基于熵权-复杂网络的天然气管道模糊综合评价方法技术

本发明专利技术涉及管道风险评估技术领域，尤其涉及基于熵权

【技术实现步骤摘要】
基于熵权
‑
复杂网络的天然气管道模糊综合评价方法


[0001]本专利技术涉及管道风险评估
，尤其涉及基于熵权
‑
复杂网络的天然气管道模糊综合评价方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的快速发展，能源的消耗逐渐增加，人们对然气的依赖程度越来越高，使得城市燃气管道的使用日趋普及。必须加强天然气管道安全运行的管理，采用科学有效的风险评价方法。
[0003]目前，管道风险评价方法主要分为定性风险评价、半定量风险评价和定量风险评价三类。模糊综合评价法是半定量风险评价中一种较为常用的评价方法，主要流程为：
[0004]1、构建模糊综合评价指标(评估因素集和评估备选集)；
[0005]2、构建权重向量；
[0006]3、构建隶属矩阵；
[0007]4、隶属矩阵和权重的合成；
[0008]而在第二步构建权重向量中，目前主流的权重系数确认方法为熵权法和层次分析法以及二者结合；但层次分析法无法分析隶属于不同层级因素的次一级因素之间的联系，因此在实际的评价过程中可能会出现影响评价结果的准确性。

