基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法，包括：建立燃气聚乙烯管道地震易损性评估指标体系；采用主客观综合赋权法对评估指标进行赋权；根据对评估指标的赋权结果，建立评估指标的综合云模型，利用基于加权相似度的云重心评估法对燃气聚乙烯管道地震易损性进行评估。本发明专利技术提出了一种针对燃气聚乙烯管道地震易损性评估的方法，考虑管道震害影响因素，建立了燃气聚乙烯管道地震条件下易损性指标体系；同时基于云理论，将云模型作为评估工具，降低了评估工作的主观性。

【技术实现步骤摘要】
基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法
本专利技术涉及一种基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法。
技术介绍
聚乙烯（PE）管道以其耐腐蚀性、力学性能、焊接性能良好，使用寿命长，环保、成本低等优点，现已成为城镇燃气管网领域新管道铺设及旧管道维修和更新的主要选择，不少地区已经把“以塑代钢”的口号全面落实。我国地震频发，地震灾害对城市燃气聚乙烯管网造成严重威胁，目前对减灾防灾研究仍需加强，单靠震后被动治理的方式不能有效地降低地震带来的损害，其应急处理水平和震后抢险能力都需要提高。随着城市燃气聚乙烯管网的密度以及规模不断扩大，面对地震这种随机性、毁坏力强的自然灾害，城市燃气聚乙烯管道作为近年来迅速建设发展的生命线表现出了它的脆弱。而且燃气聚乙烯管道通常用作城市中低压燃气的输送，穿越地区人口较密集，一旦发生破裂失效，造成燃气泄漏，极易造成火灾、爆炸等严重后果，将给周围环境和人民生命财产安全带来极大危害。因此无论从经济意义，还是社会意义上来看，地震作用下，城市燃气聚乙烯管网的迅速反应机制都显得尤为重要，其为能源的可持续供应及管网的韧性建设做好铺垫，为建设可恢复性城市打好基础。因此，提出一套针对城市燃气聚乙烯管道地震易损性评估的方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法，包括：建立燃气聚乙烯管道地震易损性评估指标体系；采用主客观综合赋权法对评估指标进行赋权；根据对评估指标的赋权结果，建立评估指标的综合云模型，利用基于加权相似度的云重心评估法对燃气聚乙烯管道地震易损性进行评估。优选的，所述燃气聚乙烯管道地震易损性评估指标体系包括管道基础指标和管道服役指标；所述管道基础指标包括管径、壁厚、管材等级、管道结构、管龄、内压、节点密度、连接方式、埋深和抗震设防措施；所述管道服役指标包括相对震中距、地震波入射角、地震地质灾害条件、场地土类型、场地土类型交界、穿越情况、沿线建筑密度和占压问题。优选的，在对评估指标进行赋权之前对评估指标进行无量纲化处理。优选的，所述主客观综合赋权法中，主观赋权法为序关系分析法，客观赋权法为熵权法。优选的，所述序关系分析法中，利用斯皮尔曼相关系数对专家们给出的序关系进行一致性检验，若未通过一致性检验，则淘汰该专家排序，若通过一致性检验，则利用平均值法、Boarda法和Compeland法对专家排序进行二次排序；L位专家重要度赋值为：式中，为第位专家对指标的重要度赋值；优选的，所述序关系分析法中，权重的计算公式为：；式中，为目标函数，为专家或决策者在余下的m-(k-1)个指标中选出认为对于某评估准则最重要的一个指标记为的对应的权重值。优选的，所述序关系分析法中，赋值参考表为：。优选的，建立评估指标的综合云模型，包括：建立地震易损性评语云模型；建立评估指标云模型。优选的，利用基于加权相似度的云重心评估法对燃气聚乙烯管道地震易损性进行评估，包括：计算云重心，所述云重心的值为云重心的位置乘以云重心的高度；计算余弦相似度，所述余弦相似度为管道实际状态下的云重心向量与管道在各评估等级状态下的云重心向量的相似度；计算欧氏距离，所述欧氏距离为管道现实状态下云重心向量与每个评估等级云重心向量的距离；根据余弦相似度和欧氏距离计算加权相似度；比较管段在各评估等级的加权相似度，加权相似度最大值所对应的评估等级，为管段的相对易损性等级，进而对各管段的相对易损性进行排序。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术提出了一种针对燃气聚乙烯管道地震易损性评估的方法，考虑管道震害影响因素，建立了燃气聚乙烯管道地震条件下易损性指标体系；同时基于云理论，将云模型作为评估工具，降低了评估工作的主观性；（2）本专利技术提出了指标综合权重计算方法，改进了序关系分析法（G1赋权法）并将其与改进的熵值法相结合对指标体系进行赋权。附图说明图1为本专利技术的一种流程示意图；图2为各管段评估指标信息表；图3为地震易损性评估指标分级表；图4为序关系法确定的管道基础条件构成指标权重；图5为序关系法确定的管道服役环境构成指标权重；图6为熵值法确定的10段管段的指标信息；图7为熵值法确定的管道基础条件构成指标权重；图8为熵值法确定的管道服役环境构成指标权重；图9为综合确定的管道基础条件构成指标权重；图10为综合确定的管道服役环境构成指标权重；图11为管段各指标的评估情况；图12为管道基础条件构成指标云模型；图13为微观层管道基础条件云模型数字特征；图14为管段基础条件构成指标云化模型；图15为微观层管段服役环境云模型数字特征；图16为管段云重心；图17为各评估等级下管段理想云重心；图18为加权相似度的部分计算结果；图19为加权相似度的部分计算结果；图20为加权相似度的部分计算结果；图21为加权相似度的部分计算结果。具体实施方式下面将结合实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参阅图1-图21，本专利技术提供一种基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法：如图1所示，基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法，包括：S1.建立燃气聚乙烯管道地震易损性评估指标体系。本实施例将评估指标分为管道基础条件以及管道服役环境两大类，每一大类可分为若干小类，具体如表1所示。表1燃气聚乙烯管道地震易损性评估体系S2.采用主客观综合赋权法对评估指标进行赋权。由于各个指标都有其自身的量纲以及计量数值的数量级，为了解决因指标的不同造成各指标量纲和数量级的差异，使得各指标存在不可公度的性质，在对评估指标进行赋权之前对评估指标进行无量纲化处理。对评估指标进行无量纲化处理的方法有：标准化处理法、极值处理法、线性比例法、归一化处理法、向量规范法和功效系数法。理想的线性无量纲化方法应该同时满足六个性质：单调性、差异比不变形、平移无关性、缩放无关性、区间稳定性和总量恒定性。已经得以证明，理想的满足这六个性质的无量纲化方法是不存在的，对于前文提到的五个无量纲化方法进行分析得到如表2所示的结果。表2常用线性无量纲化方法及性质对应表从表2可知，标准化处理法、极值处理法、功效系数法以及归一化处理法相较其它方法显出了优势。本实施例采用主客观综合赋权本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法，其特征在于，包括：/n建立燃气聚乙烯管道地震易损性评估指标体系；/n采用主客观综合赋权法对评估指标进行赋权；/n根据对评估指标的赋权结果，建立评估指标的综合云模型，利用基于加权相似度的云重心评估法对燃气聚乙烯管道地震易损性进行评估。/n

