[发明专利]一种关于城市地下综合管廊的状态评估方法

权利要求书

1.一种关于城市地下综合管廊的状态评估方法，其特征在于，

S1，分析综合管廊危险发生的可能性因子，以及分析综合管廊危险发生后的影响度因子；其中，综合管廊危险发生的可能性来源于：综合管廊的自身危险、综合管廊的附属工程危险，以及综合管廊的外部环境危险；

S2，根据综合管廊危险发生的可能性因子和危险发生后的影响度因子，分别对危险发生的可能性和危险发生后的影响度进行层级划分，并分别构建出危险可能性的层次结构1和危险影响度的层次结构2；

S3，采用层次分析法分别计算可能性因子对危险可能性P1的综合权重，以及影响度因子对危险影响度P2的综合权重；

S4，对各个可能性因子和影响度因子进行专家打分，并分别计算危险可能性P1和危险影响度P2；

S5，利用危险可能性P1和危险影响度P2，计算综合管廊的状态综合分值R；

步骤S1中，所述综合管廊危险发生的可能性因子包括：综合管廊的自身危险的可能性因子、综合管廊的附属工程危险的可能性因子、综合管廊的外部环境危险的可能性因子；

综合管廊的自身危险的可能性因子包括：廊体材质、舱数、管廊断面形状、铺设年限、内部管线的危险性；其中，内部管线的危险性来源于：供水管线泄漏的危险、排水管线渗漏的危险、热力管线泄漏的危险、燃气管线泄漏的危险、电力电缆火灾的危险；

综合管廊的附属工程危险的可能性因子包括：标志标识系统的危险性、排水系统的危险性、通风系统的危险性、消防系统的危险性、电气系统的危险性、信息检测与控制系统的危险性；其中，各个系统的危险性均来源于该系统的安装年限和维修次数，即各个系统的危险性因子均包括该系统的安装年限和维修次数；

综合管廊的外部环境危险的可能性因子包括：管廊上方位置、管廊埋深；所述管廊上方位置包括综合管廊的正上方为道路，以及综合管廊的正上方不为道路的两种情况；

步骤S2中，所述危险可能性的层次结构1从上至下 依次为：目标层1、准则层1、子准则层1、底层1；

所述目标层1的元素为危险可能性P1；

所述准则层1的元素包括：综合管廊的自身危险性B1^P1、综合管廊的附属工程危险性B2^P1，以及综合管廊的外部环境危险性B3^P1；其中，综合管廊的自身危险性B1^P1、综合管廊的附属工程危险性B2^P1，以及综合管廊的外部环境危险性B3^P1均对应为危险可能性P1的因素；

所述子准则层1的元素包括：内部管线的危险性A1^B1、标志标识系统的危险性A2^B2、排水系统的危险性A3^B2、通风系统的危险性A4^B2、消防系统的危险性A5^B2、电气系统的危险性A6^B2、信息检测与控制系统的危险性A7^B2；其中，内部管线的危险性A1^B1对应为综合管廊的自身危险性B1^P1的因素；标志标识系统的危险性A2^B2、排水系统的危险性A3^B2、通风系统的危险性A4^B2、消防系统的危险性A5^B2、电气系统的危险性A6^B2、信息检测与控制系统的危险性A7^B2均对应为综合管廊的附属工程危险性B2^P1的因素；

所述底层的元素包括：廊体材质C1^B1、舱数C2^B1、管廊断面形状C3^B1、综合管廊的铺设年限C4^B1、供水管线泄漏的危险性C5^A1、排水管线渗漏的危险性C6^A1、热力管线泄漏的危险性C7^A1、燃气管线泄漏的危险性C8^A1、电力电缆火灾的危险性C9^A1、标志标识系统的安装年限C10^A2、标志标识系统的维修次数C11^A2、排水系统的安装年限C12^A3、排水系统的维修次数C13^A3、通风系统的安装年限C14^A4、通风系统的维修次数C15^A4、消防系统的安装年限C16^A5、消防系统的维修次数C17^A5、电气系统的安装年限C18^A6、电气系统的维修次数C19^A6、信息检测与控制系统安装年限C20^A7、信息检测与控制系统维修次数C21^A7、管廊上方位置C22^B3、管廊埋深C23^B3；

