[發明專利]一種關于城市地下綜合管廊的狀態評估方法

有效

• 申請號: 201910432511.3
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN110197329B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 凡偉偉;許令順;鄭寶中;董毓良;談正鑫;張羽茜
• 申請（專利權）人: 安徽澤眾安全科技有限公司;合肥澤眾城市智能科技有限公司;清華大學合肥公共安全研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種關于城市地下綜合管廊的狀態評估方法，其特征在于，

S1，分析綜合管廊危險發生的可能性因子，以及分析綜合管廊危險發生后的影響度因子；其中，綜合管廊危險發生的可能性來源于：綜合管廊的自身危險、綜合管廊的附屬工程危險，以及綜合管廊的外部環境危險；

S2，根據綜合管廊危險發生的可能性因子和危險發生后的影響度因子，分別對危險發生的可能性和危險發生后的影響度進行層級劃分，并分別構建出危險可能性的層次結構1和危險影響度的層次結構2；

S3，采用層次分析法分別計算可能性因子對危險可能性P1的綜合權重，以及影響度因子對危險影響度P2的綜合權重；

S4，對各個可能性因子和影響度因子進行專家打分，并分別計算危險可能性P1和危險影響度P2；

S5，利用危險可能性P1和危險影響度P2，計算綜合管廊的狀態綜合分值R；

步驟S1中，所述綜合管廊危險發生的可能性因子包括：綜合管廊的自身危險的可能性因子、綜合管廊的附屬工程危險的可能性因子、綜合管廊的外部環境危險的可能性因子；

綜合管廊的自身危險的可能性因子包括：廊體材質、艙數、管廊斷面形狀、鋪設年限、內部管線的危險性；其中，內部管線的危險性來源于：供水管線泄漏的危險、排水管線滲漏的危險、熱力管線泄漏的危險、燃氣管線泄漏的危險、電力電纜火災的危險；

綜合管廊的附屬工程危險的可能性因子包括：標志標識系統的危險性、排水系統的危險性、通風系統的危險性、消防系統的危險性、電氣系統的危險性、信息檢測與控制系統的危險性；其中，各個系統的危險性均來源于該系統的安裝年限和維修次數，即各個系統的危險性因子均包括該系統的安裝年限和維修次數；

綜合管廊的外部環境危險的可能性因子包括：管廊上方位置、管廊埋深；所述管廊上方位置包括綜合管廊的正上方為道路，以及綜合管廊的正上方不為道路的兩種情況；

步驟S2中，所述危險可能性的層次結構1從上至下 依次為：目標層1、準則層1、子準則層1、底層1；

所述目標層1的元素為危險可能性P1；

所述準則層1的元素包括：綜合管廊的自身危險性B1^P1、綜合管廊的附屬工程危險性B2^P1，以及綜合管廊的外部環境危險性B3^P1；其中，綜合管廊的自身危險性B1^P1、綜合管廊的附屬工程危險性B2^P1，以及綜合管廊的外部環境危險性B3^P1均對應為危險可能性P1的因素；

所述子準則層1的元素包括：內部管線的危險性A1^B1、標志標識系統的危險性A2^B2、排水系統的危險性A3^B2、通風系統的危險性A4^B2、消防系統的危險性A5^B2、電氣系統的危險性A6^B2、信息檢測與控制系統的危險性A7^B2；其中，內部管線的危險性A1^B1對應為綜合管廊的自身危險性B1^P1的因素；標志標識系統的危險性A2^B2、排水系統的危險性A3^B2、通風系統的危險性A4^B2、消防系統的危險性A5^B2、電氣系統的危險性A6^B2、信息檢測與控制系統的危險性A7^B2均對應為綜合管廊的附屬工程危險性B2^P1的因素；

