針對供水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定風(fēng)險評估過程中部分指標(biāo)數(shù)據(jù)缺省和難以量化等特征,構(gòu)建了城市供水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定風(fēng)險評估的DRA-SSTFN耦合模型。該耦合模型利用模糊語義的11級劃分標(biāo)準(zhǔn)定量表征供水管網(wǎng)各指標(biāo)的風(fēng)險等級和風(fēng)險重要對比度,并計算出不同待評節(jié)點管段綜合風(fēng)險的95%置信區(qū)間范圍。經(jīng)耦合模型對供水節(jié)點管段進(jìn)行模擬試驗N=20 000次時,其仿真結(jié)果已收斂,并給出不同節(jié)點管道的動態(tài)風(fēng)險區(qū)間值和正態(tài)概率分布圖,可為城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃提供借鑒。 

【文章來源】：給水排水. 2020,56(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

隨機(jī)變量產(chǎn)生示意

供水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定風(fēng)險評估指標(biāo)體系

基于上述分析，首先結(jié)合研究區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)歷史事故現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，采用PCA法提取重要致險指標(biāo)的影響程度，經(jīng)仿真計算得管齡貢獻(xiàn)率為38.65%，管徑貢獻(xiàn)率為24.55%，由于歷史事故數(shù)據(jù)中的土壤周圍環(huán)境熟悉和溫差等信息不完備，無法具體計算其貢獻(xiàn)率，但經(jīng)專家或工程技術(shù)人員進(jìn)行勘察和會評討論認(rèn)為：管齡A、管徑D和歷史事故H三者累計貢獻(xiàn)率應(yīng)超過85%，即管齡A、管徑D和歷史事故H為該區(qū)域內(nèi)供水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定風(fēng)險評估體系中主要貢獻(xiàn)成分。為了克服PCA法針對歷史事故數(shù)據(jù)不全無法獲取主要指標(biāo)貢獻(xiàn)率的問題，本文采用AHP法結(jié)合專家打分法對風(fēng)險評估指標(biāo)重要性兩兩比較，并參考PCA法獲取的指標(biāo)貢獻(xiàn)率相對比值給出指標(biāo)重要性比。經(jīng)計算可得因素層權(quán)重度量值為{ω2(i）}={0.500,0.300,0.200}，指標(biāo)層各單指標(biāo)權(quán)重值為：{ω1(i,j）}={0.120,0.220,0.167，…}0.160,0.167,0.167,0.550,0.450,0.50,0.50}，指標(biāo)層各指標(biāo)總權(quán)重度量值如下：{ω（i,j）}={0.060,0.110,0.084,0.080,0.084,0.084，…}0.165,0.135,0.100,0.100}。不難看出，供水管網(wǎng)系統(tǒng)里待評指標(biāo)權(quán)重度量值最高的依次是管齡A（ωT1=0.165）、歷史事故H（ωT2=0.135）和管徑D（ωL2=0.110），這一評價結(jié)果也符合實際管網(wǎng)運維情況。因此，采用PCA-AHP組合賦權(quán)法求解風(fēng)險評估指標(biāo)度量值，既克服供水管網(wǎng)歷史事故數(shù)據(jù)信息不完備的不足，也避免了專家打分法的主觀隨意性，從而使評價指標(biāo)權(quán)重度量值更加客觀合理。然后，由表1將表2的專家或工程技術(shù)人員評判值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的三角模糊評語值，如第i準(zhǔn)則第j指標(biāo)ωL1對應(yīng)管段A的專家評語為6，則其相應(yīng)的風(fēng)險等級和風(fēng)險重要等級分別為（0,4,0.5,0.6）與（0,5,0.6,0.7）�；隈詈夏Ｐ头抡娌襟E里的式（7）和式（8）求解其可能變量值的模擬值并繪制出3個管段的風(fēng)險模擬概率圖，見圖3。然后依據(jù)式（9）計算得到A、B、C 3個管段的城市供水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定系統(tǒng)綜合風(fēng)險模擬值在95%置信水平下的置信區(qū)間分別為[0.415 4,0.465 1],[0.392 3,0.442 1],[0.293 7,0.343 3](DRA-SSTFN耦合模型在模擬試驗N=20 000次時，其計算結(jié)果已收斂）。這一評估結(jié)果與基于模糊綜合評價[8]的級別變量特征值 ;u為二級模糊綜合評價隸屬度）所劃分結(jié)果是一致的。如各管道的風(fēng)險均值為0.4400,0.4172與0.3185，其風(fēng)險排序大致為zA>zB>zC，這一評估結(jié)果可為城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃管理部門提供科學(xué)借鑒。綜上，以置信區(qū)間范圍形式來動態(tài)表征風(fēng)險量化值的DRA-SSTFN耦合模型，提供了評估結(jié)果可靠性的豐富信息，在仿真模擬實驗過程中，采用PCA-AHP組合賦權(quán)法來確定管網(wǎng)風(fēng)險評估指標(biāo)權(quán)重度量值，使得評估結(jié)果更加符合管網(wǎng)實際運維情況�，F(xiàn)有的供水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定風(fēng)險評估過程中，對于一些數(shù)據(jù)缺省的待評指標(biāo)，往往難以量化和修正，其評估出來的結(jié)果，往往也是某一確定數(shù)值，并不能客觀合理反映出多種復(fù)雜因素耦合影響下的管網(wǎng)失穩(wěn)破壞情況。例如管段B的管網(wǎng)系統(tǒng)的綜合風(fēng)險模擬值在95%置信水平下的區(qū)間范圍是[0.392 3,0.442 1]，這比傳統(tǒng)評估模型計算出的單一風(fēng)險值0.4172顯然更加科學(xué)合理，由此也進(jìn)一步驗證了耦合評估模型的實用性和科學(xué)性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]多指標(biāo)綜合評價理論與方法問題研究[D]. 蘇為華.廈門大學(xué) 2000

碩士論文
[1]西安市供水系統(tǒng)風(fēng)險評價研究[D]. 周紀(jì)委.西安理工大學(xué) 2017



本文編號：3555758