一种基于供需平衡确定城市污水管道维护次序的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于供需平衡确定城市污水管道维护优先次序的方法，得到城市污水管道实际健康度影响因子库与失效后果影响因子库；构建两套独立的污水管道评价体系，分别为健康度评价指标体系即评价体系

【技术实现步骤摘要】
一种基于供需平衡确定城市污水管道维护次序的方法


[0001]本专利技术涉及确定城市污水管道维护优先次序的方法，尤其涉及一种基于供需平衡理论识别失衡的城市污水管道的方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着城市化水平加快和人口激增，城市污水水量负荷逐渐增加；其次，我国城市排水管网“重建设、轻管理、轻维护”现象普遍存在，污水管道结构破坏、腐蚀、堵塞等问题日益突出，造成溢流、外来水渗入等诸多运营挑战。目前，大多数城市对管道的修复大多是在管道不断发生泄漏、破坏后的被动维护，不仅抢修费用高，而且容易引起环境污染。此外，由于预算削减和资源分配不足，市政当局需要开发成本效益高的方法来维护和修复城市污水管网基础设施。对现有研究的回顾表明，在确定管道维护优先次序时，均忽略了城市污水管道健康评价与失效后果在空间上的供需平衡关系，因此本专利技术考虑分析失衡管道，为城市污水管道维护次序的确定提供了一种新思路。
[0003]基于数字化的排水管网运营管理与维护的分布式巨系统(公开号：CN 102739420 A)采用技术和管理手段，耦合排水管网模拟模型及数据分析方法，实现排水管网数字化管理，为排水管网运营和管理提供支撑。但在实际操作中，数据量及技术层面要求高，且在确定维护管道时，未考虑其失效后产生的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对确定城市污水管道维护优先次序的问题，基于供需平衡理论，构建两套独立的城市污水管道评价指标体系，采用综合评价方法以确定城市污水管道的供给量与需求量，即城市污水管道健康状态得分与失效后果得分。通过每根污水管道供给与需求相应的指标层的得分情况，采用矩阵乘积方法确定供需平衡值，从而识别两类失衡管道。创新之处在于，本专利技术提出一种引入供需平衡理论确定城市污水管道维护优先次序的方法，可行性强且思路新颖，其结果能够提高市政当局在污水管道日常修复养护方面的效率。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于供需平衡确定城市污水管道维护次序的方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：识别与污水管道实际健康状态、失效后果相关的关键影响因子，形成城市污水管道实际健康度影响因子库与失效后果影响因子库；
[0008]步骤2：构建两套污水管道评价系统，分别为健康度评价指标体系(评价体系
①
)与失效后果评价指标体系(评价体系
②
)，两套评价指标体系应相互独立；
[0009]步骤3：确定城市污水管道的供给量，评价体系
①
旨在对城市污水管道的实际健康状态进行评估，供给量是污水管道的实际健康状态得分；
[0010]步骤4：确定城市污水管道的需求量，评价体系
②
旨在对城市污水管道失效后产生的后果及影响进行评估，需求量是污水管道失效后果的得分；
[0011]步骤5：根据每根污水管道两套评价体系的得分值，采用矩阵乘积法计算供需平衡
结果，识别两类失衡管道；
[0012]步骤6：与目标区域内街道划分结合，通过污水管道供给与需求之间的平衡关系，分区统计失衡管道占比，识别需要紧急关注的街道区域。
[0013]进一步地，本专利技术的步骤3中的构建评价体系
①
的具体方法为：
[0014]对城市污水管道实际健康状况进行评估，包括腐蚀、破裂、变形、错口、脱节、侵入、渗漏、积泥、结垢、杂物、洼水、封堵、树根、管径、管长、管龄、管材、坡度、埋深、负荷状态、流速、管道功能、承压负荷、土壤类型、地下水位，共计25个评价指标。
[0015]进一步地，本专利技术的步骤4中的构建评价体系
②
的具体方法为：
[0016]对城市污水管道失效后产生的社会经济及环境后果及影响进行评估，包括与建筑物的距离、与河流的距离、与公园与娱乐设施的距离、与劣化雨水管道的距离、道路类型、是否与铁路相交、地区重要性、与医院的距离、与学校的距离，共计9个评价指标。
[0017]进一步地，本专利技术的步骤5中的识别两类失衡管道的具体方法为：
[0018]污水管道健康度越高，评价体系
①
