CN106022596A - 一种城市燃气管道系统危险性预测评价方法 - Google Patents

一种城市燃气管道系统危险性预测评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种城市燃气管道系统危险性预测评价方法,包括如下步骤:(1)建立系统危险性评价指标体系;(2)利用粗糙集理论进行指标权重赋值;(3)系统危险性等级划分(4)系统动态预测分析。该方法,可以解决以往的燃气管道系统评价方法中,对评价指标权重赋值依赖主观打分,由于主观打分掺杂了评价者太多的主观意愿,造成赋值结果的不客观问题;也可以解决评价方法静态化的问题,实现系统的动态评估,并能对系统进行动态预测,对燃气管道的安全管理有重要的意义,同时为城市的公共安全管理提供重要的理论参考依据。

Description

一种城市燃气管道系统危险性预测评价方法
技术领域:
本发明属于城市燃气管道系统评价方法领域,具体涉及一种城市燃气管道系统危险性预测评价方法。
背景技术:
城市燃气管道系统是城市基础设施的重要组成部分,它的安全运行关系着人民生命财产安全,关系着社会稳定大局。随着我国城市化的不断推进,城市居民生活水平也在不断提高,城市燃气的应用也越来越广泛。城市燃气管网犹如人体的血管,在给人们生产生活带来方便的同时,由于其易燃、易爆和有毒性,极易引发安全事故。近几年来,因燃气管网超龄服役、维护不当、第三方破坏、土壤腐蚀等原因,导致城市燃气在使用过程中产生的泄漏爆炸事故层出不穷。燃气爆炸是一种破坏性极强的事故,一旦发生,在满足一定的条件下,可能引发事故的多米诺效应,使得事故风险进一步扩大。据统计,2013年全国共发生燃气爆炸事故220余起,事故造成死伤1000余人,经济损失达8.5亿元。2014年中国台湾高雄“8.1”地下燃气管道泄漏爆炸事故,造成30人死亡,310人受伤。2015年不完全的统计显示,我国共发生燃气爆炸事故658次,造成1000余人受伤,116人死亡。
我国著名的油气储运专家潘家华教授在1995年发表了《油气储运》文章,介绍了风险评估技术,从此我国开始了风险研究。近年来,随着各种燃气事故的发生,造成了大量的人员伤亡和巨大的财产损失,燃气管道风险研究引起了科技人员及各高校学者的注意,经过几年的不断探讨和研究,在管道的风险分析、管理等方面取得了一定的成果,如何淑静、廖柯熹、闫凤霞等对燃气管道失效的主要危险因素进行了一定的分析,建立了燃气输配管道失效故障树图,并利用传统的故障树分析法进行了定性和定量的分析。北京航空航天大学孙永庆博士在2004-2006年先后对城市燃气埋地管道失效树、失效后果进行了一定的研究,并阐述了燃气风险评价的关键技术和主要进展。福州大学的沈裴敏对城市燃气事故进行了详细深入的研究,建立了由81个逻辑门、201个基本事件组成的事故树。黄小美博士把故障树和事件树相结合对城市燃气系统失效性概率进行分析。河北工程大学的郭章林教授在2000年其博士毕业论文《油气系统安全风险分析方法研究》中对油气系统安全分析方法进行了充分的研究,分析了长输油气的可靠性。聂廷哲对天然气可靠性分析中存在的不确定和人为因素利用模糊数学手段做了简单的探讨和分析。在各煤气公司方面,最具代表性的是深圳燃气集团的杨印臣对城市燃气管道安全评估的后果严重度运用模糊集合理论进行评估。
美国对于风险分析研究的较早,已经开展40年了,并取得了一定的成绩。已经实现了由 安全管理向风险管理的过渡,由定性风险分析向定量风险分析的转化,管理的各项法律及制度比较健全,风险分析已逐步规范化。Helena Montiel依据大量统计资料和实际情况,对天然气输运事故危险源进行辨析,并运用层次分析法进行了各因素权重赋值分析,对事故所带来的经济损失和人员伤亡给出了评价。Bartennv依据大量燃气管线事故统计资料,分析了管径、管长和压力与事故发生的近似数学关系。1992年海湾出版公司的《风险管理手册》是美国在前20年开展油气风险评估技术研究工作的成果总结,成为世界各国开展风险评价管理的指导性文献。
系统风险评估的关键的问题在于:
