防辐射服评测模糊层次分析法
官网注册后
http://www.gasheat.cn
免费下载论文http://www.gasheat.cn/Periodical/index.html
作者：黄涛，杨迪，崔旭阳，雷万宁，白超，高琳，杨俊红
第一作者单位：西安瑞行城市热力发展集团有限公司
摘自《煤气与热力》2020年6月刊
1 概述
目前，针对热网泄漏检测与定位已有较多研究［1-4］，但对热网泄漏风险评价的研究较少。热网泄漏风险评价涉及诸多因素，根据相关文献［5-8］、专家评估意见、历史数据资料等，热网泄漏风险因素有管道属性、管道穿孔、管道断裂、设备故障4类，这些风险因素的量化一般是以有关专家的主观估计为依据。
模糊层次分析法（FAHP）能够将评价者对复杂系统的定性分析进行定量化处理［9］，广泛应用于解决风险因素量化问题中［10-12］，如燃气管道事故风险评价［13］、油气管道破坏风险评价［14］等。本文采用模糊层次分析法对热网泄漏风险进行评估，以某热网作为研究对象，选取热网中的某个管段对风险等级的确定进行计算分析。 2 泄漏风险评估模型 2.1 层次结构模型 应用模糊层次分析法分析问题时，首先要把问题条理化、层次化，构造出一个包括目标层、准则层、指标层的层次结构模型。 a.目标层：评价目标为热网泄漏风险。 b.准则层：风险因素为管道属性、管道穿孔、管道断裂、设备故障。 c.指标层：管道属性指标包括管道管厚比、运行压力、管段服役时间等。管道穿孔指标包括供热介质腐蚀性、外护结构情况、保温层情况、井室情况、埋设环境腐蚀性、土壤移动可能性等。管道断裂指标包括敷设方式、管顶埋深、第三方破坏等。设备故障指标包括阀门与管件类型、阀门与管件泄漏风险、施工单位资质、施工监理等。指标层各项指标的评分规则参照文献［7］。 2.2 风险等级 将泄漏风险等级划分为Ⅰ~Ⅴ级［15］，即风险等级集P={p1，p2，p3，p4，p5}。各等级含义如下： Ⅰ级：低风险级。风险水平低，在规定的检修期和设计条件下可以安全使用。 Ⅱ级：较低风险级。风险水平较低，在规定的检修期和设计条件下可以安全使用。 Ⅲ级：中等风险级。风险水平中等，在规定检修期和使用条件下可以监控使用。 Ⅳ级：较高风险级。风险水平较高，建议立即消除隐患，如确实需要使用，需重点监控。 Ⅴ级：高风险级。风险水平高，应立即采取措施消除隐患。
2.3 风险因素的重要性排序 通过专家评分对各风险因素的相对重要性进行分析，构造模糊判断矩阵，经进一步处理后得到各风险因素的权重。根据各风险因素权重对风险因素的重要性进行排序，权重越大说明重要性越高，越小说明重要性越低。 用两两比较方法将各风险因素的重要性定量化，每次取两个风险因素xi、xj，用aij表示xi与xj的重要性之比。本文用0.1~0.9标度法［9］进行aij的标度（见表1）。 表1 0.1~0.9标度法及意义
2.4 待评价管段风险等级的确定［15］ 在对各风险等级进行分值区间设定以及对待评价管段各风险因素进行评分的基础上，对待评价管段的风险等级进行确定。
3 案例分析3.1 风险因素的重要性排序
3.2 待评价管段的风险等级 设定的风险等级分值区间见表2。待评价管段的管道规格D630×8，材质Q235B，设计供水温度为130 ℃，设计压力为1.6 MPa，供暖期运行压力1.33 MPa，服役时间为5 a。敷设方式为有补偿直埋敷设，管顶埋深3 m，周围无经常性的建设施工。安装2个三偏心金属硬密封蝶阀、2个跨越三通、3个90°弯头、6个波纹管补偿器。施工单位具有供热管道施工资质，施工过程有监理单位进行工程质量监督。根据文献［7］的评分方法，采取专家评分，得到的待评价管段风险因素x1~x4的评分分别为15、78、32、88，分值越高，表示风险因素的级别越高。根据式（2）~（4）计算得到待评价管段各风险因素与风险等级的关联函数值（见表3）。 表2 设定的风险等级分值区间
表3 待评价管段各风险因素与风险等级的关联函数值
根据表3数据及各风险因素的权重，由式（5）可计算得到待评价管段各风险等级的关联函数值（见表4）。根据最大隶属度原则，关联函数值最大的风险等级即为待评价管段的风险等级。由表4可知，待评价管段的风险等级为V级。由近年来该热网的泄漏事故数据可知，该管段多次出现泄漏，泄漏位置大多出现在阀门、波纹管补偿器，实际结果与评价结果相符合，这说明采用模糊层次分析法对热网泄漏风险进行评估有效。风险因素评分环节对评价结果影响重大，在实际应用中应紧密结合工程现场实际与专家意见。 表4 待评价管段各风险等级的关联函数值
4 结论 案例分析中，实际结果与评估结果相符合，说明采用模糊层次分析法对热网泄漏风险进行评估有效。风险因素评分环节对评估结果影响重大，在实际应用中应紧密结合工程现场实际与专家意见。参考文献：
