關于燃氣管道耐久性未確知測度評估模型的研究

周麗麗 黃亞暉

摘 要：將城市燃氣埋地鋼質管道作為研究對象，建立燃氣管道的未確知測度評估模型，引入置信度識別準則，提高燃氣管道耐久性等級劃分的可信度，并對燃氣管道耐久性進行排序。

關鍵詞：燃氣管道 耐久性 耐久性評價

中圖分類號：F224 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）02（b）-0095-02

1 燃氣管道耐久性指標

城市燃氣管道耐久性的實質是指城市燃氣管道經受環(huán)境和時間考驗的能力，主要反映的是時間問題。耐久性取決于管道本身的特質和環(huán)境作用兩個方面[1]。管道本身的特質決定了管道抵抗外界環(huán)境作用的能力，主要包括管道原材料、管道外防腐涂層類型、管道施工質量以及是否具有完善的檢測與維修制度等。環(huán)境作用效應主要包括溫度、濕度、降水等環(huán)境氣化條件以及對管道具有侵蝕作用的氧、二氧化碳、氯鹽、二氧化硫等介質。

由于燃氣管道的耐久性等級評估系統(tǒng)十分復雜，管道失效的影響因素很多，所以該文將城市燃氣埋地鋼質管道作為研究對象，不考慮閥門、三通、彎頭等節(jié)點，結合實際管道運營管理過程中可能檢測到的影響因素和數據，將管道的耐久性評估按階梯層次分為目標層、準則層、指標層[2]，建立燃氣鋼質管道耐久性評價的未確知測度模型，分析指標層中定性和定量的指標，得到燃氣管道土壤腐蝕耐久性等級，為燃氣運行部門提供可靠的數據依據[3-4]。燃氣埋地鋼質管道耐久性評估指標體系圖見圖1。

2 未確知測度評估模型

設是待評估的對象空間，是評估n的個對象。對于對象空間X有m個評估指標I1，I2，…，Im，記為指標空間I={Ij}?？杀硎緸閙維向量，j是評估對象關于指標Ij的測量值。若j有p個評估分類：c1，c2，…，ck，…，cp，則U為評估空間U={c1，c2，…，ck，…cp}若ck比ck+1好，則表示ck>ck+1。若c1>c2>…cp，則稱{c1，c2，…，cp}是U的一個有序分割類[5-6]。

2.1 單指標測度分析

令μijk=μ（j∈ck）表示測量值j屬于第k個評估類ck的程度，μ是未確知測度[7]，要求μ滿足：

式（2）和（3）分別表示μ對評估空間滿足“歸一性”“可加性”，稱矩陣（4）為單指標測度評估矩陣R。

2.2 指標分類權重

式中μijk表示j測量值屬于第k個評估類ck的程度

則有：v（i）j=0，μij1=μij2=…μijp=1/P；

0≤v（i）j≤1，其大小取決于μijk的分散程度；

v（i）j=1，表示有且只有一個μijk=1。

Wj是指標Ij的權重，指標分類權重：

wj必須滿足：

向量w=（w1，w2，…，wm）是Ij的權重向量，表示指標間的相互重要關系。

2.3 多指標綜合測度評估矩陣

令μijk=μ（∈ck）表示對象屬于第k個評估類ck的程度，則：

，i=1，2，…，n，k=1，2，…，P （8）

由于0≤μijk≤1，并且：

（9）

因此μijk是未確知測度。矩陣（10）為多指標綜合測度矩陣D，則（μi1，μi2，…，μip）就是的綜合測度評估向量。

（10）

2.4 識別準則

根據上述方法計算得到隸屬于P個等級的的綜合測度向量：

μ=（μi1，μi2，…，μip） （11）

對于按照一定順序制定的分類標準，利用置信度識別準則能夠（有序的分類）最終確定究竟屬于P個等級的哪一個。具體操作如下所示。

假定一個置信度為λ，（λ>0.5，通常取為0.6或是0.7），且對象的評估等級為正序，即c1>c2>c3，如果k0滿足公式（13），則認為屬于第k0個評估等級ck0，并且具λ有的可信度。

（12）

式中k0表示評估空間U中的第k0個評估等級，表示為ck0。

2.5 耐久性排序

通過上述步驟判斷出評估對象（i=1，2，…，n）屬于哪個等級以后，還可以得出所有評估對象的等級順序。已知c1>c2>…>cp，用（P+1-k）表示評估等級ck的“分值”，令：

，i=1，2，…，n （13）

式中q為評估對象的總得分值。

q=（qx1，qx2，…，qxn）即為評估對象的總得分向量，可以按照q值的大小對評估對象進行排序。

3 結語

由于不同地區(qū)各方面條件的不同以及評價指標數據檢測的可操作性，在評價指標的選擇以及等級標準的劃分上，應進行必要的調整，使耐久性評價工作更加合理有效，使該模型的計算結果對有關部門具有參考價值。

參考文獻

[1] 呂清芳.混凝土結構耐久性環(huán)境區(qū)劃標準的基礎研究[D].浙江大學，2007.

[2] 劉云濤.基于未確知性的混凝土結構耐久性評估研究[D].西安建筑科技大學，2007.

[3] 莊鎖法.基于層次分析法的綜合評估模型[J].合肥工業(yè)大學學報，2000，23（4）：582-585.

[4] 周麗麗，周裕鑫，黃亞暉.城市燃氣埋地鋼質管道耐久性問題研究[J].天然氣與石油，2010，28（3）：21-24.

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[6] 劉開第，李萬慶，龐彥軍.未確知集[J].數學的實踐與認識，2006，36（10）：197-204.

[7] 王玉忠.管道腐蝕信息熵與壽命[J].管道技術與設備，1999（1）：42-43.