一是对选取的评价指标进行权重赋值。权重在进行评判和决策的过程中至关重要,它反映了各个因素在评判和决策过程中所占有的地位和所起的作用,能否准确地对指标进行权重赋值,直接影响到最终评价结果和安全管理决策的制定。关于权重的确定方法有数十种之多,这些方法大致可分为两大类:一类为主观赋权法,原始数据主要由专家根据经验主观判断得到,如AHP法、专家调查法等;另一类为客观赋权法,原始数据由各指标在被评价单位中的实际数据形成,如均方差法、主成分分析法、离差最大化法、熵值法等。但由于这些方法过分依赖于专家的主观判断和经验,往往评价结果难以令人信服。
二是评价方法的选择。城市燃气管道系统是一个多层次多目标的整体,它是开放的、动态的。由于是动态的,所以评价方法也理应是动态的。但是,目前对于该系统动态风险评估的研究一直是学术界的一个难点。一方面是因为动态系统的模型难于建立,另一方面是动态系统的复杂性和多变性,使得现有的理论无法套用。
对于燃气管道系统的风险评价研究方面,评价方法大都采用的是模糊综合评价,少数采用的是灰色理论,这些方法得到的均是某一时刻系统安全状态。而城市燃气埋地管道系统是一个动态的,且是不断变化的。对系统的危险性评价不仅仅是对某一时刻的评价,最终的是要根据对系统危险性预测的结果,采取积极的措施,以改变目前系统事故被动管理状态。
发明内容:
本发明实施的目的在于提供一种城市燃气管道系统危险性预测评价方法,旨在解决两个问题:一是解决以往的燃气管道系统评价方法中,对评价指标权重赋值依赖主观打分,由于主观打分掺杂了评价者太多的主观意愿,造成赋值结果的不客观问题;二是解决评价方法静态化的问题。现有评价方法均是针对已经发生的某一时刻时间点上系统的危险性,而燃气管道系统是动态的变化的,且是针对已经发生的时刻的风险评估,显然在指导日常的安全管理上有很大的不足,实现系统的动态评估,并能对系统进行动态预测,对燃气管道的安全管理有重要的意义,同时为城市的公共安全管理提供重要的理论参考依据。
本发本发明的技术方案如下:一种城市燃气管道系统危险性预测评价方法,包括如下步骤:
步骤一:建立系统危险性评价指标体系,根据燃气管理单位对燃气管网日常管理记录,整理影响燃气管道系统危险性的所有影响因素,在不改变数据的分类能力的前提下,将各属性值进行离散化处理,建立系统风险评价的指标体系;
步骤二:利用粗糙集理论进行指标权重赋值,首先是构建决策表,在第一步的基础上形成一张多维表格,行列分别描述对象和对象的条件属性,最后一列为决策属性,然后计算各个指标权重值,根据粗糙集理论和决策表可以计算出系统风险评价的指标体系中每个指标的权重值,以及每个指标对顶事件发生的综合权重;
步骤三:系统危险等级划分,根据系统的实际情况,结合集对分析理论,对系统危险等级进行划分;
步骤四:系统动态预测分析,基于SPA与马尔科夫链危险性评价预测模型,求得系统危险性级别的稳态联系度和集对势,对系统进行动态预测分析。
进一步,如上所述的城市燃气管道系统危险性预测评价方法,步骤一中所述的评价指标体系中指标的选择不是越多越好,也不是越少越好,指标要根据评价的需要,结合评价对象科学地建立。城市燃气管道系统危险性预测评价方法指标体系建立的原则有:
(1)科学性原则。指标体系的建立应该有科学的理论依据。本发明的评价指标建立的理论依据有系统安全理论、人因理论、管理学理论、心理学等,对资料的收集、指标的选取、指标的权重赋值计算,每一个环节根据客观事实进行操作。
(2)系统性原则。城市燃气管道系统危险性预测评价方法是一个庞大的系统工程,涉及到的运行管理、维护、工程监理等方面的各个环节。本发明将一个完整的系统划分为若干个子系统,每个子系统又作为一个独立的系统,反映的各个侧面。在各个指标中抓住主要指标,辅以次要的指标,使得评价的结果既能反映直接效果,又能反映间接效果。
(3)实用性原则。本发明结合研究对象的实际情况,对指标进行初选、二次筛选、第三次筛选等过程,力争建立一套相对通用的符合研究对象实际的评价指标体系。
(4)可操作性原则。指标是用来反映目标的实际情况的,所以对建立的指标必须与管道的各个环节相关,每个指标都是可以操作的,虚无的、理论上的指标坚决舍弃。
