一種供水管道健康評價方法
2023-06-15 07:14:46 1
一種供水管道健康評價方法
【專利摘要】本發明涉及供水管道領域，更具體地，涉及一種供水管道健康評價方法。其具體步驟為：採集供水管網基本指標的基礎屬性數據，根據屬性數據確定各基本指標對應的影響因子；將爆管和洩露統計歸類於管道故障，計算各影響因子的單位故障係數；根據單位故障頻率計算各影響因子的權重；以各基本指標中單位故障係數最小的影響因子為參考因素，計算各基本指標中各影響因子之間的關聯繫數；根據各影響因子的權重和關聯繫數計算評價供水管道的健康度；根據評價供水管道的健康度進行健康分級，根據健康分級對待評價管道的健康狀態進行評價。本發明的評價結果直觀，通用性好，易於生產應用。
【專利說明】ー種供水管道健康評價方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及供水管道領域，更具體地，涉及ー種供水管道健康評價方法。
【背景技術】
[0002]目前我國城市供水管網普遍存在管網老化、維護嚴重滯後問題，管理水平、事故預防能力和事故快速反應能力等亟待提高，建立合理有效的供水管道健康評價系統，對管網進行健康評價，確定合理的城市供水管道維護優先順序與維護方案，既可保障供水管網的安全，也可節省相關部門大量的人力、物カ和財力。現有供水管網健康評價研究的技術成果，依然存在如下不足:
[0003]I)評價指標難以統一，沒有普適性:由於不同供水管網的規模、位置、狀態及已有的運行信息存在不同，現有技術對管道的評價指標選擇存在著較大差異，評價指標沒有統ー的標準，所建立的評價系統僅能適應於特定的供水管網，普適性差。
[0004]2)現有技術中常用的老化失效概率模型的方法需要長期、多年積累的、系統歷史運營數據支持，實施起來較為困難。
[0005]3)現有技術以分析其發生爆管事件的概率為主，忽視管網的洩漏影響，而洩漏是爆管事件的很重要的誘因，忽視洩漏影響導致評價結果可靠性較差。
[0006]4)現有的指標評價法在權重的確定上採用了傳統的層次分析法，採用專家調查的結果進行判斷矩陣的構建，容易受調查對象的主觀因素、職業背景、技術水平等因素的影響。
[0007]5)現有技術對管道的評價結果缺乏合理的量化判斷標準。
【發明內容】
[0008]本發明為克服上述現有技術所述不足，提供ー種評價結果直觀，具有通用性的供水管道健康評價方法。
[0009]為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下:
[0010]ー種供水管道健康評價方法，包括如下步驟:
[0011]採集供水管網基本指標的基礎屬性數據，根據屬性數據確定各基本指標對應的影響因子；
[0012]將爆管和洩露統計歸類於管道故障，計算各影響因子的単位故障係數；
[0013]根據單位故障頻率計算各影響因子的權重；
[0014]以各基本指標中單位故障係數最小的影響因子為參考因素，計算各基本指標中各影響因子之間的關聯繫數；
[0015]根據各影響因子的權重和關聯繫數計算評價供水管道的健康度；
[0016]根據獲得管道健康度的統計分布規律進行正態健康分級，據正態健康分級對管道進行健康分級評價。
[0017]上述方案中，供水管網的基本指標包括管徑、管材、管齡、埋深和接ロ方式。其中供水管網的基本指標不限於所述的幾種，其可根據源數據屬性擴充基本指標類型。
[0018]上述方案中，所述管徑的屬性數據包括管道公稱直徑，管徑對應的影響因子為根據不同的管道直徑範圍所劃分的數據段；
[0019]所述管材的屬性數據包括鋼管、灰ロ鑄鐵管、球墨鑄鐵管、砼管、塑料管，管材對應的影響因子包括鋼管、灰ロ鑄鐵管、球墨鑄鐵管、砼管、塑料管；其中，管材的屬性數據不限於所述的幾種，其可根據實際源數據屬性擴充、細化管材的種類；
[0020]所述管齡的屬性數據包括管道敷設時間或投入使用時間，其對應的影響因子為根據管道敷設時間不同所劃分的數據段；
[0021]所述埋深的屬性數據包括管道的覆土厚度或埋設深度，其對應的影響因子為根據管道的覆土厚度或埋設深度不同所劃分的數據段；
[0022]所述接ロ方式的屬性數據包括焊接、膠圈、石棉水泥，其對應的影響因子包括焊接、膠圈、石棉水泥。其中，接ロ方式的屬性數據不限於所述的幾種，其可根據實際源數據屬性擴充接ロ方式的種類。