所述底層的元素包括：廊體材質C1^B1、艙數C2^B1、管廊斷面形狀C3^B1、綜合管廊的鋪設年限C4^B1、供水管線泄漏的危險性C5^A1、排水管線滲漏的危險性C6^A1、熱力管線泄漏的危險性C7^A1、燃氣管線泄漏的危險性C8^A1、電力電纜火災的危險性C9^A1、標志標識系統的安裝年限C10^A2、標志標識系統的維修次數C11^A2、排水系統的安裝年限C12^A3、排水系統的維修次數C13^A3、通風系統的安裝年限C14^A4、通風系統的維修次數C15^A4、消防系統的安裝年限C16^A5、消防系統的維修次數C17^A5、電氣系統的安裝年限C18^A6、電氣系統的維修次數C19^A6、信息檢測與控制系統安裝年限C20^A7、信息檢測與控制系統維修次數C21^A7、管廊上方位置C22^B3、管廊埋深C23^B3；

其中，廊體材質C1^B1、艙數C2^B1、管廊斷面形狀C3^B1、綜合管廊的鋪設年限C4^B1均對應為綜合管廊的自身危險性B1^P1的因素；

供水管線泄漏的危險性C5^A1、排水管線滲漏的危險性C6^A1、熱力管線泄漏的危險性C7^A1、燃氣管線泄漏的危險性C8^A1、電力電纜火災的危險性C9^A1均對應為內部管線的危險性A1^B1的因素；

標志標識系統的安裝年限C10^A2、標志標識系統的維修次數C11^A2均對應為標志標識系統的危險性A2^B2的因素；

排水系統的安裝年限C12^A3、排水系統的維修次數C13^A3均對應為排水系統的危險性A3^B2的因素；

通風系統的安裝年限C14^A4、通風系統的維修次數C15^A4均對應為通風系統的危險性A4^B2的因素；

消防系統的安裝年限C16^A5、消防系統的維修次數C17^A5均對應為消防系統的危險性A5^B2的因素；

電氣系統的安裝年限C18^A6、電氣系統的維修次數C19^A6均對應為電氣系統的危險性A6^B2的因素；

信息檢測與控制系統安裝年限C20^A7、信息檢測與控制系統維修次數C21^A7均對應為信息檢測與控制系統的危險性A7^B2的因素；

管廊上方位置C22^B3、管廊埋深C23^B3均對應為綜合管廊的外部環境危險性B3^P1的因素；

所述底層1中的23個元素均為可能性因子；

步驟S3中，采用層次分析法分別計算可能性因子對危險可能性P1的綜合權重，具體計算方式如下所示：

S301，根據所述危險可能性的層次結構1，分別構造出目標層1、準則層1、子準則層1中的各元素的判斷矩陣A；

S302，分別計算目標層1、準則層1、子準則層1中的各元素的初始權重向量W；其中，

目標層1中的危險可能性P1的初始權重向量W_P1為：

W_P1＝(w_B1,w_B2,w_B3)；其中，w_B1,w_B2,w_B3分別為綜合管廊的自身危險性B1^P1、綜合管廊的附屬工程危險性B2^P1，以及綜合管廊的外部環境危險性B3^P1對危險可能性P1的權重系數；

準則層1中的綜合管廊的自身危險性B1^P1的初始權重向量W_B1為：

W_B1＝(w_C1,w_C2,w_C3,w_C4,w_A1)^T；其中，w_C1,w_C2,w_C3,w_C4,w_A1分別為廊體材質C1^B1、艙數C2^B1、管廊斷面形狀C3^B1、綜合管廊的鋪設年限C4^B1、內部管線的危險性A1^B1對綜合管廊的自身危險性B1^P1的權重系數；

準則層1中的綜合管廊的附屬工程危險性B2^P1的初始權重向量W_B2為：

W_B2＝(w_A2,w_A3,w_A4,w_A5,w_A6,w_A7)^T；其中，w_A2,w_A3,w_A4,w_A5,w_A6,w_A7分別為標志標識系統的危險性A2^B2、排水系統的危險性A3^B2、通風系統的危險性A4^B2、消防系統的危險性A5^B2、電氣系統的危險性A6^B2、信息檢測與控制系統的危險性A7^B2對綜合管廊的附屬工程危險性B2^P1的權重系數；