进一步,如上所述的城市燃气管道系统危险性预测评价方法,步骤二中所述的粗糙集(Rough Sets Theory,RST)理论由波兰华沙理工大学Pawlak教授于20世纪80年代提出,是用于处理含糊性和不确定性的海量信息一种数学工具。该理论主要应用于从不完整的数据集中发现模式和规律,因此是进行不确定信息形式推理的基础。当前粗糙集理论主要用来处 理从现实世界获取的不完整的数据,并从其中发现模式规律。粗糙集理论的主要任务是近似分类、知识约简(属性和属性值约简)、属性相依性分析、根据决策表产生最优或次优决策控制算法等。粗糙集是基于确定性知识库的,当近似空间建立在随机不确定信息的基础上时,便需要结合概率论理论来研究。粗糙集理论的上、下近似及粗糙度是通过客观数据的计算所得,故粗糙集理论对边界线含糊的划分带有一定的主观性。粗糙集理论定义及本发明所采用的粗糙集理论性质如下:
(1)粗糙集理论定义
设R是集合A上的二元关系,如果它是自反、对称和传递的,则它是A上的等价关系。设R是U上的等价关系,A=(U,R)是一个近似空间,在A上,如果X是一些R基本类的并集,则称X是可定义的,否则,称X是不可定义的。R可定义集是全集U上恰好被定义。R可不可定义集是子集X上不可能恰好被定义的。而R不可定义集也被说成是R不一致集或称粗糙集,简称不一致集或Rough集。
(2)粗糙集理论的知识表达形式
粗糙集理论中的知识表达方式一般采用信息系统的形式,一个信息系统S是一个系统(U,A),其中U={u1,u2,…un}是有限非空集,称为论域或对象空间,U中的元素称为对象;A={a1,a2,…an}也是一个非空有限集,A中的元素称为属性;对于每个a∈A,有一个映射a:U→a(U),a(U)={a(u)|u∈U}称为属性a的值域。一个信息系统可以用一个信息表来表示,当没有重复元组时,信息表是一个关系数据库。如果A=C∪D,C∩D=Φ,则信息系统(U,A)为一个决策表,其中C中的属性成为条件属性,D中的属性称为决策属性。
(3)粗糙集理论的不可分辨关系
设论域为U,P为条件属性C的一个子集,则由P决定的不可分辨关系IND(P)为式中:f(x,a)表示论域元素x∈U关于属性a的取值;不可分辨关系IND(P)构成了对论域U的一个分类,记作U/IND(P)。
(4)粗糙集理论的知识约简
知识约简是粗糙集理论的核心内容。众所周知,知识库中知识(属性)并不是同等重要的,甚至其中某些知识是冗余的。所谓知识约简,就是在保持知识库分类能力不变的条件下,删除其中不相关或不重要的知识。设R是一个等价关系族,r∈R,如果IND(P)=IND(R-{r}),则称r在R中是可被约去的知识;如果P=R-{r}是独立的,则P是 R的一个约简。
(5)粗糙集理论的知识依赖性
令K=(U,R)是一个知识库,且
k=γp(Q)=|posp(Q)|/|U|
时,称知识Q是k(0≤k≤1)度依赖于知识P的依赖,记作
当k=1时,称Q完全依赖于P;当0<k<1,称Q粗糙(部分)依赖于P;当k=0,称Q完全独立于P;如果也记为系数γp(Q)可以看做Q和P间的依赖度。
(6)粗糙集理论的属性重要度
令P和Q分别为条件属性C和决策属性D的一个子集,则
式中表示知识Q是K度依赖于知识P的,记为P=KQ。其中:|U|表示U的基,即U中元素的个数,同理,|POSP(Q)|表示POSP(D)中元素的个数。属性子集关于D的重要性定义为
σD(Ci)的值越大,表明相应属性的重要性越大,反之,重要性越小。
进一步,如上所述的城市燃气管道系统危险性预测评价方法,步骤二中所述的指标权重赋值计算过程如下:
(1)建立条件属性和决策属性;
(2)建立决策表;
(3)计算指标的重要度和权重;
(4)指标权重结果汇总。
