管道安全质量评估方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及管道安全评估技术领域，尤其涉及一种管道安全质量评估方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.目前，管道是供排水、石油和天然气的输送等最主要的基础设施。根据不同的需求，这些管道通常埋于地下，会导致管道外部会发生腐蚀，管道上的金属生成腐蚀副产物并在管道表面形成凹坑。以水泥管道为例，水泥管道破损后，水泥浸出液会流入水泥管道进入输送资源中。这些不仅会导致管壁变薄，管道弹性强度损失，出现变形、裂缝、破洞等等问题，还会对管道内的输送资源造成污染。
3.由于上述问题会造成爆管风险的增加，甚至导致管道断裂，严重威胁管道的安全运行，为防止埋地管道失效事故的发生，需要针对管道安全质量采取长期有效的监测。为此，现急需提供一种管道安全质量评估方法。


技术实现要素：

4.本发明提供一种管道安全质量评估方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中存在的缺陷。
5.本发明提供一种管道安全质量评估方法，包括：
6.获取管道的历史检测数据，并确定所述历史检测数据中各故障事件出现的第一概率以及各故障事件的危害因素出现的第二概率，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为第一风险修正系数以及第二风险修正系数；
7.确定各危害因素的风险等级，并基于所述第二风险修正系数，对所述风险等级进行加权求和，得到各故障事件的第一风险值，基于所述第一风险修正系数，对各故障事件的第一风险值进行加权求和，得到所述管道的第二风险值；
8.基于所述第二风险值，对所述管道进行安全质量评估。
9.根据本发明提供的一种管道安全质量评估方法，所述将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为第一风险修正系数以及第二风险修正系数，具体包括：
10.通过基于专家知识的非线性模糊计算方法，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为所述第一风险修正系数以及所述第二风险修正系数。
11.根据本发明提供的一种管道安全质量评估方法，所述通过基于专家知识的非线性模糊计算方法，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为所述第一风险修正系数以及所述第二风险修正系数，具体包括：
12.基于所述历史检测数据，构建危害因素集，并对所述危害因素集中的各危害因素按属性进行分类，得到各危害因素类别集；
13.基于各危害因素类别集对应的第一类评价矩阵以及各危害因素的权重值，确定各危害因素类别集对应的一级评价向量；
14.基于所述一级评价向量以及故障树结构，将所述第一概率转换为所述第一风险修正系数；
15.确定包含有多个评价结果的评价集，并基于所述评价集，将所述第二概率转换为所述第二风险修正系数。
16.根据本发明提供的一种管道安全质量评估方法，所述基于所述评价集，将所述第二概率转换为所述第二风险修正系数，具体包括：
17.基于各危害因素类别集对应的第一类评价矩阵，确定所述危害因素集对应的第二类评价矩阵，并对所述第二类评价矩阵进行变换，得到第三类评价矩阵；
18.基于所述第三类评价矩阵以及各危害因素的权重值，确定所述危害因素集对应的二级评价向量；
19.基于所述二级评价向量以及所述评价集，确定模糊综合评价值；
20.基于所述模糊综合评价值，将所述第二概率转换为所述第二风险修正系数。
21.根据本发明提供的一种管道安全质量评估方法，所述各危害因素类别集的数量与所述各各故障事件的数量相等。
22.根据本发明提供的一种管道安全质量评估方法，所述各故障事件包括管道裂缝、管道变形、管道破洞以及管道渗漏中的至少一项。
23.根据本发明提供的一种管道安全质量评估方法，所述各危害因素包括腐蚀、制造缺陷、施工缺陷、第三方破坏以及外力作用中的至少一项。
24.本发明还提供一种管道安全质量评估装置，包括：
25.获取模块，用于获取管道的历史检测数据，并确定所述历史检测数据中各故障事件出现的第一概率以及各故障事件的危害因素出现的第二概率，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为第一风险修正系数以及第二风险修正系数；
26.确定模块，用于确定各危害因素的风险等级，并基于所述第二风险修正系数，对所述风险等级进行加权求和，得到各危害因素的第一风险值，基于所述第一风险修正系数，对各危害因素的第一风险值进行加权求和，得到所述管道的第二风险值；
27.评估模块，用于基于所述第二风险值，对所述管道进行安全质量评估。
28.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的管道安全质量评估方法。
29.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的管道安全质量评估方法。
30.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的管道安全质量评估方法。
31.本发明提供的管道安全质量评估方法、装置、电子设备及存储介质，首先获取管道的历史检测数据，并确定历史检测数据中各故障事件出现的第一概率以及各故障事件的危害因素出现的第二概率，将第一概率以及第二概率分别转换为第一风险修正系数以及第二风险修正系数；然后确定各危害因素的风险等级，并基于第二风险修正系数，对风险等级进行加权求和，得到各故障事件的第一风险值，基于第一风险修正系数，对各故障事件的第一风险值进行加权求和，得到管道的第二风险值；最后基于第二风险值，对管道进行安全质量