準則層1中的綜合管廊的外部環境危險性B3^P1的初始權重向量W_B3為：

W_B3＝(w_C22,w_C23)^T；其中，w_C22,w_C23分別為管廊上方位置C22^B3、管廊埋深C23^B3對綜合管廊的外部環境危險性B3^P1的權重系數；

子準則層1中的內部管線的危險性A1^B1的初始權重向量W_A1為：

W_A1＝(w_C5,w_C6,w_C7,w_C8,w_C9)^T；其中，w_C5,w_C6,w_C7,w_C8,w_C9分別為供水管線泄漏的危險性C5^A1、排水管線滲漏的危險性C6^A1、熱力管線泄漏的危險性C7^A1、燃氣管線泄漏的危險性C8^A1、電力電纜火災的危險性C9^A1對內部管線的危險性A1^B1的權重系數；

子準則層1中的標志標識系統的危險性A2^B2的初始權重向量W_A2為：

W_A2＝(w_C10,w_C11)^T；其中，w_C10,w_C11分別為標志標識系統的安裝年限C10^A2、標志標識系統的維修次數C11^A2對標志標識系統的危險性A2^B2的權重系數；

子準則層1中的排水系統的危險性A3^B2的初始權重向量W_A3為：

W_A3＝(w_C12,w_C13)^T；其中，w_C12,w_C13分別為排水系統的安裝年限C12^A3、排水系統的維修次數C13^A3對排水系統的危險性A3^B2的權重系數；

子準則層1中的通風系統的危險性A4^B2的初始權重向量W_A4為：

W_A4＝(w_C14,w_C15)^T；其中，w_C14,w_C15分別為通風系統的安裝年限C14^A4、通風系統的維修次數C15^A4對通風系統的危險性A4^B2的權重系數；

子準則層1中的消防系統的危險性A5^B2的初始權重向量W_A5為：

W_A5＝(w_C16,w_C17)^T；其中，w_C16,w_C17分別為消防系統的安裝年限C16^A5、消防系統的維修次數C17^A5對消防系統的危險性A5^B2的權重系數；

子準則層1中的電氣系統的危險性A6^B2的初始權重向量W_A6為：

W_A6＝(w_C18,w_C19)^T；其中，w_C18,w_C19分別為電氣系統的安裝年限C18^A6、電氣系統的維修次數C19^A6對電氣系統的危險性A6^B2的權重系數；

子準則層1中的信息檢測與控制系統的危險性A7^B2的初始權重向量W_A6為：

W_A7＝(w_C20,w_C21)^T；其中，w_C20,w_C21分別為信息檢測與控制系統安裝年限C20^A7、信息檢測與控制系統維修次數C21^A7對信息檢測與控制系統的危險性A7^B2的權重系數；

S303，若某元素的判斷矩陣A的階數n≥3時，則進行一致性檢驗；否則，不進行一致性檢驗；

S304，計算可能性因子相對于危險可能性P1的綜合權重向量W′_P1為：

步驟S4中，所述危險可能性P1的計算方式，具體如下所示：

S401，根據各個可能性因子的實際屬性和數據進行專家打分，得到各個可能性因子的打分結果為γ_P1＝(γ_C1,γ_C2,γ_C3,γ_C4,…,γ_C23)；其中γ_C1,γ_C2,γ_C3,γ_C4,…,γ_C23依次對應為廊體材質C1^B1、艙數C2^B1、管廊斷面形狀C3^B1、綜合管廊的鋪設年限C4^B1、供水管線泄漏的危險性C5^A1、排水管線滲漏的危險性C6^A1、熱力管線泄漏的危險性C7^A1、燃氣管線泄漏的危險性C8^A1、電力電纜火災的危險性C9^A1、標志標識系統的安裝年限C10^A2、標志標識系統的維修次數C11^A2、排水系統的安裝年限C12^A3、排水系統的維修次數C13^A3、通風系統的安裝年限C14^A4、通風系統的維修次數C15^A4、消防系統的安裝年限C16^A5、消防系統的維修次數C17^A5、電氣系統的安裝年限C18^A6、電氣系統的維修次數C19^A6、信息檢測與控制系統安裝年限C20^A7、信息檢測與控制系統維修次數C21^A7、管廊上方位置C22^B3、管廊埋深C23^B3的打分值；