[0023]上述方案中，將爆管和洩露統計歸類於管道故障進行計算，各影響因子的単位故障係數的計算公式為:
【權利要求】
1.ー種供水管道健康評價方法，其特徵在於，包括如下步驟: 採集供水管網基本指標的基礎屬性數據，根據屬性數據確定各基本指標對應的影響因子; 將爆管和洩露統計歸類於管道故障，計算各影響因子的単位故障係數； 根據單位故障頻率計算各影響因子的權重； 以各基本指標中單位故障係數最小的影響因子為參考因素，計算各基本指標中各影響因子之間的關聯繫數； 根據各影響因子的權重和關聯繫數計算評價供水管道的健康度； 根據獲得管道健康度的統計分布規律進行正態健康分級，據正態健康分級對管道進行健康分級評價。
2.根據權利要求1所述的供水管道健康評價方法，其特徵在於，供水管網的基本指標包括管徑、管材、管齡、埋 深和接ロ方式。
3.根據權利要求2所述的供水管道健康評價方法，其特徵在幹，所述管徑的屬性數據包括管道公稱直徑，管徑對應的影響因子為根據不同的管道直徑範圍所劃分的數據段； 所述管材的屬性數據包括鋼管、灰ロ鑄鐵管、球墨鑄鐵管、砼管、塑料管，管材對應的影響因子包括鋼管、灰ロ鑄鐵管、球墨鑄鐵管、砼管、塑料管； 所述管齡的屬性數據包括管道敷設時間或投入使用時間，其對應的影響因子為根據管道敷設時間的不同所劃分的數據段； 所述埋深的屬性數據包括管道的覆土厚度或埋設深度；其對應的影響因子為根據管道的覆土厚度或埋設深度的不同所劃分的數據段； 所述接ロ方式的屬性數據包括焊接、膠圈、石棉水泥，其對應的影響因子包括焊接、膠圈、石棉水泥。
4.根據權利要求1所述的供水管道健康評價方法，其特徵在於，將爆管和洩露統計歸類於管道故障進行計算，各影響因子的単位故障係數的計算公式為:
5.根據權利要求4所述的供水管道健康評價方法，其特徵在幹，根據單位故障頻率計算各影響因子的權重的具體步驟為: 對單位故障係數Cu進行標準化處理後得到對應的評價指標值r (i, j)； 計算各基本指標的樣本標準差
6.根據權利要求5所述的供水管道健康評價方法，其特徵在幹，単位故障係數Cu標準化處理ー步進行，標準化處理得到評價指標值r (i, j)，具體計算公式為:
7.根據權利要求5所述的供水管道健康評價方法，其特徵在於，単位故障係數Cij標準化處理分兩步進行，第一步標準化處理得到評價指標值r' (i，j)，具體計算公式為
8.根據權利要求5所述的供水管道健康評價方法，其特徵在幹，通過灰色關聯分析法計算關聯繫數，具體步驟為: 確定參考序列:在每ー個基本指標中，単位故障係數最低的影響因子作為參考因素，該參考序列的參數以每ー個基本指標內單位故障係數最小值組成； 計算關聯繫數:設參考序列為Atli,以各基本指標中非最小值的單位故障係數作為比較序列Au，通過灰色關聯分析法計算各基本指標中各影響因子之間的關聯繫數rij。
9.根據權利要求8所述的供水管道健康評價方法，其特徵在於，根據各影響因子的權重和關聯繫數計算評價供水管道的健康度的具體步驟為: 若某一個管道屬於第i個基本指標中的第j個影響因子，其第i個基本指標的健康係數為 Hij=^rij ； 式中:?為評價管道的健康係數！Wi為第i個基本指標所對應的權重為在第i基本指標中第j個影響因子與最優管道的關聯繫數； 通過各個基本指標中對應影響因子的健康係數，可得評價供水管道的健康度如下:
10.根據權利要求9所述的供水管道健康評價方法，其特徵在於，根據獲得管道健康度的統計分布規律進行正態健康分級，據正態健康分級對管道進行健康分級評價的具體步驟為: 根據健康度的分布對供水管網的健康狀態進行健康分級，ー個健康等級對應ー個健康度範圍，ー個健康等級制定對應的應對措施； 採集待評價管道的基礎屬性數據，求取待評價管道的健康度； 根據待評價管道的健康度查找對應的健康等級，得到對應的評價結果並採取對應的應對措施。
【文檔編號】G06Q50/06GK103578045SQ201310557710
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】王志紅, 許剛, 聶錦旭, 王珅, 餘鵬鈞, 關文賢 申請人:廣東工業大學