其中，廊体材质C1^B1、舱数C2^B1、管廊断面形状C3^B1、综合管廊的铺设年限C4^B1均对应为综合管廊的自身危险性B1^P1的因素；

供水管线泄漏的危险性C5^A1、排水管线渗漏的危险性C6^A1、热力管线泄漏的危险性C7^A1、燃气管线泄漏的危险性C8^A1、电力电缆火灾的危险性C9^A1均对应为内部管线的危险性A1^B1的因素；

标志标识系统的安装年限C10^A2、标志标识系统的维修次数C11^A2均对应为标志标识系统的危险性A2^B2的因素；

排水系统的安装年限C12^A3、排水系统的维修次数C13^A3均对应为排水系统的危险性A3^B2的因素；

通风系统的安装年限C14^A4、通风系统的维修次数C15^A4均对应为通风系统的危险性A4^B2的因素；

消防系统的安装年限C16^A5、消防系统的维修次数C17^A5均对应为消防系统的危险性A5^B2的因素；

电气系统的安装年限C18^A6、电气系统的维修次数C19^A6均对应为电气系统的危险性A6^B2的因素；

信息检测与控制系统安装年限C20^A7、信息检测与控制系统维修次数C21^A7均对应为信息检测与控制系统的危险性A7^B2的因素；

管廊上方位置C22^B3、管廊埋深C23^B3均对应为综合管廊的外部环境危险性B3^P1的因素；

所述底层1中的23个元素均为可能性因子；

步骤S3中，采用层次分析法分别计算可能性因子对危险可能性P1的综合权重，具体计算方式如下所示：

S301，根据所述危险可能性的层次结构1，分别构造出目标层1、准则层1、子准则层1中的各元素的判断矩阵A；

S302，分别计算目标层1、准则层1、子准则层1中的各元素的初始权重向量W；其中，

目标层1中的危险可能性P1的初始权重向量W_P1为：

W_P1＝(w_B1,w_B2,w_B3)；其中，w_B1,w_B2,w_B3分别为综合管廊的自身危险性B1^P1、综合管廊的附属工程危险性B2^P1，以及综合管廊的外部环境危险性B3^P1对危险可能性P1的权重系数；

准则层1中的综合管廊的自身危险性B1^P1的初始权重向量W_B1为：

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分别为廊体材质C1^B1、舱数C2^B1、管廊断面形状C3^B1、综合管廊的铺设年限C4^B1、内部管线的危险性A1^B1对综合管廊的自身危险性B1^P1的权重系数；

准则层1中的综合管廊的附属工程危险性B2^P1的初始权重向量W_B2为：

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分别为标志标识系统的危险性A2^B2、排水系统的危险性A3^B2、通风系统的危险性A4^B2、消防系统的危险性A5^B2、电气系统的危险性A6^B2、信息检测与控制系统的危险性A7^B2对综合管廊的附属工程危险性B2^P1的权重系数；

准则层1中的综合管廊的外部环境危险性B3^P1的初始权重向量W_B3为：

W_B3＝(w_C22,w_C23)^T；其中，w_C22,w_C23分别为管廊上方位置C22^B3、管廊埋深C23^B3对综合管廊的外部环境危险性B3^P1的权重系数；

子准则层1中的内部管线的危险性A1^B1的初始权重向量W_A1为：

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分别为供水管线泄漏的危险性C5^A1、排水管线渗漏的危险性C6^A1、热力管线泄漏的危险性C7^A1、燃气管线泄漏的危险性C8^A1、电力电缆火灾的危险性C9^A1对内部管线的危险性A1^B1的权重系数；

子准则层1中的标志标识系统的危险性A2^B2的初始权重向量W_A2为：

W_A2＝(w_C10,w_C11)^T；其中，w_C10,w_C11分别为标志标识系统的安装年限C10^A2、标志标识系统的维修次数C11^A2对标志标识系统的危险性A2^B2的权重系数；

子准则层1中的排水系统的危险性A3^B2的初始权重向量W_A3为：

W_A3＝(w_C12,w_C13)^T；其中，w_C12,w_C13分别为排水系统的安装年限C12^A3、排水系统的维修次数C13^A3对排水系统的危险性A3^B2的权重系数；

子准则层1中的通风系统的危险性A4^B2的初始权重向量W_A4为：

W_A4＝(w_C14,w_C15)^T；其中，w_C14,w_C15分别为通风系统的安装年限C14^A4、通风系统的维修次数C15^A4对通风系统的危险性A4^B2的权重系数；