评估。该方法可以实时对管道的安全质量进行有效监测，便于及时发现管道的问题，进而有助于及时对管道进行修复，大大降低了管道失效事故发生的可能性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本发明提供的管道安全质量评估方法的流程示意图；
34.图2是本发明提供的管道安全质量评估装置的结构示意图；
35.图3是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.由于现有技术中存在对管道安全质量进行长期有效监测的需求。为此，本发明实施例中提供了一种管道安全质量评估方法。
38.图1为本发明实施例中提供的一种管道安全质量评估方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
39.s1，获取管道的历史检测数据，并确定所述历史检测数据中各故障事件出现的第一概率以及各故障事件的危害因素出现的第二概率，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为第一风险修正系数以及第二风险修正系数；
40.s2，确定各危害因素的风险等级，并基于所述第二风险修正系数，对所述风险等级进行加权求和，得到各故障事件的第一风险值，基于所述第一风险修正系数，对各故障事件的第一风险值进行加权求和，得到所述管道的第二风险值；
41.s3，基于所述第二风险值，对所述管道进行安全质量评估。
42.具体地，本发明实施例中提供的管道安全质量评估方法，其执行主体为管道安全质量评估装置，该装置可以配置于服务器内，该服务器可以是本地服务器，也可以是云端服务器，本地服务器具体可以是计算机、平板电脑等智能设备，本发明实施例中对此不作具体限定。
43.首先执行步骤s1，获取管道的历史检测数据，该历史检测数据可以包括历史一段时间内的多条检测数据。每条检测数据可以包括该管道是否出现故障、故障事件以及引起故障事件的危害因素等信息。通过对历史检测数据，可以归纳分析出包含的各故障事件以及引起各故障事件的危害因素。进而，可以计算出各故障事件出现的第一概率以及各故障事件的危害因素出现的第二概率，分别记为pj和p
ij
，1≤j≤j，1≤i≤n，j为故障事件的数量，n为危害因素的数量。
44.此后，可以将第一概率pj转换为第一风险修正系数fj以及第二风险修正系数f
ij
。在转换过程中，可以采用常规的模糊算法实现，也可以采用基于专家知识的非线性模糊计
算方法实现，此处不作具体限定。
45.然后执行步骤s2，确定各危害因素的风险等级r
ij
，该风险等级r
ij
可以通过现场评估得到。结合第二风险修正系数f
ij
，可以对风险等级r
ij
进行加权求和，得到各故障事件的第一风险值。即有：rj＝∑f
ijrij
。其中，rj为第j个故障事件的第一风险值。
46.结合第一风险修正系数fj，对各故障事件的第一风险值rj进行加权求和，得到所述管道的第二风险值。即有r＝∑f
jrj
。
47.最后执行步骤s3，根据管道的第二风险值，对管道进行安全质量评估。例如，可以引入风险值阈值，并将该第二风险值与风险值阈值进行比较，若该第二风险值小于风险值阈值，则可以确定该管道的安全质量合格，否则若该第二风险值大于或等于风险值阈值，则可以确定该管道的安全质量不合格。
48.本发明实施例中提供的管道安全质量评估方法，首先获取管道的历史检测数据，并确定历史检测数据中各故障事件出现的第一概率以及各故障事件的危害因素出现的第二概率，将第一概率以及第二概率分别转换为第一风险修正系数以及第二风险修正系数；然后确定各危害因素的风险等级，并基于第二风险修正系数，对风险等级进行加权求和，得到各故障事件的第一风险值，基于第一风险修正系数，对各故障事件的第一风险值进行加权求和，得到管道的第二风险值；最后基于第二风险值，对管道进行安全质量评估。该方法可以实时对管道的安全质量进行有效监测，便于及时发现管道的问题，进而有助于及时对管道进行修复，大大降低了管道失效事故发生的可能性。
49.在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估方法，所述将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为第一风险修正系数以及第二风险修正系数，具体包括：
50.通过基于专家知识的非线性模糊计算方法，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为所述第一风险修正系数以及所述第二风险修正系数。
51.具体地，本发明实施例中，在确定第一风险修正系数以及第二风险修正系数时，可以采用基于专家知识的非线性模糊计算方法实现，由于专家知识的引入，可以实现快速转换，提高评估效率。
52.在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估方法，所述通过基于专家知识的非线性模糊计算方法，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为所述第一风险修正系数以及所述第二风险修正系数，具体包括：
53.基于所述历史检测数据，构建危害因素集，并对所述危害因素集中的各危害因素按属性进行分类，得到各危害因素类别集；
54.基于各危害因素类别集对应的第一类评价矩阵以及各危害因素的权重值，确定各危害因素类别集对应的一级评价向量；
55.基于所述一级评价向量以及故障树结构，将所述第一概率转换为所述第一风险修正系数；