S402，計算綜合管廊危險發生的可能性分值即危險可能性P1＝γ_P1·W′_P1；

步驟S401中，

關于供水管線泄漏的危險性C5^A1的打分方式，具體如下所示：

供水管線泄漏的可能性因子包括：供水管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、廊內濕度；

利用層次分析法得到供水管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、廊內濕度對供水管線泄漏的危險性C5^A1的權重系數依次為w1_C5,w2_C5,w3_C5,w4_C5,w5_C5；

利用專家法對供水管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、廊內濕度進行打分,采用十分制，供水管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、廊內濕度的分值依次為χ1_C5,χ2_C5,χ3_C5,χ4_C5,χ5_C5；

計算R_C5＝w1_C5χ1_C5+w2_C5χ2_C5+w3_C5χ3_C5+w4_C5χ4_C5+w5_C5χ5_C5；

根據所計算出的R_C5獲取供水管線泄漏的危險性C5^A1的分值；

關于排水管線滲漏的危險性C6^A1的打分方式，具體如下所示：

排水管線滲漏的可能性因子包括：排水管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、廊內濕度；

排水管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、廊內濕度對排水管線滲漏的危險性C6^A1的權重系數依次為w1_C6,w2_C6,w3_C6,w4_C6,w5_C6；

利用專家法對排水管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、廊內濕度，以及排水管線的管道坡度和管內流速進行打分,采用十分制，排水管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、廊內濕度的分值依次為χ1_C6,χ2_C6,χ3_C6,χ4_C6,χ5_C6；

計算R_C6＝w1_C6χ1_C6+w2_C6χ2_C6+w3_C6χ3_C6+w4_C6χ4_C6+w5_C6χ5_C6；

根據所計算出的R_C6獲取排水管線滲漏的危險性C6^A1的分值；

關于熱力管線泄漏的危險性C7^A1的打分方式，具體如下所示：

熱力管線泄漏的可能性因子包括熱力管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、壓力等級、廊內濕度；

利用層次分析法得到熱力管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、壓力等級、廊內濕度對熱力管線泄漏的危險性C7^A1的權重系數依次為w1_C7,w2_C7,w3_C7,w4_C7,w5_C7,w6_C7；

利用專家打分法對熱力管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、壓力等級、廊內濕度進行打分，采用十分制，熱力管線的管徑、材質、敷設年限、維修次數、壓力等級、廊內濕度的分值依次為χ1_C7,χ2_C7,χ3_C6,χ4_C6,χ5_C6,χ6_C6；

計算R_C7＝w1_C7χ1_C7+w2_C7χ2_C7+w3_C7χ3_C7+w4_C7χ4_C7+w5_C7χ5_C7+w6_C7χ6_C7；

根據所計算出的R_C7獲取熱力管線泄漏的危險性C7^A1的分值；

關于燃氣管線泄漏的危險性C8^A1的打分方式，具體如下所示：

燃氣管線泄漏的可能性因子包括：燃氣管線的材質、管徑、敷設年限、壓力等級、維修次數、廊內濕度、周圍管線；

利用層次分析法得到燃氣管線的材質、管徑、敷設年限、壓力等級、維修次數、廊內濕度、周圍管線對燃氣管線泄漏的危險性C8^A1的權重系數依次為w1_C8,w2_C8,w3_C8,w4_C8,w5_C8,w6_C8,w7_C8；