子准则层1中的消防系统的危险性A5^B2的初始权重向量W_A5为：

W_A5＝(w_C16,w_C17)^T；其中，w_C16,w_C17分别为消防系统的安装年限C16^A5、消防系统的维修次数C17^A5对消防系统的危险性A5^B2的权重系数；

子准则层1中的电气系统的危险性A6^B2的初始权重向量W_A6为：

W_A6＝(w_C18,w_C19)^T；其中，w_C18,w_C19分别为电气系统的安装年限C18^A6、电气系统的维修次数C19^A6对电气系统的危险性A6^B2的权重系数；

子准则层1中的信息检测与控制系统的危险性A7^B2的初始权重向量W_A6为：

W_A7＝(w_C20,w_C21)^T；其中，w_C20,w_C21分别为信息检测与控制系统安装年限C20^A7、信息检测与控制系统维修次数C21^A7对信息检测与控制系统的危险性A7^B2的权重系数；

S303，若某元素的判断矩阵A的阶数n≥3时，则进行一致性检验；否则，不进行一致性检验；

S304，计算可能性因子相对于危险可能性P1的综合权重向量W′_P1为：

步骤S4中，所述危险可能性P1的计算方式，具体如下所示：

S401，根据各个可能性因子的实际属性和数据进行专家打分，得到各个可能性因子的打分结果为γ_P1＝(γ_C1,γ_C2,γ_C3,γ_C4,…,γ_C23)；其中γ_C1,γ_C2,γ_C3,γ_C4,…,γ_C23依次对应为廊体材质C1^B1、舱数C2^B1、管廊断面形状C3^B1、综合管廊的铺设年限C4^B1、供水管线泄漏的危险性C5^A1、排水管线渗漏的危险性C6^A1、热力管线泄漏的危险性C7^A1、燃气管线泄漏的危险性C8^A1、电力电缆火灾的危险性C9^A1、标志标识系统的安装年限C10^A2、标志标识系统的维修次数C11^A2、排水系统的安装年限C12^A3、排水系统的维修次数C13^A3、通风系统的安装年限C14^A4、通风系统的维修次数C15^A4、消防系统的安装年限C16^A5、消防系统的维修次数C17^A5、电气系统的安装年限C18^A6、电气系统的维修次数C19^A6、信息检测与控制系统安装年限C20^A7、信息检测与控制系统维修次数C21^A7、管廊上方位置C22^B3、管廊埋深C23^B3的打分值；

S402，计算综合管廊危险发生的可能性分值即危险可能性P1＝γ_P1·W′_P1；

步骤S401中，

关于供水管线泄漏的危险性C5^A1的打分方式，具体如下所示：

供水管线泄漏的可能性因子包括：供水管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、廊内湿度；

利用层次分析法得到供水管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、廊内湿度对供水管线泄漏的危险性C5^A1的权重系数依次为w1_C5,w2_C5,w3_C5,w4_C5,w5_C5；

利用专家法对供水管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、廊内湿度进行打分,采用十分制，供水管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、廊内湿度的分值依次为χ1_C5,χ2_C5,χ3_C5,χ4_C5,χ5_C5；

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

根据所计算出的R_C5获取供水管线泄漏的危险性C5^A1的分值；

关于排水管线渗漏的危险性C6^A1的打分方式，具体如下所示：

排水管线渗漏的可能性因子包括：排水管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、廊内湿度；

排水管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、廊内湿度对排水管线渗漏的危险性C6^A1的权重系数依次为w1_C6,w2_C6,w3_C6,w4_C6,w5_C6；

利用专家法对排水管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、廊内湿度，以及排水管线的管道坡度和管内流速进行打分,采用十分制，排水管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、廊内湿度的分值依次为χ1_C6,χ2_C6,χ3_C6,χ4_C6,χ5_C6；

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

根据所计算出的R_C6获取排水管线渗漏的危险性C6^A1的分值；

关于热力管线泄漏的危险性C7^A1的打分方式，具体如下所示：

热力管线泄漏的可能性因子包括热力管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、压力等级、廊内湿度；

利用层次分析法得到热力管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、压力等级、廊内湿度对热力管线泄漏的危险性C7^A1的权重系数依次为w1_C7,w2_C7,w3_C7,w4_C7,w5_C7,w6_C7；