56.确定包含有多个评价结果的评价集，并基于所述评价集，将所述第二概率转换为所述第二风险修正系数。
57.具体地，本发明实施例中，在采用专家知识的非线性模糊计算方法时，先根据历史检测数据，构建危害因素集u＝{x1,x2,
…
,xn}。然后对危害因素集u中的各危害因素按属性
进行分类，得到各危害因素类别集。危害因素类别集可以包括多个，若各危害因素按属性可分为s类，则各危害因素类别集共有s个，即第k个危害因素类别集可以表示为uk＝{x1,x2,
…
,x
nk
}，k＝1,2
…
,s。且有：
58.n1+n2+
…
+ns＝n；
59.u1∪u2∪...∪us＝u；
[0060][0061]
然后，建立权重集，为各个危害因素分配各自的权重值，建立权重集，用权向量a＝{a1,
…
,ai,
…
,an}表示，第k类中第p个危害因素u
kp
的权重值构成的集合可以表示为ak＝(a1,a2,
…
,a
nk
)，其中ak为uk对应的加权值，且
[0062]
此后，根据各危害因素类别集对应的第一类评价矩阵以及各危害因素的权重值，确定各危害因素类别集对应的一级评价向量。第k个危害因素类别集对应的第一类评价矩阵，即单因素评价矩阵可以表示为rk，则一级评价向量可以表示为bk＝ak·rk
。
[0063]
此后，可以根据一级评价向量bk，结合故障树结构，将第一概率pj转换为第一风险修正系数fj。其中，通过建立故障树的方法，按照临界重要度系数得到各故障事件的权重值aj，得到相应的权重集a’＝(a1,a2,
…
,as)。且有：
[0064][0065]
其中，ic(j)表示了第j个故障事件的临界重要度；qj表示第j个故障事件出现的第一概率，g表示顶事件的概率，ig(j)表示第j个故障事件的概率重要度。上述公式反映了第j个故障事件的变化与它所引起的顶事件发生概率的变化率之比，底事件发生的概率可以通过专家的判断进行估算。
[0066]
最后，确定包含有多个评价结果的评价集，该评价集可以表示为v＝{v1,v2,
…
,vm}，该评价集中包含有m个评价结果。根据该评价集v，即可将第二概率转换为第二风险修正系数。
[0067]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估方法，所述基于所述评价集，将所述第二概率转换为所述第二风险修正系数，具体包括：
[0068]
基于各危害因素类别集对应的第一类评价矩阵，确定所述危害因素集对应的第二类评价矩阵，并对所述第二类评价矩阵进行变换，得到第三类评价矩阵；
[0069]
基于所述第三类评价矩阵以及各危害因素的权重值，确定所述危害因素集对应的二级评价向量；
[0070]
基于所述二级评价向量以及所述评价集，确定模糊综合评价值；
[0071]
基于所述模糊综合评价值，将所述第二概率转换为所述第二风险修正系数。
[0072]
具体地，本发明实施例中，在确定第二风险修正系数时，可以先根据各危害因素类别集对应的第一类评价矩阵rk，确定危害因素集对应的第二类评价矩阵r。该第二类评价矩阵r又可以表示为：
[0073][0074]
此后，可以对r按进行变换，得到第三类评价矩阵r’。
[0075]
结合第三类评价矩阵r以及各危害因素的权重值a，可以确定出危害因素集对应的二级评价向量b，即有：
[0076]
b＝a
·
r’＝(b1,b2,
…
,bm)。
[0077]
结合二级评价向量b以及评价集v，可以确定模糊综合评价值c，即有：
[0078]
c＝b
·vt
。
[0079]
最后，根据模糊综合评价值c，将第二概率转换为所述第二风险修正系数。在该过程中，可以将模糊综合评价值c与评价集进行比较，得到各危害因素的可靠性等级。对于第k个危害因素类别集uk，统计出共q个专家对第i个危害因素的总评分值v
iq
为第q个专家对第i个危害因素的评价结果，即评分值。
[0080]
同时，统计出n个危害因素的总分值并由下式求出第i个危害因素的权重值：
[0081]
上式中，xi表示引起故障事件的第i个危害因素的第二概率。
[0082]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估方法，所述各危害因素类别集的数量与所述各各故障事件的数量相等，即j＝s。
[0083]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估方法，所述各故障事件包括管道裂缝、管道变形、管道破洞以及管道渗漏中的至少一项。
[0084]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估方法，所述各危害因素包括腐蚀、制造缺陷、施工缺陷、第三方破坏以及外力作用中的至少一项。其中，腐蚀可以包括外腐蚀、内腐蚀以及应力腐蚀等中的至少一项，外力作用可以包括寒流、暴雨、地震、大地运动以及地形变化等中的至少一项。
[0085]
如图2所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种管道安全质量评估装置，包括：
[0086]
获取模块21，用于获取管道的历史检测数据，并确定所述历史检测数据中各故障事件出现的第一概率以及各故障事件的危害因素出现的第二概率，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为第一风险修正系数以及第二风险修正系数；
[0087]
确定模块22，用于确定各危害因素的风险等级，并基于所述第二风险修正系数，对所述风险等级进行加权求和，得到各危害因素的第一风险值，基于所述第一风险修正系数，对各危害因素的第一风险值进行加权求和，得到所述管道的第二风险值；
[0088]
评估模块23，用于基于所述第二风险值，对所述管道进行安全质量评估。
