一种供水管道健康评价方法
【专利摘要】本发明涉及供水管道领域，更具体地，涉及一种供水管道健康评价方法。其具体步骤为：采集供水管网基本指标的基础属性数据，根据属性数据确定各基本指标对应的影响因子；将爆管和泄露统计归类于管道故障，计算各影响因子的单位故障系数；根据单位故障频率计算各影响因子的权重；以各基本指标中单位故障系数最小的影响因子为参考因素，计算各基本指标中各影响因子之间的关联系数；根据各影响因子的权重和关联系数计算评价供水管道的健康度；根据评价供水管道的健康度进行健康分级，根据健康分级对待评价管道的健康状态进行评价。本发明的评价结果直观，通用性好，易于生产应用。
【专利说明】ー种供水管道健康评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及供水管道领域，更具体地，涉及ー种供水管道健康评价方法。
【背景技术】
[0002]目前我国城市供水管网普遍存在管网老化、维护严重滞后问题，管理水平、事故预防能力和事故快速反应能力等亟待提高，建立合理有效的供水管道健康评价系统，对管网进行健康评价，确定合理的城市供水管道维护优先顺序与维护方案，既可保障供水管网的安全，也可节省相关部门大量的人力、物カ和财力。现有供水管网健康评价研究的技术成果，依然存在如下不足:
[0003]I)评价指标难以统一，没有普适性:由于不同供水管网的规模、位置、状态及已有的运行信息存在不同，现有技术对管道的评价指标选择存在着较大差异，评价指标没有统ー的标准，所建立的评价系统仅能适应于特定的供水管网，普适性差。
[0004]2)现有技术中常用的老化失效概率模型的方法需要长期、多年积累的、系统历史运营数据支持，实施起来较为困难。
[0005]3)现有技术以分析其发生爆管事件的概率为主，忽视管网的泄漏影响，而泄漏是爆管事件的很重要的诱因，忽视泄漏影响导致评价结果可靠性较差。
[0006]4)现有的指标评价法在权重的确定上采用了传统的层次分析法，采用专家调查的结果进行判断矩阵的构建，容易受调查对象的主观因素、职业背景、技术水平等因素的影响。
[0007]5)现有技术对管道的评价结果缺乏合理的量化判断标准。
【发明内容】
[0008]本发明为克服上述现有技术所述不足，提供ー种评价结果直观，具有通用性的供水管道健康评价方法。
[0009]为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:
[0010]ー种供水管道健康评价方法，包括如下步骤:
[0011]采集供水管网基本指标的基础属性数据，根据属性数据确定各基本指标对应的影响因子；
[0012]将爆管和泄露统计归类于管道故障，计算各影响因子的単位故障系数；
[0013]根据单位故障频率计算各影响因子的权重；
[0014]以各基本指标中单位故障系数最小的影响因子为參考因素，计算各基本指标中各影响因子之间的关联系数；
[0015]根据各影响因子的权重和关联系数计算评价供水管道的健康度；
[0016]根据获得管道健康度的统计分布规律进行正态健康分级，据正态健康分级对管道进行健康分级评价。
[0017]上述方案中，供水管网的基本指标包括管径、管材、管龄、埋深和接ロ方式。其中供水管网的基本指标不限于所述的几种，其可根据源数据属性扩充基本指标类型。
[0018]上述方案中，所述管径的属性数据包括管道公称直径，管径对应的影响因子为根据不同的管道直径范围所划分的数据段；
[0019]所述管材的属性数据包括钢管、灰ロ铸铁管、球墨铸铁管、砼管、塑料管，管材对应的影响因子包括钢管、灰ロ铸铁管、球墨铸铁管、砼管、塑料管；其中，管材的属性数据不限于所述的几种，其可根据实际源数据属性扩充、细化管材的种类；
[0020]所述管龄的属性数据包括管道敷设时间或投入使用时间，其对应的影响因子为根据管道敷设时间不同所划分的数据段；
[0021]所述埋深的属性数据包括管道的覆土厚度或埋设深度，其对应的影响因子为根据管道的覆土厚度或埋设深度不同所划分的数据段；
[0022]所述接ロ方式的属性数据包括焊接、胶圈、石棉水泥，其对应的影响因子包括焊接、胶圈、石棉水泥。其中，接ロ方式的属性数据不限于所述的几种，其可根据实际源数据属性扩充接ロ方式的种类。
