基于COX-PH生存模型的供水管网运行能力评估方法技术

本发明专利技术提供基于COX

【技术实现步骤摘要】
基于COX
‑
PH生存模型的供水管网运行能力评估方法


[0001]本专利技术涉及城市地下管线运行保障
，具体涉及基于COX
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PH生存模型的供水管网运行能力评估方法。

技术介绍

[0002]地下管线的安全运行是城市繁荣的根基。各类地下管线纵横分布，共存于地下空间。当某一管线发生故障或是故事，极易以各种破坏形式作用于其他管线，使各种危险因素互相作用、叠加乃至互相助长，从而引发重大灾害事故，给城市运行带来不利影响，甚至较大的灾害。
[0003]保障地下管线高效、安全运行，需要深入研究地下管线的事故成因和运行状态，以便在管线寿命期的前、中、后三个阶段，实现科学设计、合理使用和有效维护。地下管线事故的发生，既有管线系统自身的原因，也有自然环境变化的原因，还有人为的外力破坏原因。由于管线事故发生的影响因素较多，因此目前在微观层面通过机理进行事故原因分析的研究比较多。然而，各种因素的耦合作用，很难通过叠加来进行进一步研究，也就是说，通过因素分析和机理研究，探查多因素综合作用下的管线老化和损伤状态，从而对管线的整体运行状态进行科学评估，这一研究路径存在一定的局限性。