进一步,如上所述的城市燃气管道系统危险性预测评价方法,步骤三中所述的集对分析(Set Pairs Analysis,简记为SPA)理论的核心是将系统内的确定性与不确定性予以辩证地分析和数学处理,认为不确定性是事物的本质属性,并将不确定性和确定性作为一个系统进行综合考察。首先对不确定性系统中的两个有关联的集合构造集对,再对集对的特性做同一性、差异性、对立性分析,然后建立集对的同异反联系度。同、异、反三者不是绝对分开的,它 们是相互联系、互相制约且可在一定条件下相互转化,运用联系度的思想全面描述系统的各种不确定性。集对分析理论的基础是集对,关键是联系度。
对于某一问题,设有2个有关系的集合K和Q,构成集对H,K和Q都有N个表征特性,其中,有S个特性为集对中2个集合共有(统一度),有M个特性在2个集合上对立(对立度)。有F=N-S-M个特性在2个集合上关系不确定(差异度)。为书写方便,分别用来表示。
用U表示联系数,根据同、异、反三元联系数U=A+Bi+Cj,将展开得到:U=A+B1i1+B2i2+B3i3+…+Bnin+Cj,j为对立度系数,规定值为-1;i为差异度的系数。
例如:当n=3时,得到五元联系数U=A+B1i1+B2i2+B3i3+Cj,用μ表示联系数的联系度,所以上式对应的联系度为:μ=A+B1i1+B2i2+B3i3+Cj (1)
为书写方便,式(1)常写为:μ=a+b1i1+b2i2+b3i3+cj
当Bk=max(A,B1,B2,B3,C)<0.5时,式(1)的联系度之和用μmax表示,求得
进一步,如上所述的城市燃气管道系统危险性预测评价方法,步骤三中所述的系统危险等级划分具体情况如下:
集对分析理论的联系度是集对分析的一块基石,它将系统中存在的确定性和不确定性联系在一起,将一个动态的不确定系统做了相对确定性的处理,得出一个由联系数反映的评价结果。本发明的系统的危险性等级,与联系度中的元数对应,正常情况下,几元联系数,系统就相应地划分几个等级。因此根据系统的实际情况,结合联系数的危险性等级划分方法,本发明将城市燃气管道系统危险性划分为5级:安全(Ⅰ),较安全(Ⅱ),一般安全(Ⅲ),危险(Ⅳ),较危险(Ⅴ),对应的分值分别为5、4、3、2、1,对应关系见下表。
危险等级 安全(Ⅰ) 较安全(Ⅱ) 一般安全(Ⅲ) 较危险(Ⅳ) 危险(Ⅴ)
等级论域 5 4 3 2 1
进一步,如上所述的城市燃气管道系统危险性预测评价方法,步骤四中所述的SPA与马尔科夫链危险性评价预测模型建立过程如下:
假设在t时刻,N个特性中各联系分量分别为A(t)、B(t)、C(t)、D(t)、E(t),且满足A(t)+B(t)+C(t)+D(t)+E(t)=N,如果将原来的N个特性按A(t)、B(t)、C(t)、D(t)、E(t)的顺序重新排序并连续编号,若考虑各特性(评价指标)权重,假设各个特性在t时刻重编后 的序号对应的权重为wk(t),(k=1,2,…m),那么t时刻的联系度μ(t)为:
式中
在[t,t+T]期间内,其中T为变化周期,原有评价指标值的危险性等级发生了变化,一部分评价指标值的危险性等级保持不变,一部分可能转化为其它危险性等级,假设在该期间内,原有的A(t)个特性中
A(t1)个保持不变,A(t2)个转变为B级,A(t3)个转变为C级,A(t4)个转变为D级,A(t5)个转变为E级,则A(t)在[t,t+T]期间内,可求得转移向量为:
式中
同理可得B(t)、C(t)、D(t)、E(t)转移向量。因此得到系统在[t,t+T]期间内转移矩阵P为:
如果假设每个周期的转移矩阵都相同,即转移矩阵P为常数矩阵,那么n个周期之后,系统危险性级别的联系度向量为:
该式满足C-K方程(Chapman-Kolmogorov,简称C-K)。假设每个周期的转移矩阵都相同,当经过多个周期后t→∞时,PnT将趋于稳定。因此,由下面方程组(SPA与马尔科夫链危险性评价预测模型),求得系统危险性级别的稳态联系度向量:
其中a,b,c﹥0,I是单位矩阵。
进一步,如上所述的城市燃气管道系统危险性预测评价方法,步骤四中所述的系统动态预测分析具体情况如下:
系统的动态危险性不仅要考虑系统所处的危险性等级,还与系统的态势密切相关。当联系度μ=a+bi+cj中c≠0时,a与c的比值a/c为所述集对指定在问题背景下的集对势,即shi(B)=a/c。当a>c时,称为同势;a=c时,称为均势;当a<c时,称为反势。μ(t)为系统的安全状态变量,根据得到的稳态的联系度与集对势,全面综合分析系统的危险性情况。集对势的等级和次序关系如下表。
