[發(fā)明專利]一種基于供水管網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型的管道水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610561678.6
• 申請(qǐng)日: 2016-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN106600094A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾鋒;周揚(yáng);陳圣鵬;孫偉;付磊;馮炎輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州京維智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京一格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11316
• 代理人: 滑春生,趙永偉

1.一種基于供水管網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型的管道水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1：確定管道水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的分級(jí)類型和評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定分級(jí)類型，將水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分為輕微、較小、一般、較大、重大5個(gè)等級(jí)，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包含兩級(jí)指標(biāo)，分別是一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)，其中，一級(jí)指標(biāo)有管道屬性U₁、水力條件U₂和水質(zhì)條件U₃，管道屬性指標(biāo)的二級(jí)指標(biāo)有管材u₁₁、管齡u₁₂和管徑u₁₃，水力條件指標(biāo)的二級(jí)指標(biāo)有流速大小u₂₁、流速波動(dòng)u₂₂和流向變化u₂₃，水質(zhì)條件的二級(jí)指標(biāo)有水齡u₃；

步驟2：建立供水管網(wǎng)動(dòng)態(tài)水力和水質(zhì)模型，并對(duì)模型進(jìn)行準(zhǔn)確校核，將管網(wǎng)動(dòng)態(tài)水力和水質(zhì)模型用于供水管網(wǎng)的日常運(yùn)行管理，并對(duì)模型進(jìn)行持續(xù)的更新維護(hù)，以確保動(dòng)態(tài)模型的準(zhǔn)確性，根據(jù)步驟1中的指標(biāo)類型，選取相應(yīng)的管網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)和連續(xù)時(shí)間區(qū)間上的狀態(tài)數(shù)據(jù)作為指標(biāo)的樣本數(shù)據(jù)；

步驟3.1：采用層次分析法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，首先，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)，可構(gòu)建層次分析法權(quán)重計(jì)算的遞階層次結(jié)構(gòu)，然后，針對(duì)遞階層次中同一層次的各因素，通過兩兩比較以建立各層次判斷矩陣，即是準(zhǔn)則層各因素兩兩比較，建立判斷矩陣P，指標(biāo)層各因素兩兩比較，分別建立判斷矩陣P₁、P₂，最后，各指標(biāo)權(quán)值向量的計(jì)算采用和法，得到權(quán)重向量：

準(zhǔn)則層權(quán)重向量：A＝{a₁,a₂,a₃}；

指標(biāo)層權(quán)重向量：A₁＝{a₁₁,a₁₂,a₁₃}，A₂＝{a₂₁,a₂₂,a₂₃}；

步驟3.2：基于管網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型的狀態(tài)數(shù)據(jù)樣本，劃分各評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，各評(píng)價(jià)指標(biāo)采用模糊區(qū)間來劃分各個(gè)等級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即：V＝{v₁,v₂,v₃,v₄,v₅}＝{(k₀,k₁),(k₁,k₂),(k₂,k₃),(k₃,k₄),(k₄,k₅)}，式中，k₁，k₂，k₃，k₄分別表示v₁與v₂，v₂與v₃，v₃與v₄，v₄與v₅等級(jí)對(duì)應(yīng)分級(jí)區(qū)間的臨界值；k₀與k₅分 別表示v₁等級(jí)區(qū)間的下限與v₅等級(jí)區(qū)間的上限；

步驟4：確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬度，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的類型不同，采用不同的隸屬度確定方法，流速大小u₂₁和水齡u₃是時(shí)間區(qū)間上的狀態(tài)因素，采用模糊統(tǒng)計(jì)法計(jì)算其隸屬度，即將選取的時(shí)間區(qū)間上的管道狀態(tài)因素作為統(tǒng)計(jì)樣本，指標(biāo)因素隨時(shí)間變化的數(shù)值作為樣本個(gè)體，計(jì)算指標(biāo)在時(shí)間區(qū)間上的數(shù)值相對(duì)于各等級(jí)模糊區(qū)間的隸屬頻率，即為該指標(biāo)對(duì)于各等級(jí)的隸屬度，對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)管材u₁₁、管齡u₁₂、管徑u₁₃、流速波動(dòng)u₂₂和流向變化u₂₃，采用隸屬函數(shù)法計(jì)算其隸屬度；

步驟5：進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)，確定管網(wǎng)中各管道的水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，根據(jù)二級(jí)指標(biāo)隸屬度的計(jì)算結(jié)果分別形成各一級(jí)指標(biāo)的隸屬度矩陣R₁、R₂，進(jìn)一步，一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可通過各一級(jí)指標(biāo)的隸屬度矩陣和權(quán)重向量求得：B₁＝A₁·R₁；B₂＝A₂·R₂，由一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可組成二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)的單因素評(píng)判矩陣R，考慮權(quán)重向量A，可得二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果：B＝A·R＝(b₁,b₂,b₃,b₄,b₅)，模糊合成算子“·”采用加權(quán)平均型；最終，為確定評(píng)價(jià)對(duì)象的最終等級(jí)，采用加權(quán)平均法來計(jì)算，即對(duì)應(yīng)于管道濁度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)集V和綜合評(píng)價(jià)結(jié)果B，給定加權(quán)集Q＝(q₁,q₂,q₃,q₄,q₅)＝(1,2,3,4,5)；管道水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的總體評(píng)價(jià)結(jié)果P，用下式計(jì)算

P＝B·Q＝b₁q₁+b₂q₂+b₃q₃+b₄q₄+b₅q₅

上述步驟，可對(duì)整個(gè)供水管網(wǎng)的所有管道進(jìn)行水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行比較、排序，確定管道中水質(zhì)發(fā)生變化的風(fēng)險(xiǎn)程度順序，為管網(wǎng)的管理維護(hù)提供決策支持。