技术领域本发明涉及一种长距离输水管道工程管材经济和技术性能评价方法和量化选择方法。
背景技术：
长距离输水管道可使用的管材品种类型较多，主要有：钢管(SP)、预应力钢筒混凝土管(PCCP)、球墨铸铁管(DIP)、玻璃钢管(GRP)、预应力混凝土管(PCP)等。不同厂家产品规格不一，质量亦有差别。据统计，在大量的长距离管道爆管事故中，管材原因造成的占相当大的比例；同时，由于长距离输水工程中，管材对工程投资影响较大。因此，管材的选用尤为重要。根据现有输水管道工程相关设计规程要求，输水管道工程设计应进行经济和技术比选。长距离输水管道工程中管材约占总投资的70～80％，作为工程的主体，管材的经济性和技术合理性、可靠性决定了工程效益的发挥。在管材的经济技术比较工作中，各种管材经济方面的比选量化相对容易，但技术性能的比选较为复杂，涉及的因素较多，一是不同管材自身的机械性能不同，结构和制造工艺不同，表现在其应用范围和适用条件，而地质条件、工作压力、周围环境、外部荷载、施工质量、工程管理等对管材性能的发挥又有很大的影响，且直接影响工程的安全、输水可靠性和运行效益。所以，一般情况下管材的经济技术方面的比选往往只局限在经济比选的层面，技术性能的比选受业主和设计人员的主观意识和经验水平影响较大只作定性的比较。因此，如何客观地根据工程规模、管材技术特性和使用条件等多方面全面合理地进行长距离输水工程管材经济技术综合比选一直是设计人员面临的技术难题，这也正是本发明所要解决的内容。
技术实现要素：
：本发明中上述的长距离输水管道工程管材经济技术量化选择方法，是针对具体输水管道工程全部或其中一段线路初步确定的一根或多根管道或其中管道的多种管材的经济和技术性能综合的评价方法或比较方法和选择方法。为了达到上述目的，本发明的技术方案为：本发明一方面提供了一种输水管道管材经济技术评价方法，获取同一输水工程、相同输水管道线路的输水管道管材的若干经济性能影响因素和技术性能影响因素，计算其经济评价值和技术评价值，按照工程规模区别权重系数进行经济技术综合价值的计算，管材的评价值越大，其经济和技术价值越高，越适合于工程应用。优选的，所述计算经济评价值为：计算待评价管材的年运营费Aj＝Acj+Avj+ASj(1)其中j＝1，2，3，........m；式中，Aj为年运营费；Acj为管材相对应的管道工程的年成本；AVj为年平均生产费；ASj为年耗电费；m为参与比选的管材数量。优选的，所述计算技术评价值为：(1)赋于管材影响因素项目量化评分；影响因素项目包括主要影响因素Ka,和一般影响因素项目Kb，其中主要影响因素Ka包括管道直径、工作压力、地质条件、外部荷载、周围环境、防腐措施、产品质量、安装质量保证程度和维护检修，i＝1,2,3…9；一般影响因素项目Kb包括供水方式、管道根数、管线设计、阀门设备、二次污染和工程管理，i＝1,2,3…6；(2)计算管材技术特性评价值其Ka、Kb对应的矩阵则为:式中i＝1,2...9，为主要影响项目。式中i＝1,2...6，为一般影响项目。上述Ka、Kb矩阵中，“行”代表某影响因素在实际使用条件下对参与比选所有管材的模糊评价值；“列”代表某管材在各影响因素对应使用条件下的模糊评价值；aij∈[0，1]，bij∈[0，1]；j＝1,2,...m，m为参与比选的管材数量；主要项目评分值：Kaj=(Σi=19aij2)/9---(4)]]>j＝1,2,...m一般项目评分值：Kbj=(Σi=16bij2)/6---(5)]]>j＝1,2,...m管材技术特性综合评价值Kj＝βKaj+(1-β)Kbj(6)式中β为管材主要项目权重值β∈[0.6，0.85]，j＝1,2,...m。优选的，所述管材经济技术综合价值的计算Cj=(1-α)Ej+αPj=(1-α)Σj=1mAjmAj+αmΣj=1mKjKj]]>式中：Cj为管材经济技术综合评价值；Ej为管材经济相对评价值；Pj为管材技术相对评价值；α为管材技术特性权重系数，工程规模大型取0.6～0.7，中小型取0.45～0.6；m为参与比选的管材数量；管材评价值Cj越大，说明其经济合理、安全可靠，其经济和技术价值越高，越适合于该工程的应用。本发明另一方面提供了一种输水管道管材经济技术量化选择方法，获取同一输水工程、相同输水管道线路的多根管道或其中管道的多种管材的若干经济性能影响因素和技术性能影响因素，计算其经济评价值和技术评价值，按照工程规模区别权重系数进行经济技术综合价值的计算，管材的评价值越大，其经济和技术价值越高，越适合于工程应用。优选的，所述计算经济评价值为：为保证各种管材经济比选的合理性，对应的管道工程的年运营费的计算是以相同输水规模、相同长度和单位长度的水力损失相等或相近为前提的；计算待评价管材的年运营费Aj＝Acj+Avj+ASj(1)其中j＝1，2，3，........m；式中，Aj为年运营费；Acj为管材相对应的管道工程的年成本；AVj为年平均生产费；ASj为年耗电费；m为参与比选的管材数量。