利用专家打分法对热力管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、压力等级、廊内湿度进行打分，采用十分制，热力管线的管径、材质、敷设年限、维修次数、压力等级、廊内湿度的分值依次为χ1_C7,χ2_C7,χ3_C6,χ4_C6,χ5_C6,χ6_C6；

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

根据所计算出的R_C7获取热力管线泄漏的危险性C7^A1的分值；

关于燃气管线泄漏的危险性C8^A1的打分方式，具体如下所示：

燃气管线泄漏的可能性因子包括：燃气管线的材质、管径、敷设年限、压力等级、维修次数、廊内湿度、周围管线；

利用层次分析法得到燃气管线的材质、管径、敷设年限、压力等级、维修次数、廊内湿度、周围管线对燃气管线泄漏的危险性C8^A1的权重系数依次为w1_C8,w2_C8,w3_C8,w4_C8,w5_C8,w6_C8,w7_C8；

利用专家打分法对燃气管线的材质、管径、敷设年限、压力等级、维修次数、廊内湿度、周围管线进行打分，采用十分制，燃气管线的材质、管径、敷设年限、压力等级、维修次数、廊内湿度、周围管线的分值依次为χ1_C8,χ2_C8,χ3_C8,χ4_C8,χ5_C8,χ6_C8,χ7_C8；

计算

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

根据所计算出的R_C8获取燃气管线泄漏的危险性C8^A1的分值；

关于电力电缆火灾的危险性C9^A1的打分方式，具体如下所示：

电力电缆火灾的可能性因子包括：导体电阻、绝缘电阻、敷设年限、接头局部放电量、廊内湿度、廊内温度、廊内甲烷浓度；

利用层次分析法得到导体电阻、绝缘电阻、敷设年限、接头局部放电量、廊内湿度、廊内温度、廊内甲烷浓度对电力电缆火灾的危险性C9^A1的权重系数依次为w1_C9,w2_C9,w3_C9,w4_C9,w5_C9,w6_C9,w7_C9；

利用专家打分法对燃气管线的材质、管径、敷设年限、压力等级、维修次数、廊内湿度、周围管线进行打分，采用十分制，燃气管线的材质、管径、敷设年限、压力等级、维修次数、廊内湿度、周围管线的分值依次为χ1_C9,χ2_C9,χ3_C9,χ4_C9,χ5_C9,χ6_C9,χ7_C9；

计算

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

根据所计算出的R_C9获取电力电缆火灾的危险性C9^A1的分值；

步骤S1中，所述综合管廊危险发生后的影响度因子包括：对周围区域的影响度、对服务用户的影响度；

步骤S2中，所述危险影响度的层次结构2从上至下依次为：目标层2、底层2；

所述目标层2的元素为危险影响度P2；

所述底层2的元素包括：对周围区域的影响度D1^P2、对服务用户的影响度D2^P2；其中，对周围区域的影响度D1^P2、对服务用户的影响度D2^P2均对应为危险影响度P2的因素；

所述底层2中的2个元素均为影响度因子；

步骤S3中，采用层次分析法分别计算影响度因子对危险影响度P2的综合权重，具体计算方式如下所示：

S311，根据所述危险影响度的层次结构2，分别构造出目标层2、各元素的判断矩阵A；

S312，分别计算目标层2中的各元素的初始权重向量；其中，

目标层2中的危险影响度P2的初始权重向量W_P2为：

W_P2＝(w_D1,w_D2)^T；其中，w_D1,w_D2分别为对周围区域的影响度D1^P2、对服务用户的影响度D2^P2对危险影响度P2的权重系数；

S313，若某元素的判断矩阵A的阶数n≥3时，则进行一致性检验；否则，不进行一致性检验；

S314，计算出影响度因子相对于危险影响度P2的综合权重向量W′_P2为：

W′_P2＝W_P2＝(w_D1,w_D2)^T；

步骤S4中，所述危险影响度P2的计算方式，具体如下所示：

S411，根据各个影响度因子的实际属性和数据进行专家打分，得到各个影响度因子的打分结果为γ_P2＝(γ_D1,γ_D2)；其中γ_D1,γ_D2分别为对周围区域的影响度D1^P2、对服务用户的影响度D2^P2的打分值；

S412，计算综合管廊危险发生后的影响度分值即危险影响度P2＝γ_P2·W′_P2；

步骤S5中，综合管廊的状态综合分值R的计算方式为R＝P1×P2。