城市壓力管道風險評估研究

谷洪雁 GU Hong-yan

（河北工業職業技術學院，石家莊 050091）

（Hebei College of Industry and Technology，Shijiazhuang 050091，China）

0 引言

城市災害損失評估和災害等級劃分是災害學研究領域的一個重要組成部分。近年來，隨著各種新理論和技術手段的不斷發展和學科間的交叉應用，一些學者和科技工作者運用新方法，從不同角度探討災情損失評估方法和災害等級劃分等問題，開始由傳統的定性分析和描述發展為定性和定量分析相結合并使整個評價過程定量化的計算和分析。本文基于灰色系統理論，運用灰色聚類法，探討災情損失和劃分災害等級。

1 灰色聚類法

灰色聚類法是以灰數的白化函數生成為基礎的方法。它將聚類對象對于不同聚類指標所擁有的白化數，按p個灰類進行歸納，從而判斷聚類對象所屬的灰類。

記i為聚類對象 (令i=1,2,3…,n);j為聚類指標 (令j=1,2,3,…,m);k為聚類灰類(令k=1,2,3,…,p);dif為第i個聚類對象對于第j個聚類指標所擁有的白化數。

設 F={fjk|j=1,2,3,…m;k=1,2,3,…,p}為白化權函數集,其中fjk為第j個聚類指標屬于第k個灰類的白化權函數集。則第i個聚類對象對于第k個灰數的聚類系數為:

式中ηjk為第j個聚類指標屬于第k個灰類的聚類權，即

式中：λjk為灰類白化權函數的閾值。

第i個聚類對象的聚類向量為

根據擇大原則進行聚類，從而判斷聚類對象所屬的灰類。

2 灰色聚類法用于我國壓力管道災害損失的評價

灰色聚類法評價的主要步驟為確定各類白化函數；確定聚類權重；求聚類系數；確定各聚類對象所屬質量級別。本文的聚類樣本是選取2005年到2009年5個年度，每個年度包括事故起數(次)，死亡人數(人)，受傷人數(人)，直接經濟損失(萬元)四項指標。統計結果見表1。

表1 我國壓力管道事故統計結果

另外，根據我國經濟發展水平劃分為4個事故等級見表2。

表2 災害等級的評價標準

取表2中每一類型的均值為其代表值，結果如表3所示。

表3 不同災害指標的評價標準的灰類值

2.1 數據的無量綱化處理 在壓力管道災害等級評價中，由于個聚類指標的劃分等級的區間大小不同，且量級有很大差別，因而不能直接進行計算，通常采用無量綱化處理，計算公式為

即采用平均標準化進行處理。表1和表3中的數據進行無量綱化處理后見表4和表5。

表4 我國壓力管道事故無量綱化的統計結果

表5 無量綱化后的灰類值

2.2 聚類權重的計算 根據公式（2）計算聚類權重，將表5中的數據代入式（2）可求得聚類權重，見表6。

2.3 求聚類系數及聚類結果 根據公式（1）及公式（3）求得聚類系數及聚類結果，見表7。

表6 各灰類中各因子的權重值

表7 聚類系數及聚類結果

3 結語

由上述灰色聚類法原理和應用舉例分析可以看出，灰色聚類法具有以下優點：灰色聚類法考慮了系統的灰色性和白化程度，以及各災害指標的綜合影響而進行聚類加權，其權重的確定方法也比其他方法更合理；灰色聚類法本身考慮了災情損失程度，即受災程度的重要特性，也就是系統的灰色性比較適合災害評價研究，符合實際情況；灰色聚類法不僅具有可比性，而且具有綜合性等特點。聚類結果既便于科學分析，又便于按灰類進行管理規劃，且計算過程簡單，是進行災情損失評估和等級劃分的有效方法。

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