本发明具有的优点和积极效果是:一是可以解决以往的燃气管道系统评价方法中,对评价指标权重赋值依赖主观打分,由于主观打分掺杂了评价者太多的主观意愿,造成赋值结果的不客观问题;二是可以解决评价方法静态化的问题。现有评价方法均是针对已经发生的某一时刻时间点上系统的危险性,而燃气管道系统是动态的变化的,且是针对已经发生的时刻的风险评估,显然在指导日常的安全管理上有很大的不足,实现系统的动态评估,并能对系统进行动态预测,对燃气管道的安全管理有重要的意义,同时为城市的公共安全管理提供重要的理论参考依据。
附图说明:
图1是本发明的评价方法流程框图;
图2是本发明的实施例中城市燃气管道系统危险性影响因素指标体系框图;
图3是本发明的实施例中城市燃气管道系统外力破坏影响因素指标体系框图;
具体实施方式:
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合某城市燃气管道系统为例,对本发明进行进一步的详细说明。特别说明,此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
步骤一:建立系统危险性评价指标体系。
以某城市燃气管道系统为例,通过调研筛选得到该城市燃气管道系统危险性预测指标体系,该城市燃气管道系统危险性影响因素指标体系,如图2所示。
根据指标筛选原则,建立该系统危险性评估指标体系,如下表所示。
步骤二:利用粗糙集理论进行指标权重赋值。
由于粗糙集权重赋值法进行计算非常占用篇幅,其每个指标计算方法都一样,因此本部分选取指标体系中最重要的、最复杂的外力破坏影响因素二级指标运用粗糙集权重赋值法进行计算,作为示例,其外力破坏影响因素指标体系如图3所示。其他项权重计算同理按照该方法计算。
(1)建立条件属性和决策属性
条件属性C={c21,c22,c23,c24,c25,c26}= {管道情况,施工情况,地上交通情况,自然地质情况,地面状况,居民情况}
决策属性={安全等级}={安全5,较安全4,一般安全3,较危险2,危险1}
(2)建立决策表
请各燃气公司为条件属性打分,简化后的数据表见下表。
(3)计算指标的重要度和权重
由上述危险性等级对应表及上述属性重要度计算公式得:
POS{C-C21}/D={3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,16,17,18,19,21,23}
POS{C-C22}/D={5,6,7,8,9,10,11,14,15,21,23}
POS{C-C23}/D={3,4,5,6,8,9,10,11,12,13,14,15,17,18,19,22,23}
POS{C-C24}/D={3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,,16,17,18,19,22,23}
POS{C-C25}/D={3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,,16,17,18,19,22,23}
POS{C-C26}/D={3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,,16,17,18,19,22,23}
得到:
经过归一化处理后,得到:
β21=0.22,β22=0.36,β23=0.15,β24=0.09,β25=0.09,β26=0.09
(4)指标权重结果汇总
同理,可以得到其他各项的权重值,以及每个指标对顶事件发生的综合权重,如下表所示。
步骤三:系统危险等级划分。
从燃气管道运行管理部门收集到管道的运行情况资料,结合评价系统所在的地域地质情况、天气情况、外力破坏等情况,利用集对分析理论,对一年的情况进行评价,评价每2个月进行一次。按照现场实际,将评价指标等级分为5级,如下表所示。
等级