［ 1 ］雷翠红，邹平华. 供热管网的二级BP神经网络泄漏故障诊断［J］. 哈尔滨工业大学学报，2011，43（2）：75-79. ［ 2 ］HE G X，LIANG Y T，LI Y S，et al. A method for simulating the entire leaking process and calculating the liquid leakage volume of a damaged pressurized pipeline［J］. Journal of Hazardous Materials，2017，332：19-32. ［ 3 ］GUO M，ZHOU S J. Model for leakage fault diagnosis of pipe network of hot-water district heating［J］. Advanced Materials Research，2015，1070/1072：1696-1699. ［ 4 ］ZADKARAMI M，SHAHBAZIAN M，SALAHSHOOR K. Pipeline leakage detection and isolation： An integrated approach of statistical and wavelet feature extraction withmulti-layer perceptron neural network （MLPNN）［J］. Journal of Loss Prevention in the Process Industries，2016，43：479-487. ［ 5 ］SHAN X，WANG P，LU W. The reliability and availability evaluation of repairable district heating networks under changeable external conditions［J］. Applied Energy，2017，203：686-695. ［ 6 ］梁鹂. 某高温高压供热管道事故分析［J］. 建筑热能通风空调，2015（4）：74-75. ［ 7 ］钱争晖. 集中供热管道系统安全评估方法研究与实践（硕士学位论文）［D］. 北京：北京建筑大学，2011：40-51. ［ 8 ］SERNHED K，JONSSON M. Risk management for maintenance of district heating networks［J］. Energy Procedia，2017，116：381-393. ［ 9 ］张吉军. 模糊层次分析法（FAHP）［J］. 模糊系统与数学，2000，14（2）：80-88.
［10］AN M，CHEN Y，BAKER C J. A fuzzy reasoning and fuzzy-analytical hierarchy processbased approach to the process of railway risk information： A railwayrisk management system［J］. Information Sciences，2011，181（18）：3946-3966. ［11］NEZARAT H，SRERSHKI F，ATAEI M. Ranking of geological risks in mechanized tunneling byusing fuzzy analytical hierarchy process （FAHP）［J］. Tunnelling and Underground Space Technology Incorporating Trenchless Technology Research，2015，50：358-364. ［12］JAKIEL P，FABIANOWSKI D. FAHP model used for assessment of highway RC bridge structural and technological arrangements［J］. Expert Systems with Applications，2015，42（8）：4054-4061. ［13］姜东方，张延涛，岳斌彬，等. 基于模糊层次分析法的城市燃气管道风险评估［J］. 当代化工，2011，40（8）：873-875. ［14］曹涛，张华兵，周利剑，等. 基于模糊层次分析法的管道第三方破坏风险评价［J］. 油气储运，2012，31（2）：99-102. ［15］王新华，徐永亮，屈安，等. 城镇燃气聚乙烯管道失效风险等级评定方法研究［J］. 压力容器，2015（12）：32-37. ［16］常建娥，蒋太立. 层次分析法确定权重的研究［J］. 武汉理工大学学报，2007，29（1）：153-156. （编辑：贺明健）
维普免费下载《煤气与热力》论文（现刊和过刊均可）
日前，《煤气与热力》杂志社有限公司在维普网站http://cqvip.com/开通论文免费下载服务，论文刊出后两个月后，可在维普网站查询，并直接免费下载。在维普网站免费下载《煤气与热力》论文步骤如下：
1. 在维普网站注册会员。
2. 搜索出《煤气与热力》论文，点击进入。
3. 论文免费下载界面截图见上图。点击“免费下载”，可直接下载该论文。
声明：本文著作权（版权）归《煤气与热力》杂志社所有，严禁任何微信号及媒体未经授权许可随意转载。PS: 当然欢迎大家转发到朋友圈！
更多论文请登录煤气与热力杂志官方网站，免费注册会员阅读电子期刊。阅读步骤：登录http://www.gasheat.cn/→页面右上角注册会员→注册成功后点击《煤气与热力》→期刊索引→点击某期期刊封面即可阅读当期文章。