利用專家打分法對燃氣管線的材質、管徑、敷設年限、壓力等級、維修次數、廊內濕度、周圍管線進行打分，采用十分制，燃氣管線的材質、管徑、敷設年限、壓力等級、維修次數、廊內濕度、周圍管線的分值依次為χ1_C8,χ2_C8,χ3_C8,χ4_C8,χ5_C8,χ6_C8,χ7_C8；

計算

R_C8＝w1_C8χ1_C8+w2_C8χ2_C8+w3_C8χ3_C8+w4_C8χ4_C8+w5_C8χ5_C8+w6_C8χ6_C8+w7_C8χ7_C8；

根據所計算出的R_C8獲取燃氣管線泄漏的危險性C8^A1的分值；

關于電力電纜火災的危險性C9^A1的打分方式，具體如下所示：

電力電纜火災的可能性因子包括：導體電阻、絕緣電阻、敷設年限、接頭局部放電量、廊內濕度、廊內溫度、廊內甲烷濃度；

利用層次分析法得到導體電阻、絕緣電阻、敷設年限、接頭局部放電量、廊內濕度、廊內溫度、廊內甲烷濃度對電力電纜火災的危險性C9^A1的權重系數依次為w1_C9,w2_C9,w3_C9,w4_C9,w5_C9,w6_C9,w7_C9；

利用專家打分法對燃氣管線的材質、管徑、敷設年限、壓力等級、維修次數、廊內濕度、周圍管線進行打分，采用十分制，燃氣管線的材質、管徑、敷設年限、壓力等級、維修次數、廊內濕度、周圍管線的分值依次為χ1_C9,χ2_C9,χ3_C9,χ4_C9,χ5_C9,χ6_C9,χ7_C9；

計算

R_C9＝w1_C9χ1_C9+w2_C9χ2_C9+w3_C9χ3_C9+w4_C9χ4_C9+w5_C9χ5_C9+w6_C9χ6_C9+w7_C9χ7_C9；

根據所計算出的R_C9獲取電力電纜火災的危險性C9^A1的分值；

步驟S1中，所述綜合管廊危險發生后的影響度因子包括：對周圍區域的影響度、對服務用戶的影響度；

步驟S2中，所述危險影響度的層次結構2從上至下依次為：目標層2、底層2；

所述目標層2的元素為危險影響度P2；

所述底層2的元素包括：對周圍區域的影響度D1^P2、對服務用戶的影響度D2^P2；其中，對周圍區域的影響度D1^P2、對服務用戶的影響度D2^P2均對應為危險影響度P2的因素；

所述底層2中的2個元素均為影響度因子；

步驟S3中，采用層次分析法分別計算影響度因子對危險影響度P2的綜合權重，具體計算方式如下所示：

S311，根據所述危險影響度的層次結構2，分別構造出目標層2、各元素的判斷矩陣A；

S312，分別計算目標層2中的各元素的初始權重向量；其中，

目標層2中的危險影響度P2的初始權重向量W_P2為：

W_P2＝(w_D1,w_D2)^T；其中，w_D1,w_D2分別為對周圍區域的影響度D1^P2、對服務用戶的影響度D2^P2對危險影響度P2的權重系數；

S313，若某元素的判斷矩陣A的階數n≥3時，則進行一致性檢驗；否則，不進行一致性檢驗；

S314，計算出影響度因子相對于危險影響度P2的綜合權重向量W′_P2為：

W′_P2＝W_P2＝(w_D1,w_D2)^T；

步驟S4中，所述危險影響度P2的計算方式，具體如下所示：

S411，根據各個影響度因子的實際屬性和數據進行專家打分，得到各個影響度因子的打分結果為γ_P2＝(γ_D1,γ_D2)；其中γ_D1,γ_D2分別為對周圍區域的影響度D1^P2、對服務用戶的影響度D2^P2的打分值；

S412，計算綜合管廊危險發生后的影響度分值即危險影響度P2＝γ_P2·W′_P2；

步驟S5中，綜合管廊的狀態綜合分值R的計算方式為R＝P1×P2。