优选的，所述计算技术评价值为：(1)赋于管材影响因素项目量化评分；影响因素项目包括主要影响因素Ka,和一般影响因素项目Kb，其中主要影响因素Ka包括管道直径、工作压力、地质条件、外部荷载、周围环境、防腐措施、产品质量、安装质量保证程度和维护检修，i＝1,2,3…9；一般影响因素项目Kb包括供水方式、管道根数、管线设计、阀门设备、二次污染和工程管理，i＝1,2,3…6；(2)计算管材技术特性评价值式中i＝1,2...9，为主要影响项目；式中i＝1,2...6，为一般影响项目；上述Ka、Kb矩阵中，“行”代表某影响因素在实际使用条件下对参与比选所有管材的模糊评价值；“列”代表某管材在各影响因素对应使用条件下的模糊评价值；aij∈[0，1]，bij∈[0，1]；j＝1,2,...m，m为参与比选的管材数量；主要项目评分值：Kaj=(Σi=19aij2)/9---(4)]]>j＝1,2,...m一般项目评分值：Kbj=(Σi=16bij2)/6---(5)]]>j＝1,2,...m管材技术特性综合评价值Kj＝βKaj+(1-β)Kbj(6)式中β为管材主要项目权重值β∈[0.6，0.85]，j＝1,2,...m。优选的，所述管材经济技术综合价值的计算Cj=(1-α)Ej+αPj=(1-α)Σj=1mAjmAj+αmΣj=1mKjKj]]>式中：Cj为管材经济技术综合评价值；Ej为管材经济相对评价值；Pj为管材技术相对评价值；α为管材技术特性权重系数，工程规模大型取0.6～0.7，中小型取0.45～0.6；m为参与比选的管材数量；管材评价值Cj越大，说明其经济合理、安全可靠，其经济和技术价值越高，越适合于该工程的应用。本发明的输水管道管材经济技术评价方法用于对一段管道工程的某一输水管路的一根管材进行经济和技术性能综合评价的方法。本发明的输水管道管材经济技术量化选择方法用于对同一输水工程、相同输水管道线路的多根管道或其中一段管道的多种管材的经济和技术性能综合的比较方法和选择方法。其中工程规模不同，管材的经济和技术性能两方面所占的权重不同，大型工程的管材技术性能所占权重大。本发明的方法能够客观地根据工程规模、管材技术特性和使用条件等多方面全面合理地对长距离输水工程管材进行经济技术综合比选，为长距离输水工程管材的选择提供依据。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明图1为本发明的方法流程图。具体实施方式下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。如图1所示，本实施例针对具体输水管道工程全部或其中一段线路初步确定的一根或多根管道或其中管道的多种管材的经济和技术性能综合的比较方法和选择方法。所采用的技术方案是：其包括如下步骤：(1)分别计算各种管材管道工程的年运营费为保证各种管材经济比选的合理性，对应的管道工程的年运营费的计算是以相同输水规模、相同长度和单位长度的水力损失相等或相近为前提的。年运营费主要为投资成本提成、生产费和能源费三项。Aj＝Acj+Avj+ASj(1)(j＝1，2，3，........m)式中Aj为年运营费；Acj为管材相对应的管道工程的年成本，与管道工程总投资、使用年限和年利率有关；AVj为年平均生产费，主要是系统折旧及维修、养护、管理等费用；ASj为年耗电费；m为参与比选的管材数量。各种管材管道工程的年运营费的可以依整条管道为计算单元，也可以单位长度(每1km)管段为计算单元。(2)管材技术特性量化计算①制定管材—影响因素项目量化评分表，见下附表1。本发明附表1列出了各种管材分别对应性能影响因素的评分，共15个影响因素、43个分项。其中Ka为主要影响因素项目，包括管道直径、工作压力、地质条件、外部荷载、周围环境、防腐措施、产品质量、安装质量保证程度和维护检修，i＝1,2,3…9；Kb为一般影响因素项目，包括供水方式、管道根数、管线设计、阀门设备、二次污染和工程管理，i＝1,2,3…6。附表1中Ka、Kb与管材及其对应的各影响因素分项有关，管材数量不限于表中所列内容；该表为通用表格，评价值给出了取值范围。分别计算各管材技术特性评价值对于某一项输水管道工程或某项工程中的一个管段，如果参与经济技术比选的管材数量为m，根据附表1和工程具体条件，即可确定各管材对应各影响因素分项的评分值，其Ka、Kb对应的矩阵则为:式中i＝1,2...9，为主要影响项目。式中i＝1,2...6，为一般影响项目。上述Ka、Kb矩阵中，“行”代表某影响因素在实际使用条件下对参与比选所有管材的模糊评价值；“列”代表某管材在各影响因素对应使用条件下的模糊评价值；aij∈[0，1]，bij∈[0，1]；j＝1,2,...m，m为参与比选的管材数量。主要项目评分值：Kaj=(Σi=19aij2)/9---(4)]]>j＝1,2,...m一般项目评分值：Kbj=(Σi=16bij2)/6---(5)]]>j＝1,2,...m管材技术特性综合评价值Kj＝βKaj+(1-β)Kbj(6)式中β为管材主要项目权重值β∈[0.6，0.85]，j＝1,2,...m。(3)各管材经济技术综合评价值的计算Cj=(1-α)Ej+αPj=(1-α)Σj=1mAjmAj+αmΣj=1mKjKj]]>式中：Cj为管材经济技术综合评价值；Ej为管材经济相对评价值；Pj为管材技术相对评价值；α为管材技术特性权重系数，工程规模大型取0.6～0.7，中小型取0.45～0.6；m为参与比选的管材数量。管材评价值Cj越大，说明其经济合理、安全可靠，其经济和技术价值越高，越适合于该工程的应用。尽管已经示出和描述了本发明的实施例和比较例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。