技术实现思路

[0009]针对现有方法的不足，本专利技术实现对权重系数更精确的计算，得出天然气管道更精确的风险评估。
[0010]本专利技术所采用的技术方案是：基于熵权
‑
复杂网络的天然气管道模糊综合评价方法包括以下步骤：
[0011]步骤一、建立管道失效风险和管道失效后果的因素集；管道事故发生可能性和管道事故后果严重度备选集；
[0012]天然气管道风险的综合评估因素集用U表示，假设影响天然气管道风险的因素m个，则U＝{U1，U2，U3，U
m
}，子集为U
m
＝{U
m1
，U
m2
，...，U
mn
}；
[0013]建立天然气管道风险的综合评估和天然气管道失效严重度的备选集；
[0014]备选集是对天然气管道风险评估和失效严重度做出的各种总的评价结果所组成的集合，一般以评定取值区间或程度语言作为评价目标，假设天然气管道失效可能性的分级情况有n种，评估备选集可以表示为：
[0015]V＝{v1，v2，...，v
n
}
[0016]步骤二、利用熵权
‑
复杂网络法得到管道失效风险和管道失效后果的权重；
[0017]进一步的，步骤二具体包括：
[0018]步骤21、运用熵权法计算管道失效风险和管道失效后果因素的客观权重值；
[0019]步骤22、利用复杂网络法计算管道失效风险和管道失效后果因素的主观权重；
[0020]进一步的，步骤22具体包括：
[0021]步骤221、分析管道失效风险因素；
[0022]步骤222、构造管道失效风险因素复杂网络邻阶矩阵，将管道失效风险因素视作节点，确认两个不同的因素之间的边的权重系数；将管道失效风险因素视作节点，以0到9，10个等级确认两个不同的因素之间的联系强弱；
[0023]步骤223、对构造出的复杂网络邻阶矩阵进行分析，计算每个风险因素主观权重值。
[0024]进一步的，步骤223具体包括：
[0025]步骤223具体包括：
[0026]首先构建节点的接近中心度，d(v
i
，v
j
)表示以节点v
i
为起点，节点v
j
为终点的最短路径长度，则节点v
i
的接近中心度C(i)为：
[0027][0028]其次，构建特征向量中心性，设x
i
表示节点i的重要性，则：
[0029][0030]其中，c为比例常数；x表示的是矩阵I的特征值c
‑1对应的特征向量；
[0031]再其次，构建某管道失效风险因素的节点重要度，公式为：
[0032]D(i)＝C(i)K(i)
[0033]最后，对某个子因素的节点重要度归一化处理，得到某个子因素的节点权重值；对所有子因素的节点重要度归一化处理，得到某个因素的节点权重值。
[0034]步骤23、运用组合权重法确定综合权重模型。
[0035]进一步的，组合权重法的公式为：
[0036]W＝aD(i)+(1
‑
a)a
i
[0037]其中，α是权重折衷系数，D(i)为复杂网络法的主观权重值，a
i
为熵权法的客观权重值。
[0038]步骤三、进行单因素模糊综合评价；
[0039]进一步的，步骤三具体包括：
[0040]步骤31、根据熵权法中专家对各因素的评分和评价等级得到隶属度矩阵
[0041]步骤32、计算各因素的事故发生可能性评价向量E
i
，其中，W
ij
为子因素的组合权重值；
[0042][0043]步骤四、进行模糊综合评价；
[0044]进一步的，步骤四具体包括：
[0045]步骤41、计算管道事故发生可能性评价向量B，公式为：
[0046][0047]其中，为事故发生可能性评价向量E
i
的向量矩阵；W
i
是事故发生可能性评价的组合权重向量；
[0048]步骤42、计算管道事故后果严重度的评价向量B
′
，公式为：
[0049][0050]其中，为事故后果严重度向量E'
i
的向量矩阵，W'
i
是事故后果严重度的组合权重向量；
[0051]步骤43、计算相对风险系数R，公式为：
[0052]R＝BQ*B
′
Q
[0053]其中，Q为加权集。
[0054]本专利技术的有益效果：
[0055]1、通过复杂网络法可以跨越隶属于不同高级因素的低级因素的约束，研究不同高级因素下次一级因素之间的关联，得出符合实际的权重系数，进而使得模糊综合评价的结果更加精确；
[0056]2、由于现实生产活动中，导致事故发生的因素往往不是单一而是多样的，多个危险因素相互作用从而导致的事故的发生，因此评估因素越多则计算结果越接近真实情况，而复杂网络计算方法对于评估因素多、各个评估因素之间的关系错综复杂的复杂系统有着更深入的研究，权重计算结果也就更符合真实情况；
[0057]3、根据天然气管道风险因素互相之间的关联性，构建管道风险因素的复杂网络，确定各个管道风险因素的主观权重，然后使用熵权法确定客观权重；求取综合权重时，将主客观两种方法的中间过程相结合来计算综合权重，构建多级模糊综合评估模型，对天然气管道的风险性进行评估，使评价结果更加科学、准确、公正、合理、有效。
附图说明
[0058]图1是本专利技术的基于熵权
‑
复杂网络的天然气管道模糊综合评价方法流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于熵权
‑
复杂网络的天然气管道模糊综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、建立管道失效风险和管道失效后果的因素集；管道事故发生可能性和管道事故后果严重度备选集；步骤二、利用熵权
‑
复杂网络法得到管道失效风险和管道失效后果的权重；步骤三、进行单因素模糊综合评价；步骤四、进行模糊综合评价。2.根据权利要求1所述的基于熵权
‑
复杂网络的天然气管道模糊综合评价方法，其特征在于，步骤二具体包括：步骤21、运用熵权法计算管道失效风险和管道失效后果因素的客观权重值；步骤22、利用复杂网络法计算管道失效风险和管道失效后果因素的主观权重；步骤23、运用组合权重法确定综合权重模型。3.根据权利要求1所述的基于熵权
‑
复杂网络的天然气管道模糊综合评价方法，其特征在于，步骤22具体包括：步骤221、分析管道失效风险因素；步骤222、构造管道失效风险因素复杂网络邻阶矩阵，将管道失效风险因素视作节点，确认两个不同的因素之间的边的权重系数；步骤223、对构造出的复杂网络邻阶矩阵进行分析，计算每个风险因素主观权重值。4.根据权利要求3所述的基于熵权
‑
复杂网络的天然气管道模糊综合评价方法，其特征在于，步骤223具体包括：首先构建节点的接近中心度，d(v
i
，v
j
)表示以节点v
i
为起点，节点v
j
为终点的最短路径长度，则节点v
i
的接近中心度C(i)为：其次，构建特征向量中心性，设x
i
表示节点i的重要性，则：其中，c为比例常数；x表示的是矩阵I的特征值c
‑1对应的特征向...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟伦壮，郝永梅，郭菁菁，庄孙歧，郑凯，黄勇，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：