安全程度 安全9 较安全7 一般安全5 较危险3 危险1
为了方便、直观地利用数据,把上表中各影响因素重新整理按照相应的顺序进行编号,危险性评价结果如下表所示。
步骤四:系统动态预测分析。
根据SPA与马尔科夫链危险性评价预测模型和上述的危险性评价结果表,计算6次评价的联系度:
μ1(t)=[0.1124,0.2368,0.2553,0.2571,0.0561]
μ2(t)=[0.1358,0.2833,0.3371,0.1811,0.0612]
μ3(t)=[0.1981,0.5355,0.3068,0.0.0981,0.0451]
μ4(t)=[0.3290,0.2708,0.2245,0.1110,0.0500]
μ5(t)=[0.1278,0.3728,0.2722,0.1609,0.0520]
μ6(t)=[0.0406,0.2175,0.2590,0.3600,0.1124]
按照厚今薄古的原则,取每次测评的(0.0150,0.085,0.1400,0.2000,0.2600,0.300),则这一年的加权平均联系度为:
因为在ak=max[0.1523,0.31,0.2688,0.2049,0.0696]=0.2688<0.5
所以根据上述公式(2)计算μsum=3.54,集对势shi(H)>1
各月份管道的安全状态如下表所示。
从上表中可以看出,该段管道处于一般安全状态,但是在12月份系统有较微弱的反势,说明管道系统有些问题需要引起注意。
根据上述公式(4)计算每次的转移矩阵:
按照厚今薄古的方法,每次转移矩阵的权(0.0500,0.1000,0.1800,0.2700,0.4000),根据上述公式(5)则这一年的加权平均矩阵为:
一年后,该系统的联系度向量为:
μ1(1)=[0.1108 0.2605 0.2488 0.2499 0.1336]
依据最大联系度和集对势可以判断知,该系统处于处于一般安全状态,但整个系统偏向较安全状态。
二年后,该系统的联系度向量为:
μ2(2)=[0.1278 0.2823 0.2488 0.2499 0.1236]
依据最大联系度和集对势可以判断,该系统处于较安全状态,但整个系统偏向较安全状态不明显。
从上述计算结果可以看出,一年、二年该系统状态差别不是很明显,根据前式,经过一段较长时间的调整,计算联系度。根据上述公式(6)可得:
得到a=0.2413,b1=0.2632,b2=0.2089,b3=0.2042,c=0.0806
μnT=[0.1516 0.3008 0.2365 0.2341 0.1179]
μmax=5,集对势为近似等于1。
对联系度和集对势综合分析可知,经过一段时间的调整,该系统处于较安全的状态,这与系统本身有关,城市燃气埋地管道,随着时间的推移,腐蚀、外力破坏等对的损坏不是呈线性递减的,在服役年限的临界值以后再继续服役,那么系统的危险性将不能按照理论的预测来推算。

Claims (2)

1.一种城市燃气管道系统危险性预测评价方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:建立系统危险性评价指标体系,根据燃气管理单位对燃气管网日常管理记录,整理影响燃气管道系统危险性的所有影响因素,在不改变数据的分类能力的前提下,将各属性值进行离散化处理,建立系统风险评价的指标体系;
步骤二:利用粗糙集理论进行指标权重赋值,首先是构建决策表,在第一步的基础上形成一张多维表格,行列分别描述对象和对象的条件属性,最后一列为决策属性,然后计算各个指标权重值,根据粗糙集理论和决策表可以计算出系统风险评价的指标体系中每个指标的权重值,以及每个指标对顶事件发生的综合权重;
步骤三:系统危险等级划分,根据系统的实际情况,结合集对分析理论,对系统危险等级进行划分;
步骤四:系统动态预测分析,基于SPA与马尔科夫链危险性评价预测模型,求得系统危险性级别的稳态联系度和集对势,对系统进行动态预测分析。
2.如权利要求1所述城市燃气管道系统危险性预测评价方法,其特征在于:所述步骤二中的指标权重赋值计算过程如下:
