具有如下特點(diǎn):
1)主要依據(jù)管道現(xiàn)狀實(shí)測數(shù)據(jù),歷史數(shù)據(jù)僅作為參考;
2)通過中間層參數(shù)設(shè)計(jì),較好實(shí)現(xiàn)了各影響因素的非線性映射;
3)充分考慮了各影響因素間的交互作用;
4)具備強(qiáng)大的自學(xué)習(xí),自修正功能。先用少量樣本建立模型,隨著檢測數(shù)據(jù)的逐漸積累,可不斷進(jìn)行自學(xué)習(xí),使評估結(jié)果接近實(shí)際情況。
2.2.2 外力損壞狀態(tài)
2.2.2.1 影響因素分析
外力損壞主要是指由于第三方活動或環(huán)境自然變化而使管道受損,造成管道破裂,導(dǎo)致燃?xì)馔庑埂M饬p壞在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)事故中占有相當(dāng)高的比例。
影響城市燃?xì)夤芫W(wǎng)外力損壞的因素包括管道的埋設(shè)深度、人在管道附近的活動狀況、管道附屬設(shè)備狀況、管道附近其他市政設(shè)施、管道附近施工活動、管道沿線標(biāo)志是否清楚、管道維護(hù)管理水平、地質(zhì)地貌變遷以及地基沉降等。
2.2.2.2 評估單元劃分
評估單元劃分原則如下:
1)管徑和壓力級制為分段主因素;
2)地面人流和建筑物情況為第二分段因素;
3)閥門和凝液缸為第三分段因素。
根據(jù)上述原則,我們將200公里被測管道劃分為188個(gè)評估單元,并完成了評估數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集。
2.2.2.3 評估模型建立
根據(jù)外力損壞影響因素的特征,我們采用故障樹分析法和模糊綜合評估方法相結(jié)合的數(shù)學(xué)模型。通過故障樹分析,建立布爾代數(shù)模型,求取最小割集(徑集),得到引起外力損壞的各種基本事件及其它們的重要度,然后運(yùn)用模糊集理論求得外力損壞的事故概率。
2.2.3 人為失誤狀態(tài)
2.2.3.1 影響因素分析
??? 影響人為失誤的因素主要是兩個(gè)方面,一方面是人的素質(zhì),即從事管網(wǎng)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和維護(hù)人員的技術(shù)和道德素質(zhì);另一方面是指對從事設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和維護(hù)人員工作的監(jiān)督。
對人為失誤進(jìn)行定量或精確評估是十分困難的,往往采用定性、打分或模糊評定的方法進(jìn)行。在評估中應(yīng)考慮的因素也較多,主要分為“設(shè)計(jì)失誤”、“施工失誤”、“運(yùn)行失誤”和“維護(hù)失誤”幾個(gè)方面。
2.2.3.2 數(shù)據(jù)采集與評估
為了收集上述的各種影響因素,并考慮數(shù)據(jù)與資料的歸納與整理方便,我們設(shè)計(jì)了《人為失誤因素的數(shù)據(jù)采集表》。
2.2.4 安全裕量狀態(tài)
2.2.4.1 影響因素分析
安全裕量應(yīng)考慮的因素較多,其中管網(wǎng)所采用鋼管的壁厚、設(shè)計(jì)壓力的選取以及它與操作壓力的差距、設(shè)計(jì)時(shí)所計(jì)及的載荷性質(zhì)、所要求的水壓試驗(yàn)、允許的超壓情況和對管網(wǎng)地質(zhì)情況的考慮等都對管網(wǎng)的運(yùn)行安全有影響。
2.2.4.2 數(shù)據(jù)采集與評估
為了收集上述的各種影響因素,并考慮數(shù)據(jù)與資料的歸納與整理方便,設(shè)計(jì)了《安全裕量數(shù)據(jù)采集表》。
2.2.5 事故可能性的綜合評估
2.2.5.1 建立因素集
前面對“腐蝕防護(hù)”、“外力損壞”、“人為失誤”和“安全裕量”等四個(gè)影響事故可能性的因素分別進(jìn)行了等級評估,而這四個(gè)因素對事故可能性的影響需運(yùn)用模糊集理論進(jìn)行綜合評估,得到事故可能性的等級。
2.2.5.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
1)建立備擇集
將事故可能性分為5個(gè)等級,用模糊語言表示,形成備擇集:
V={小,較小,一般,較大,大}
2)建立權(quán)重集
??? 2.3 后果嚴(yán)重度的評估
后果嚴(yán)重度指管道發(fā)生事故時(shí)危害后果可能波及的范圍和程度,包括對人身和財(cái)產(chǎn)的傷害、周邊設(shè)施及環(huán)境的破壞、對社會安定及企業(yè)聲譽(yù)的影響、給用戶造成的損害、搶修所需的經(jīng)濟(jì)投入等。
由于后果嚴(yán)重度所涉及的因素大多難以準(zhǔn)確量化,且隨時(shí)間發(fā)生變化,需借助灰色理論,進(jìn)行模糊處理??梢灾苯咏⒍嘧兞枯斎?、單變量輸出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,并結(jié)合遺傳算法對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)優(yōu),將有關(guān)參數(shù)代入模型,即可綜合測算出各管段的事故嚴(yán)重度分值。
2.3.1 影響因素分析
影響后果嚴(yán)重度評估的因素包括:燃?xì)庑孤┧俾省⒐芫W(wǎng)所在地區(qū)的人口和建筑物密度、車流量、周邊環(huán)境的重要度、一旦發(fā)生事故人員疏散能力和管道的可維修性、停止供氣的影響、相鄰管溝和電纜溝的情況、相鄰管溝與住宅的相通情況等。
2.3.2 評估模型建立
管網(wǎng)事故后果嚴(yán)重度的評估采用了層次分析法與模糊集理論相結(jié)合的數(shù)學(xué)模型。對實(shí)地采集或調(diào)查的數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行分析,將影響事故后果嚴(yán)重度的各因素作為模糊評估因素,建立因素集,并建立相應(yīng)的備擇集;建立模糊關(guān)系矩陣和評估因素的權(quán)重集,求得模糊綜合評估結(jié)果向量,設(shè)定模糊隸屬度函數(shù),得到事故發(fā)生所造成后果的模糊等級。
??? 2.3.3 影響因素的等級劃分
為了對調(diào)查表得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,我們將上述影響因素分為8大類,根據(jù)各管段或區(qū)域的具體調(diào)查數(shù)據(jù)與資料,可對每一個(gè)因素按因素分級表確定等級,I級是對事故后果影響最小的等級,V級是對事故后果影響最大的等級。
2.3.4 層次分析確定因素權(quán)重
??? 上述8個(gè)因素對事故后果的影響是不完全相等的,它們影響的大小通常用權(quán)重來表示,因素權(quán)重集反映了各因素對于評估對象的影響大小,記為
??? 目前使用較為廣泛的是用層次分析法(AHP法)確定權(quán)重集,它的具體方法是:
1)首先建立所評估問題的遞階層次結(jié)構(gòu),把評估問題的各個(gè)組成因素按照它們的各自屬性和對評估問題的影響程度分成若干個(gè)組,不同的組處于不同的層次。建立這種層次結(jié)構(gòu),必須進(jìn)行綜合評判,因?yàn)樵u估問題中成員指標(biāo)的重要度不是一個(gè)決策者所評估完成的,它必須綜合各個(gè)評判專家的評估結(jié)果。