[0089]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估装置，所述获取模块，具体用于：
[0090]
通过基于专家知识的非线性模糊计算方法，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为所述第一风险修正系数以及所述第二风险修正系数。
[0091]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估装置，所述获取模块，具体用于：
[0092]
基于所述历史检测数据，构建危害因素集，并对所述危害因素集中的各危害因素按属性进行分类，得到各危害因素类别集；
[0093]
基于各危害因素类别集对应的第一类评价矩阵以及各危害因素的权重值，确定各危害因素类别集对应的一级评价向量；
[0094]
基于所述一级评价向量以及故障树结构，将所述第一概率转换为所述第一风险修正系数；
[0095]
确定包含有多个评价结果的评价集，并基于所述评价集，将所述第二概率转换为所述第二风险修正系数。
[0096]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估装置，所述获取模块，具体用于：
[0097]
基于各危害因素类别集对应的第一类评价矩阵，确定所述危害因素集对应的第二类评价矩阵，并对所述第二类评价矩阵进行变换，得到第三类评价矩阵；
[0098]
基于所述第三类评价矩阵以及各危害因素的权重值，确定所述危害因素集对应的二级评价向量；
[0099]
基于所述二级评价向量以及所述评价集，确定模糊综合评价值；
[0100]
基于所述模糊综合评价值，将所述第二概率转换为所述第二风险修正系数。
[0101]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估装置，所述各危害因素类别集的数量与所述各各故障事件的数量相等。
[0102]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估装置，所述各故障事件包括管道裂缝、管道变形、管道破洞以及管道渗漏中的至少一项。
[0103]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的管道安全质量评估装置，所述各危害因素包括腐蚀、制造缺陷、施工缺陷、第三方破坏以及外力作用中的至少一项。
[0104]
具体地，本发明实施例中提供的管道安全质量评估装置中各模块的作用与上述方法类实施例中各步骤的操作流程是一一对应的，实现的效果也是一致的，具体参见上述实施例，本发明实施例中对此不再赘述。
[0105]
图3示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(communications interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的逻辑指令，以执行上述各实施例中提供的管道安全质量评估方法，该方法包括：获取管道的历史检测数据，并确定所述历史检测数据中各故障事件出现的第一概率以及各故障事件的危害因素出现的第二概率，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为第一风险修正系数以及第二风险修正系数；确定各危害因素的风险等级，并基于所述第二风险修正系数，对所述风险等级进行加权求和，得到各故障事件的第
一风险值，基于所述第一风险修正系数，对各故障事件的第一风险值进行加权求和，得到所述管道的第二风险值；基于所述第二风险值，对所述管道进行安全质量评估。
[0106]
此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0107]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各实施例中提供的管道安全质量评估方法，该方法包括：获取管道的历史检测数据，并确定所述历史检测数据中各故障事件出现的第一概率以及各故障事件的危害因素出现的第二概率，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为第一风险修正系数以及第二风险修正系数；确定各危害因素的风险等级，并基于所述第二风险修正系数，对所述风险等级进行加权求和，得到各故障事件的第一风险值，基于所述第一风险修正系数，对各故障事件的第一风险值进行加权求和，得到所述管道的第二风险值；基于所述第二风险值，对所述管道进行安全质量评估。
[0108]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例中提供的管道安全质量评估方法，该方法包括：获取管道的历史检测数据，并确定所述历史检测数据中各故障事件出现的第一概率以及各故障事件的危害因素出现的第二概率，将所述第一概率以及所述第二概率分别转换为第一风险修正系数以及第二风险修正系数；确定各危害因素的风险等级，并基于所述第二风险修正系数，对所述风险等级进行加权求和，得到各故障事件的第一风险值，基于所述第一风险修正系数，对各故障事件的第一风险值进行加权求和，得到所述管道的第二风险值；基于所述第二风险值，对所述管道进行安全质量评估。
[0109]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0110]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0111]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。