【技术特征摘要】
1.基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法，其特征在于，包括：
建立燃气聚乙烯管道地震易损性评估指标体系；
采用主客观综合赋权法对评估指标进行赋权；
根据对评估指标的赋权结果，建立评估指标的综合云模型，利用基于加权相似度的云重心评估法对燃气聚乙烯管道地震易损性进行评估。


2.根据权利要求1所述的基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法，其特征在于，所述燃气聚乙烯管道地震易损性评估指标体系包括管道基础指标和管道服役指标；
所述管道基础指标包括管径、壁厚、管材等级、管道结构、管龄、内压、节点密度、连接方式、埋深和抗震设防措施；
所述管道服役指标包括相对震中距、地震波入射角、地震地质灾害条件、场地土类型、场地土类型交界、穿越情况、沿线建筑密度和占压问题。


3.根据权利要求1所述的基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法，其特征在于，在对评估指标进行赋权之前对评估指标进行无量纲化处理。


4.根据权利要求1所述的基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法，其特征在于，所述主客观综合赋权法中，主观赋权法为序关系分析法，客观赋权法为熵权法。


5.根据权利要求4所述的基于云理论的聚乙烯管道地震易损性评估方法，其特征在于，所述序关系分析法中，利用斯皮尔曼相关系数对专家们给出的序关系进行一致性检验，若未通过一致性检验，则淘汰该专家排序，若通过一致性检验，则利用平均值法、Boarda法和Compeland法对专家排序进行二次排序；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍颖，王雯悦，邹荣，陈朗，田中旭，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51