对指标集进行约简的输电杆塔塔材强度评估和计算方法技术

技术编号:12258618 阅读:115 留言:0更新日期:2015-10-28 21:02
本发明专利技术公开了一种对指标集进行约简的输电杆塔塔材强度评估和计算方法,应用粗糙集理论对指标集进行约简;采用主观权重和客观权重相结合的方法,确定评价指标权重;根据建立的评价等级集,运用模糊数学方法综合评价计算塔材实际强度,可解决演化过程中影响塔材强度因素效度不清晰这一典型不确定性问题。该方法可为铁塔结构安全评估提供重要的科学判据。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号:201410423096.2、申请日:2014.8.26、名称“一种基于粗糙模糊集的输电杆塔塔材强度评估和计算方法”的分案申请。
本专利技术涉及输电杆塔结构强度评价计算领域,特别适用于在复杂自然环境下长期运行的输电杆塔结构安全评价。
技术介绍
线路结构安全的本质是一个不确定性状态空间的演化过程,状态的演化(转移)过程具有随机性,其中表征杆塔塔材实际机械强度的特征信息具有不精确性,影响因素的作用效度也不清晰,运行状态的定义及外延具有模糊性,状态评判的专家知识具有不完备性,所以对线路塔材强度的评价与计算是一个复杂的不确定性问题。模糊综合评价以模糊数学为基础,其基本思想是利用模糊转换原理,通过隶属度理论把定性评价转化为定量评价,考虑各个相关因素,从最低级层次的各个因素进行综合评价,依次向上,直到最高的目标层,从而对受到多种因素制约的事物或对象做出一个相对客观、正确、符合实际的评价,进而解决具有模糊性的实际问题。它具有结果清晰、系统性强的特点,能较好地解决模糊、难以量化的问题,适合多种非确定性问题的解决。模糊综合评价应用于杆塔塔材强度评估上也存在一些缺点:首先,影响塔材强度的因素很多,而传统的模糊综合评价需要对全部评价指标进行计算,所以计算较复杂,而且可能因为各因素权重小而造成的严重失真现象或多峰值现象;其次,对于指标权重确定的确定,由于各专家的评判标准等有不同,最终结果也会有差异,所以主观性较强。本专利技术基于粗糙集理论对指标集进行约简,约简后结合层次分析法和模糊集方法进行综合评价,避免了传统的模糊综合评价存在的一些缺点。所提方法有效的解决了在复杂自然环境下长期运行的输电杆塔结构安全评价问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提出一种基于粗糙模糊集的输电杆塔塔材强度评估和计算方法,可直接为评估输电线路铁塔安全评价提供必要判据。一种长期运行输电杆塔塔材的实际强度评估方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:指标集约简;步骤2:因素集权重确定;步骤3:隶属函数确定;步骤4:实际强度评估。所述步骤1中的指标集约简,主要对由气象区条件、亚强度损伤、导线应力及机械振动三大类因素构成的指标集,三类影响因素集表示为U={U1,U2,U3本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种对指标集进行约简的输电杆塔塔材强度评估和计算方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:指标集约简;步骤2:因素集权重确定;步骤3:隶属函数确定;步骤4:实际强度评估;所述步骤1中的指标为110kV电压等级线路铁塔强度评价基本指标体系;(1)基本指标体系主要由气象区条件、亚强度损伤、导线应力及机械振动三大类因素构成;因素集为:U={U1,U2,U3},其中U1={u11,u12,u13,u14,u15},U2={u21,u22,u23,u24,u25,u26},U3={u31,u32,u33,u34};1)气象区条件U1:风速(最大风)u11,大气温度(最低温)u12,年平均气温u13,覆冰厚度(最厚覆冰)u14,年雷暴日天数u15;2)亚强度损伤U2:运行时间u21,弯曲修复次数u22,裂痕修复次数u23,雷电或故障电流损伤次数u24,重覆冰疲劳次数u25,平均运行应力/最大运行应力u26;3)导线应力及机械振动U3:导线分裂数u31,风向与线路角u32,地表面粗糙程度u33,钢材锈蚀量为u34;根据评价因素对塔材强度的影响程度不同分为五个等级,分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,等级Ⅰ表示对塔材实际强度影响很小,等级Ⅱ表示对塔材实际强度影响较小,等级Ⅲ表示对塔材实际强度影响中等,等级Ⅳ表示对塔材实际强度影响较大,等级Ⅴ表示对塔材实际强度影响很大;(2)粗糙集进行属性约简:以Ⅱ的指标值作为各最初评价指标的阀值,满足Ⅱ的指标值则为1,否则为0,则由表2和表3数据进行数据离散化,便可得出最初评价指标信息;根据粗糙集理论,进行属性重要度约简:U/R={{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}U/(R‑{u11})={{1,3,5,7,8},{2,4}}U/(R‑{u12})={{1,2,4,5,7},{3,6,8}}U/(R‑{u13})={{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}U/(R‑{u14})={{1,5,7},{2,4},{3,6,8}}U/(R‑{u15})={{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}U/(R‑{u13,u15})={{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}U/R≠U/(R‑{u11})U/R≠U/(R‑{u12})U/R≠U/(R‑{u14})U/R=U/(R‑{u13})=U/(R‑{u15})=U/(R‑{u13,u15})经过属性重要度约简,计算可知指标u13、u15是冗余的;同理,分别对亚强度损伤因素和导线应力及机械振动因素进行属性重要度约简,得到最终评价指标为:U={U1,U2,U3},其中U1={u11,u12,u14},U2={u21,u22,u23,u24,u25},U3={u31,u32,u33,u34}。...

【技术特征摘要】
1.一种对指标集进行约简的输电杆塔塔材强度评估和计算方法,其特征在于:包括如下
步骤:
步骤1:指标集约简;
步骤2:因素集权重确定;
步骤3:隶属函数确定;
步骤4:实际强度评...

【专利技术属性】
技术研发人员:傅靖陈国华朱富云徐剑峰葛乐龚灯才朱张蓓鞠易孙玉玮
申请(专利权)人:国家电网公司江苏省电力公司江苏省电力公司南通供电公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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