指标，将所述燃气聚乙烯 管道风险评价指标定为：第三方破坏、脆性开裂、蠕变失效、老化与泄漏四项内容；
[0051] 量域物元体确定子模块，用于确定所述燃气聚乙烯管道风险评价指标的量域物元 体；
[0052] 节域物元体确定子模块，用于确定所述燃气聚乙烯管道风险评价指标的节域物元 体；
[0053] 待评物元体确定子模块，用于确定所述待评燃气聚乙烯管道的各所述评价指标的 物元体；
[0054] 评价指标权重计算子模块，用于计算所述风险评价指标的权重；
[0055] 评价指标关联函数值计算子模块，用于计算各所述风险评价指标的关联函数值；
[0056] 燃气聚乙烯管道关联函数值计算子模块，用于计算所述燃气聚乙烯管道的关联函 数值；
[0057] 风险等级确定子模块，用于确定所述燃气聚乙烯管道的风险等级。
[0058] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明根据燃气聚乙烯管道风险评价理 论和收集整理得到的燃气聚乙烯管道事故信息为基础，在物元理论和可拓集合理论基础 上，结