(1)建立条件属性和决策属性;
(2)建立决策表;
(3)计算指标的重要度和权重;
(4)指标权重结果汇总。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106504312A (zh) * 2016-11-04 2017-03-15 北京石油化工学院 城市燃气埋地管网系统风险的三维评价方法
CN106570643A (zh) * 2016-11-07 2017-04-19 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 基于集对分析的配电网降损方案优选方法
CN106777867A (zh) * 2016-11-14 2017-05-31 辽宁工程技术大学 一种矿井火灾风险因素权重确定方法
TWI612485B (zh) * 2016-11-10 2018-01-21 國立清華大學 產品服務系統分類與服務轉型方法
CN107883190A (zh) * 2017-10-24 2018-04-06 大亚湾核电运营管理有限责任公司 核电站管道检测方法和用于核电站管道故障检修方法
CN108764681A (zh) * 2018-05-18 2018-11-06 北京理工大学 一种燃气管线泄漏处相邻地下空间风险评估方法和系统
CN109325704A (zh) * 2018-10-11 2019-02-12 四川海纳仁东科技有限公司 基于粗糙集-grnn算法的危废处置过程风险评价方法
CN109858126A (zh) * 2019-01-23 2019-06-07 北京市燃气集团有限责任公司 基于沉降监测的城市燃气管网安全监测预警方法和系统
CN109872231A (zh) * 2019-02-18 2019-06-11 南京务本信息科技有限责任公司 一种基于动态集对分析的个人信用评估方法及系统
CN110232520A (zh) * 2019-06-12 2019-09-13 深圳市燃气集团股份有限公司 一种基于管道完整性的预警方法及系统
CN111104989A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 北京讯腾智慧科技股份有限公司 燃气管道腐蚀预测方法和装置
CN111260232A (zh) * 2020-01-20 2020-06-09 广州燃气集团有限公司 一种户内燃气安全评价方法、系统、装置和存储介质
CN112446588A (zh) * 2020-11-04 2021-03-05 厦门华润燃气有限公司 城市埋地钢质燃气管道风险评价系统
CN116485041A (zh) * 2023-06-14 2023-07-25 天津生联智慧科技发展有限公司 一种燃气数据的异常检测方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103226741A (zh) * 2013-05-10 2013-07-31 天津大学 城市供水管网爆管预测方法
CN103700030A (zh) * 2013-12-16 2014-04-02 国家电网公司 基于灰色粗糙集的电网建设项目后评价指标赋权方法
CN103778574A (zh) * 2014-02-26 2014-05-07 广西电网公司 孤岛微电网发展协调性评价方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103226741A (zh) * 2013-05-10 2013-07-31 天津大学 城市供水管网爆管预测方法
CN103700030A (zh) * 2013-12-16 2014-04-02 国家电网公司 基于灰色粗糙集的电网建设项目后评价指标赋权方法
CN103778574A (zh) * 2014-02-26 2014-05-07 广西电网公司 孤岛微电网发展协调性评价方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
