灰色評估法在城市燃氣管道腐蝕態(tài)勢中的應用

摘 要:本文將灰色系統(tǒng)理論運用到城市燃氣管道腐蝕態(tài)勢的評估中，采用灰色評估法對城市燃氣管道進行風險評估分級，為管道檢修提供依據(jù)。

關鍵詞:灰色評估法 城市燃氣管道 評估等級

中圖分類號:TE832文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0103-02

1 引言

城市燃氣清潔，高效，但易燃易爆。燃氣管道的安全運行關系到人們的生產(chǎn)、生活、生命財產(chǎn)安全。埋于地下的管道事故的誘發(fā)因素很多，復雜難以獲得，且具有相關性。而它們之間的關系又隨著時間、地點等條件變化而變化。因此，選擇合適的方法對城市燃氣管道腐蝕態(tài)勢進行研究顯得尤為重要。

燃氣管道評估方法三種，分別是定性評估法、定量評估法和綜合評估法。定性評估法是請有相關經(jīng)驗的專家對現(xiàn)場進行評判，此法簡單易行，但具有主觀性。定量評估法是根據(jù)所測數(shù)據(jù)進行分析評判，此法所需的信息數(shù)據(jù)巨大且涉及大量的先進技術研究，所以不可能在短期內完成。綜合評估法中的灰色系統(tǒng)理論是用來解決信息不完全的灰色系統(tǒng)的一套理論方法。評估過程中所需要的信息量不大，計算方法簡單，所得到的評判結果誤差小。因此，本文將采用灰色評估法對城市埋地燃氣管道腐蝕態(tài)勢進行評估。

2 灰評估模型的建立

灰色系統(tǒng)理論[1～2]是華中理工大學鄧聚龍教授于1983年提出的。所謂灰色就是信息不完全，不確定。根據(jù)對城市埋地燃氣管道的設計、施工、運行和操作等因素分析，可知影響管道運行的因素具有明顯的灰性。而灰色系統(tǒng)理論就是充分利用獲得的最少信息，提取有用信息，實現(xiàn)對城市埋地燃氣管道腐蝕規(guī)律的正確描述和有效控制。

2.1 灰色關聯(lián)分析

在系統(tǒng)分析中，通常需要建立適當?shù)臄?shù)學模型去研究系統(tǒng)的結構和功能，表達出系統(tǒng)的工作特性。首先需要分析各種因素，弄清他們的關系?；疑P聯(lián)分析的基礎思想就是根據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷因素之間的聯(lián)系是否緊密。曲線幾何形狀越相似，則發(fā)展變化態(tài)勢越相似，相應序列之間的灰色關聯(lián)度就越大，反之就越小。

2.2 灰色關聯(lián)度的數(shù)學表達

2.2.1 原始數(shù)列初始化

用于灰色關聯(lián)度計算的數(shù)據(jù)只需要有相同的量綱，不需要有公共交點，解決這個問題的基本方法是數(shù)據(jù)初始化。常用的方法有:

設有數(shù)列:

Ⅰ.初始化 (1)

聯(lián)系數(shù)之間的差異顯著性，一般取=0.5。

2.2.5 求關聯(lián)度

(10)

2.3 灰關聯(lián)綜合評估模型

2.3.1 確定最優(yōu)對象

假設所需評判的元素分別為，最優(yōu)對象中的各元素是評估對象對應指標中的最佳值。由于有些指標越大越好，有些指標越小越好，因此在確定參考序列時應區(qū)別對待。

對于正指標，選用

對于逆指標，選用

2.3.2 規(guī)范化處理原理數(shù)據(jù)

由于指標的物理意義不同，以致于指標具有不同的量綱，而且這些數(shù)值的數(shù)量級有差別，因此需規(guī)范化處理數(shù)據(jù)。處理方法為:

比較中的值的大小，值越小，表明相應對象的綜合性能越差。

3 天然氣埋地管道腐蝕態(tài)勢灰評估

3.1 數(shù)據(jù)來源及參數(shù)選擇

根據(jù)重慶某公司提供的近2年對市區(qū)約760km埋地燃氣管道的事故搶險資料顯示，埋地燃氣管道事故原因腐蝕因素占64%，第三方破壞因素占28%，其他因素占8%。從數(shù)據(jù)上可以看出腐蝕因素所占比例最大，因此從腐蝕因素中選取了較所以，[0.3，0.4]以下各檔無意義。

基于上述理由，靶心度可作如下分級:[0.9，1]，第一級;[0.8，0.9]，第二級;[0.7，0.8]，第三級;[0.6，0.7]，第四級;[0.5，0.6]，第五級;[0.4，0.5]，第六級;[0.3，0.4]，第七級。

按照灰靶原理，評估對象的等級是由靶心接近度的大小決定的。越大，級數(shù)越小，則表示管道受到損壞的風險越小，為優(yōu)級。反之亦然，即級數(shù)越大的管段遭受腐蝕破壞的概率越大。

灰評估結果為:管段1001等級在第五級與第二級之間，為差級;管段1002等級在第五級與第一級之間，為良級;管段1003等級在第六級與第一級之間，為良級;管段1007等級在第五級與第二級之間，為差級;管段1008等級在第六級與第三級之間，為差級。

從評估等級可知級數(shù)越小，管段評估等級越好。對于評估等級差的管段需要提出檢修意見，及時采取措施維護，杜絕事故發(fā)生。

4 結語

通過運用灰色評估法對城市埋地燃氣管道腐蝕因素的評估可知，該地區(qū)的地下燃氣管道腐蝕情況嚴重，對人民的生產(chǎn)生活用氣及財產(chǎn)安全具有安全隱患。因此，相關部門應及時提出整改意見并對其采取措施維護，以確保城市埋地燃氣管道的安全運行。

通過本次評估可知灰色評估法能夠很好的解決管道腐蝕這種多因素，少數(shù)據(jù)的綜合問題。在建立模型時也不需要典型的分布規(guī)律，且計算少。我們知道通過數(shù)學建模計算得到的結果都是客觀的，能夠較好的保持系統(tǒng)特性，反應真實情況。基于灰色評估法的諸多優(yōu)點，將灰色系統(tǒng)理論運用到更多的研究評估中不失為一種理想的方法。

參考文獻

[1] 鄧聚龍.灰色系統(tǒng)基本方法[M].武漢:華中理工大學出版社，1987.

[2] 鄧聚龍.灰數(shù)學引論——灰色朦朧集[M].武漢:華中理工大學出版社，1992.

[3] 劉思峰，郭天榜.灰色系統(tǒng)理論及其應用[M].北京:科學出版社，1999.