灰色評估法在城市燃氣管道腐蝕態勢中的應用

摘 要:本文將灰色系統理論運用到城市燃氣管道腐蝕態勢的評估中，采用灰色評估法對城市燃氣管道進行風險評估分級，為管道檢修提供依據。

關鍵詞:灰色評估法 城市燃氣管道 評估等級

中圖分類號:TE832文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0103-02

1 引言

城市燃氣清潔，高效，但易燃易爆。燃氣管道的安全運行關系到人們的生產、生活、生命財產安全。埋于地下的管道事故的誘發因素很多，復雜難以獲得，且具有相關性。而它們之間的關系又隨著時間、地點等條件變化而變化。因此，選擇合適的方法對城市燃氣管道腐蝕態勢進行研究顯得尤為重要。

燃氣管道評估方法三種，分別是定性評估法、定量評估法和綜合評估法。定性評估法是請有相關經驗的專家對現場進行評判，此法簡單易行，但具有主觀性。定量評估法是根據所測數據進行分析評判，此法所需的信息數據巨大且涉及大量的先進技術研究，所以不可能在短期內完成。綜合評估法中的灰色系統理論是用來解決信息不完全的灰色系統的一套理論方法。評估過程中所需要的信息量不大，計算方法簡單，所得到的評判結果誤差小。因此，本文將采用灰色評估法對城市埋地燃氣管道腐蝕態勢進行評估。

2 灰評估模型的建立

灰色系統理論[1～2]是華中理工大學鄧聚龍教授于1983年提出的。所謂灰色就是信息不完全，不確定。根據對城市埋地燃氣管道的設計、施工、運行和操作等因素分析，可知影響管道運行的因素具有明顯的灰性。而灰色系統理論就是充分利用獲得的最少信息，提取有用信息，實現對城市埋地燃氣管道腐蝕規律的正確描述和有效控制。

2.1 灰色關聯分析

在系統分析中，通常需要建立適當的數學模型去研究系統的結構和功能，表達出系統的工作特性。首先需要分析各種因素，弄清他們的關系。灰色關聯分析的基礎思想就是根據序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷因素之間的聯系是否緊密。曲線幾何形狀越相似，則發展變化態勢越相似，相應序列之間的灰色關聯度就越大，反之就越小。

2.2 灰色關聯度的數學表達

2.2.1 原始數列初始化

用于灰色關聯度計算的數據只需要有相同的量綱，不需要有公共交點，解決這個問題的基本方法是數據初始化。常用的方法有:

設有數列:

Ⅰ.初始化 (1)

聯系數之間的差異顯著性，一般取=0.5。

2.2.5 求關聯度

(10)

2.3 灰關聯綜合評估模型

2.3.1 確定最優對象

假設所需評判的元素分別為，最優對象中的各元素是評估對象對應指標中的最佳值。由于有些指標越大越好，有些指標越小越好，因此在確定參考序列時應區別對待。

對于正指標，選用

對于逆指標，選用

2.3.2 規范化處理原理數據

由于指標的物理意義不同，以致于指標具有不同的量綱，而且這些數值的數量級有差別，因此需規范化處理數據。處理方法為:

比較中的值的大小，值越小，表明相應對象的綜合性能越差。

3 天然氣埋地管道腐蝕態勢灰評估

3.1 數據來源及參數選擇

根據重慶某公司提供的近2年對市區約760km埋地燃氣管道的事故搶險資料顯示，埋地燃氣管道事故原因腐蝕因素占64%，第三方破壞因素占28%，其他因素占8%。從數據上可以看出腐蝕因素所占比例最大，因此從腐蝕因素中選取了較所以，[0.3，0.4]以下各檔無意義。

基于上述理由，靶心度可作如下分級:[0.9，1]，第一級;[0.8，0.9]，第二級;[0.7，0.8]，第三級;[0.6，0.7]，第四級;[0.5，0.6]，第五級;[0.4，0.5]，第六級;[0.3，0.4]，第七級。

按照灰靶原理，評估對象的等級是由靶心接近度的大小決定的。越大，級數越小，則表示管道受到損壞的風險越小，為優級。反之亦然，即級數越大的管段遭受腐蝕破壞的概率越大。

灰評估結果為:管段1001等級在第五級與第二級之間，為差級;管段1002等級在第五級與第一級之間，為良級;管段1003等級在第六級與第一級之間，為良級;管段1007等級在第五級與第二級之間，為差級;管段1008等級在第六級與第三級之間，為差級。

從評估等級可知級數越小，管段評估等級越好。對于評估等級差的管段需要提出檢修意見，及時采取措施維護，杜絕事故發生。

4 結語

通過運用灰色評估法對城市埋地燃氣管道腐蝕因素的評估可知，該地區的地下燃氣管道腐蝕情況嚴重，對人民的生產生活用氣及財產安全具有安全隱患。因此，相關部門應及時提出整改意見并對其采取措施維護，以確保城市埋地燃氣管道的安全運行。

通過本次評估可知灰色評估法能夠很好的解決管道腐蝕這種多因素，少數據的綜合問題。在建立模型時也不需要典型的分布規律，且計算少。我們知道通過數學建模計算得到的結果都是客觀的，能夠較好的保持系統特性，反應真實情況。基于灰色評估法的諸多優點，將灰色系統理論運用到更多的研究評估中不失為一種理想的方法。

參考文獻

[1] 鄧聚龍.灰色系統基本方法[M].武漢:華中理工大學出版社，1987.

[2] 鄧聚龍.灰數學引論——灰色朦朧集[M].武漢:華中理工大學出版社，1992.

[3] 劉思峰，郭天榜.灰色系統理論及其應用[M].北京:科學出版社，1999.