[0023]上述方案中，将爆管和泄露统计归类于管道故障进行计算，各影响因子的単位故障系数的计算公式为:
【权利要求】
1.ー种供水管道健康评价方法，其特征在于，包括如下步骤: 采集供水管网基本指标的基础属性数据，根据属性数据确定各基本指标对应的影响因子; 将爆管和泄露统计归类于管道故障，计算各影响因子的単位故障系数； 根据单位故障频率计算各影响因子的权重； 以各基本指标中单位故障系数最小的影响因子为參考因素，计算各基本指标中各影响因子之间的关联系数； 根据各影响因子的权重和关联系数计算评价供水管道的健康度； 根据获得管道健康度的统计分布规律进行正态健康分级，据正态健康分级对管道进行健康分级评价。
2.根据权利要求1所述的供水管道健康评价方法，其特征在于，供水管网的基本指标包括管径、管材、管龄、埋 深和接ロ方式。
3.根据权利要求2所述的供水管道健康评价方法，其特征在干，所述管径的属性数据包括管道公称直径，管径对应的影响因子为根据不同的管道直径范围所划分的数据段； 所述管材的属性数据包括钢管、灰ロ铸铁管、球墨铸铁管、砼管、塑料管，管材对应的影响因子包括钢管、灰ロ铸铁管、球墨铸铁管、砼管、塑料管； 所述管龄的属性数据包括管道敷设时间或投入使用时间，其对应的影响因子为根据管道敷设时间的不同所划分的数据段； 所述埋深的属性数据包括管道的覆土厚度或埋设深度；其对应的影响因子为根据管道的覆土厚度或埋设深度的不同所划分的数据段； 所述接ロ方式的属性数据包括焊接、胶圈、石棉水泥，其对应的影响因子包括焊接、胶圈、石棉水泥。
4.根据权利要求1所述的供水管道健康评价方法，其特征在于，将爆管和泄露统计归类于管道故障进行计算，各影响因子的単位故障系数的计算公式为:
5.根据权利要求4所述的供水管道健康评价方法，其特征在干，根据单位故障频率计算各影响因子的权重的具体步骤为: 对单位故障系数Cu进行标准化处理后得到对应的评价指标值r (i, j)； 计算各基本指标的样本标准差
6.根据权利要求5所述的供水管道健康评价方法，其特征在干，単位故障系数Cu标准化处理ー步进行，标准化处理得到评价指标值r (i, j)，具体计算公式为:
7.根据权利要求5所述的供水管道健康评价方法，其特征在于，単位故障系数Cij标准化处理分两步进行，第一步标准化处理得到评价指标值r' (i，j)，具体计算公式为
8.根据权利要求5所述的供水管道健康评价方法，其特征在干，通过灰色关联分析法计算关联系数，具体步骤为: 确定參考序列:在每ー个基本指标中，単位故障系数最低的影响因子作为參考因素，该參考序列的參数以每ー个基本指标内单位故障系数最小值组成； 计算关联系数:设參考序列为Atli,以各基本指标中非最小值的单位故障系数作为比较序列Au，通过灰色关联分析法计算各基本指标中各影响因子之间的关联系数rij。
9.根据权利要求8所述的供水管道健康评价方法，其特征在于，根据各影响因子的权重和关联系数计算评价供水管道的健康度的具体步骤为: 若某一个管道属于第i个基本指标中的第j个影响因子，其第i个基本指标的健康系数为 Hij=^rij ； 式中:?为评价管道的健康系数！Wi为第i个基本指标所对应的权重为在第i基本指标中第j个影响因子与最优管道的关联系数； 通过各个基本指标中对应影响因子的健康系数，可得评价供水管道的健康度如下:
10.根据权利要求9所述的供水管道健康评价方法，其特征在于，根据获得管道健康度的统计分布规律进行正态健康分级，据正态健康分级对管道进行健康分级评价的具体步骤为: 根据健康度的分布对供水管网的健康状态进行健康分级，ー个健康等级对应ー个健康度范围，ー个健康等级制定对应的应对措施； 采集待评价管道的基础属性数据，求取待评价管道的健康度； 根据待评价管道的健康度查找对应的健康等级，得到对应的评价结果并采取对应的应对措施。
【文档编号】G06Q50/06GK103578045SQ201310557710
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】王志红, 许刚, 聂锦旭, 王珅, 余鹏钧, 关文贤 申请人:广东工业大学