技术实现思路

[0004]本专利技术突破“原因
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过程
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结果”的研究路径，直接从结果数据切入，针对出现事故和未出现事故的管线，采集相关因素的数据，利用大数据分析方法，研究各种风险因素对管线事故发生概率的影响；并选定案例区域，基于数据对地下管线进行运行能力评估。/>[0005]本专利技术提供基于COX
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PH生存模型的供水管网运行能力评估方法，包括步骤：S10、采集城市供水管线历史事故数据，所述事故数据包括事故类型数据、时间数据和事故点地域特征数据；S20、对所述事故数据进行处理，确立12个分类变量，所述12个分类变量包括建筑物相关变量七个，时间变量三个，事故类型变量一个，道路变量一个；S30、对所述12个分类变量的相关性，进行卡方独立性检验；S40、基于所述12个分类变量，所述生存模型筛选出7个单因素，以及42个交叉因素；S50、建立COX
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PH生存模型，以此预测供水管网的事故风险。
[0006]本专利技术另一方案中，所述建筑物相关变量分别为事故点周边的建筑物数量、事故点周边的建筑物总面积、事故点周边的建筑物面积均值、事故点周边的建筑物压力均值、事故点周边的高层大建筑、事故点周边的超高大建筑和事故点周边的建筑位移测算。
[0007]本专利技术另一方案中，事故点周边的数据采集范围为240m。
[0008]本专利技术另一方案中，所述时间变量分别为事故点所在位置的建设年代、事故涉及管线的超期与否和事故发生季节。
[0009]本专利技术另一方案中，所述7个因素分别为建筑物数量、建筑物压力引致位移、区域建设年代、管线超期、道路宽度、事故类型和事故季节。
[0010]本专利技术另一方案中，所述事故类型分为跑冒滴漏类事故和喷涌类事故。
[0011]本专利技术另一方案中，所述历史事故数据包括859次事故。
[0012]本专利技术另一方案中，所述COX
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PH生存模型的事故风险H(t)为：
[0013]h(t,x)＝h0(t)
·
exp(b1x1+b2x2+...+b
p
x
p
)
[0014]其中H0(t)为参考事故风险，b
p
为危害因素x
p
的系数。
[0015]本专利技术另一方案中，所述参考事故风险H0(t)所指情况为：事故点周边的建筑物数量少于105个、面积均值小于512平米；管线未超期、道路宽度6米以下；建筑物压力导致位移测算为100mm以内，事故类型为跑冒滴漏类问题，事故月份为1
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4月。
[0016]本专利技术从数据角度入手，通过采集大量事故数据，代入生存分析模型，探索数据视角下管线事故的整体事故概率测算，并对城市区域的管线事故概率分区原则、计算参数等进行探讨，从而建立供水管线运行能力评估模型。针对案例区域，进行供水管线的运行能力评估，计算供水管线的事故概率水平，探索降低事故概率、控制区域供水管线风险水平的具体措施，提高供水管线的管理效率。
附图说明
[0017]图1为本专利技术供水管网运行能力评估方法流程图；
[0018]图2为本专利技术Coxph模型分析结果及风险安全区分级可视化表达。
具体实施方式
[0019]本专利技术某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本专利技术的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本专利技术满足适用的法律要求。
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。
[0021]基于数据对供水管线运行能力评估，对于已有管线维护与新增管线设计，均有一定的实践意义。我国大部分城市的供水管线，相当一部分已经进入翻新维修的阶段，在较为宏观的层面上，确定不同特征区域的管线事故概率，进行管线运行能力评估，对管线管理的实践工作具有一定的指导作用。此外，随着城市的快速扩张，供水管线系统的范围日益增大，城市不同区域显现出各自较为明确的特征，例如管线材质、管龄、地面压力等，在这些区域进行管线运行能力评估，利于在管线新建和使用过程中降低管线事故概率。
[0022]本专利技术提供基于COX
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PH生存模型的供水管网运行能力评估方法，如图1所示，包括步骤：
[0023]S10、采集城市供水管线历史事故数据，所述事故数据包括事故类型数据、时间数据和事故点地域特征数据；
[0024]S20、对所述事故数据进行处理，确立12个分类变量，所述12个分类变量包括建筑物相关变量七个，时间变量三个，事故类型变量一个，道路变量一个；
[0025]S30、对所述12个分类变量的相关性，进行卡方独立性检验；
[0026]S40、基于所述12个分类变量，所述生存模型筛选出7个单因素，以及42个交叉因素；
[0027]S50、建立COX
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PH生存模型，以此预测供水管网的事故风险。
[0028]本专利技术的一个具体实施例，以北京市供水管网的风险评估模型的构建为例。
[0029]S10、事故数据采集
[0030]本专利技术以北京网格化城市管理系统所记录的供水管线事故数据，2013年1月1日到2016年9月30日之间，五个城区在四环内的供水管线事故数据，共859次事故。
[0031]其中，按照城区分，北京市朝阳区133；北京市东城区264；北京市丰台区227；北京市海淀区133；北京市西城区102。
[0032]按照事故类型分为，跑、冒、滴、漏类事故534次，喷涌类事故325次。
[0033]事故本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于COX
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PH生存模型的供水管网运行能力评估方法，包括步骤：S10、采集城市供水管线历史事故数据，所述事故数据包括事故类型数据、时间数据和事故点地域特征数据；S20、对所述事故数据进行处理，确立12个分类变量，所述12个分类变量包括建筑物相关变量七个，时间变量三个，事故类型变量一个，道路变量一个；S30、对所述12个分类变量的相关性，进行卡方独立性检验；S40、基于所述12个分类变量，所述生存模型筛选出7个单因素，以及42个交叉因素；S50、建立COX
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PH生存模型，以此预测供水管网的事故风险。2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述建筑物相关变量分别为事故点周边的建筑物数量、事故点周边的建筑物总面积、事故点周边的建筑物面积均值、事故点周边的建筑物压力均值、事故点周边的高层大建筑、事故点周边的超高大建筑和事故点周边的建筑位移测算。3.根据权利要求2所述的评估方法，其特征在于，事故点周边的数据采集范围为240m。4.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述时间变量分别为事故点所在位置的建设年代、事故涉及管线的超期与否和事故发生季节。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑建春，杨艳英，尚秋谨，芮静，朱伟，刘双庆，
申请(专利权)人：北京城市系统工程研究中心，
类型：发明
国别省市：