亢永 等: "城市埋地燃气管道危险性SPA-Markov链评价预测模型", 《中国安全科学学报》 *
李远远: "《基于粗糙集的指标体系构建及综合评价方法研究》", 《中国博士学位论文全文数据库 经济与管理科学辑》 *
鲍新中 等: "基于粗糙集条件信息熵的权重确定方法", 《中国管理科学》 *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106504312A (zh) * 2016-11-04 2017-03-15 北京石油化工学院 城市燃气埋地管网系统风险的三维评价方法
CN106570643A (zh) * 2016-11-07 2017-04-19 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 基于集对分析的配电网降损方案优选方法
TWI612485B (zh) * 2016-11-10 2018-01-21 國立清華大學 產品服務系統分類與服務轉型方法
CN106777867A (zh) * 2016-11-14 2017-05-31 辽宁工程技术大学 一种矿井火灾风险因素权重确定方法
CN107883190A (zh) * 2017-10-24 2018-04-06 大亚湾核电运营管理有限责任公司 核电站管道检测方法和用于核电站管道故障检修方法
CN107883190B (zh) * 2017-10-24 2019-09-17 大亚湾核电运营管理有限责任公司 核电站管道检测方法和用于核电站管道故障检修方法
CN108764681B (zh) * 2018-05-18 2021-04-23 北京理工大学 一种燃气管线泄漏处相邻地下空间风险评估方法和系统
CN108764681A (zh) * 2018-05-18 2018-11-06 北京理工大学 一种燃气管线泄漏处相邻地下空间风险评估方法和系统
CN109325704A (zh) * 2018-10-11 2019-02-12 四川海纳仁东科技有限公司 基于粗糙集-grnn算法的危废处置过程风险评价方法
CN109325704B (zh) * 2018-10-11 2022-04-01 四川海纳仁东科技有限公司 基于粗糙集-grnn算法的危废处置过程风险评价方法
CN109858126A (zh) * 2019-01-23 2019-06-07 北京市燃气集团有限责任公司 基于沉降监测的城市燃气管网安全监测预警方法和系统
CN109858126B (zh) * 2019-01-23 2020-01-24 北京市燃气集团有限责任公司 基于沉降监测的城市燃气管网安全监测预警方法和系统
CN109872231A (zh) * 2019-02-18 2019-06-11 南京务本信息科技有限责任公司 一种基于动态集对分析的个人信用评估方法及系统
CN110232520A (zh) * 2019-06-12 2019-09-13 深圳市燃气集团股份有限公司 一种基于管道完整性的预警方法及系统
CN111104989A (zh) * 2019-12-31 2020-05-05 北京讯腾智慧科技股份有限公司 燃气管道腐蚀预测方法和装置
CN111260232A (zh) * 2020-01-20 2020-06-09 广州燃气集团有限公司 一种户内燃气安全评价方法、系统、装置和存储介质
CN112446588A (zh) * 2020-11-04 2021-03-05 厦门华润燃气有限公司 城市埋地钢质燃气管道风险评价系统
CN116485041A (zh) * 2023-06-14 2023-07-25 天津生联智慧科技发展有限公司 一种燃气数据的异常检测方法及装置
CN116485041B (zh) * 2023-06-14 2023-09-01 天津生联智慧科技发展有限公司 一种燃气数据的异常检测方法及装置

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