得分越高；污水管道失效后果越高，评价体系
②
得分越高。采用矩阵乘法，即两套评价指标体系得分相乘，可识别两类失衡管道。第一类失衡管道为健康度低且失效后果高，这类管道需要优先修复养护；第二类失衡管道为健康度高且失效后果低，在预算削减和资源分配不足的情况下，市政当局暂不考虑该类管道。
[0019]进一步地，本专利技术的步骤6中的严重街道失衡区域识别的具体方法为：
[0020]考虑目标区域的各街道内的污水管道失衡占比量，按照管长统计，如某街道区域内共有n根污水管道，总管长为li(其中i＝1,2
…
n)，失衡管长为l
失i
(其中i＝1,2
…
n),则该街道区域失衡管道占比
[0021]本专利技术的有益效果如下：
[0022](1)本专利技术基于供需平衡理论，从城市污水管道维护需求的供给和需求量方面出发，供需组合来识别两类失衡的污水管道，为城市污水管道维护优先次序提供一种新颖的发展方向。
[0023](2)除考虑分析失衡管道，本专利技术构建两套相互独立的城市污水管道评价体系，也综合评估了每根污水管道实际健康状态和失效后产生的影响。
附图说明：
[0024]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0025]图1为本专利技术实施例城市污水管道供需匹配方法的流程图；
[0026]图2为本专利技术实施例城市污水管道评价指标体系；
[0027]图3为本专利技术实施例评价指标权重值；
[0028]图4为本专利技术实施例城市污水管道部分定量指标隶属函数展示图；
[0029]图5为本专利技术实施例凉水河流域城市污水管道供给量空间分布；
[0030]图6为本专利技术实施例凉水河流域城市污水管道需求量空间分布；
[0031]图7为本专利技术实施例凉水河流域城市污水管道供需平衡值空间分布；
[0032]图8为本专利技术实施例凉水河流域城市污水第一类失衡管道分区统计图；
[0033]图9为本专利技术实施例凉水河流域城市污水第二类失衡管道分区统计图。
具体实施方式
[0034]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0035]尽管以往研究包括城市污水管道健康评价研究(检测技术与多指标评价等)、城市污水管道风险评价研究(失效概率与失效后果评估)、城市污水管网运行风险研究(关键点监测与水力模型模拟等)。但综合来看，在确定管道维护优先次序时，均忽略了污水管道健康评价与失效后果在空间上的供需平衡关系，考虑分析失衡管道。本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于供需平衡确定城市污水管道维护次序的方法，其特征在于：所述的“供给量”是城市污水管道实际健康状态得分；所述的“需求量”是污水管道失效后果的得分；所述的“供需平衡”是通过污水管道健康状态与污水管道失效后果的匹配实现“供给量”与“需求量”的平衡分析；所述的匹配，通过矩阵乘积法实现，采用同一污水管道实际健康得分乘以失效后果得分计算得到该污水管道的“供需平衡”结果，识别两类失衡管道，从而确定污水管道维护次序；总计n根污水管道，第i根污水管道实际健康状态得分为a
i
，i＝1,2
…
n,失效后果得分为b
i
，i＝1,2
…
n,则a
i
*b
i
为第i根污水管道供需平衡结果：包括以下步骤：步骤1：识别与污水管道实际健康状态、失效后果相关的关键影响因子，形成城市污水管道实际健康度影响因子库与失效后果影响因子库；步骤2：构建两套污水管道评价系统，分别为健康度评价指标体系即评价体系
①
，与失效后果评价指标体系即评价体系
②
，两套评价指标体系应相互独立；步骤3：确定城市污水管道的供给量，评价体系
①
旨在对城市污水管道的实际健康状态进行评估，供给量是污水管道的实际健康状态得分；步骤4：确定城市污水管道的需求量，评价体系
②
旨在对城市污水管道失效后产生的后果及影响进行评估，需求量是污水管道失效后果的得分；步骤5：根据每根污水管道两套评价体系的得分值，采用矩阵乘积法计算供需平衡结果，识别两类失衡管道；步骤6：与目标区域内街道划分结合，通过污水管道供给与需求之间的平衡关系，分区统计失衡管道占比，如某街道区域内共有n根污水管道，总管长为li，其中i＝1,2
…
n，失衡管长为l
失i
，其中i＝1,2
…
n,则该街道区域失衡管道占比识别需要紧急关注的街道区域。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，庞亚莉，周晋军，唐颖，杜伟，
申请(专利权)人：北京城市学院，
类型：发明
国别省市：