[发明专利]一种基于模糊聚类分析的压力管道风险评价方法

说明书

本发明涉及工业压力管道的设计与安全保障领域，具体是一种基于模糊聚类分析的压力管道风险评价方法。本发明选择模糊聚类划分，为分析提供了有力的工具，由于模糊聚类获得的样本属于各类型别的不确定性程度，反映了样本属性的中介性，建立起样本对于类别的不确定性，更能客观的反映现实；本发明选择管道内压强与管道内温度这两个压力管道中影响最大的实际工况数据作为全部实际工况数据的代表，其较易测得，且其二者可在一定程度上代表压力管道的工况，极大的降低了模型的复杂程度，让小型企业也能使用本方法；本发明对结果进行Friedman检验，进一步验证了所得数据的可信度。

技术领域

本发明涉及工业压力管道的设计与安全保障领域，具体是一种基于模糊聚类分析的压力管道风险评价方法。

背景技术

压力管道广泛应用于石油、化工、冶金、建筑、电力等工业领域的各个行业以及城市燃气和供热系统中。据不完全统计，我国现有在用压力管道总长超过63.56万公里，其中工业管道超过42.76万公里，公用管道超过17.33万公里，长输送管道超过3.04万公里，其他管道超过0.43万公里。压力管道和压力容器一样，都是具有爆炸危险的承压设备，输送高温、高压、易燃、易爆、腐蚀、有毒介质，一旦发生爆炸或者泄漏，会导致灾难性事故，使社会生产遭受严重破坏，人民生命和财产受到巨大损失。我国油气输送管道事故也曾多次发生。1974年，大铁复线漱江穿越段用气体试压时发生爆炸，爆炸长度达2km。四川石油管理局南干线在1971-1990年，共发生108起失效事故。每次事故停输时间超过24小时，经济损失约达1亿元人民币。显然，我国压力管道安全状况令人担忧，加强对压力管道的科学化管理与监督以降低事故率，是一项艰巨而重要的任务。

我国在压力管道风险评价方面研究较晚，近些年才开始引起注意。由于我们国家和国外压力管道现状有很大差别，所以国外的压力管道风险评价的研究成果不会完全适用于我们国家的压力管道现状。因此，需要根据我国压力管道的实际情况，针对性的进行有关压力管道评价方面的理论和方法研究。

模糊聚类分析是涉及事物之间的模糊界限时按一定要求对事物进行分类的数学方法。聚类分析是数理统计中的一种多元分析方法，它是用数学方法定量地确定样本的亲疏关系，从而客观地划分类型。应用于很多领域，其显著的经济社会效益已在国外某些国家得到了很好地证明。模糊聚类分析可以将压力管道划分成不同的风险等级，在保障安全生产、控制风险的前提下，对高风险管道增加控制投入，进行重点检验，对低风险管道减少控制投入。这是一种动态的检验方法，一方面根据压力管道早期运行工况和管道级别确定检验周期，另一方面提供了合理分配检验和维修力量的基础，能够保证对高风险压力管道有较多的重视，同时对低风险压力管道进行适当的评估，允许操作者将精力集中于高风险的管道上，应用有效的检验技术加以检测，在降低成本的同时提高压力管道设备的安全性和可靠性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种基于模糊聚类分析的压力管道风险评价方法。

一种基于模糊聚类分析的压力管道风险评价方法，包括如下步骤：

(1)对压力管道进行分类，参照管道设计标准进行分析；

(2)根据系统中压力管道的工况数据，对其进行无量纲化处理；

(3)根据无量纲化处理后的数据，运用模糊聚类分析的数学模型进行处理，得到隶属度排序，并将其不同管道按严重程度进行分类。

利用模糊C均值聚类的Matlab程序求解公式如下：

AA＝A./[ones(x,1)*std(A)]； ％无量纲化

[c,u,fcn]＝fcm(AA,3) ％模糊C均值聚类

[F,J]＝sort(u)； ％隶属度排序

t1＝find(J(3,:)＝＝1),