[发明专利]基于模糊FMEA的水利工程风险预警分析方法及系统

权利要求书

1.一种基于模糊FMEA的水利工程风险预警分析方法，其特征在于，该方法包括：

步骤一，基于霍尔三维结构识别法，从输水渠道、交叉建筑物、输水管线三个维度构建水利工程运行期过程风险指标评价体系，基于专家知识库，对风险指标评价体系进行优化；

步骤二，对风险指标评价体系中的风险指标采用五个等级划分风险评价标准，得到风险指标评价空间；

步骤三，基于层次分析法计算各个风险指标的权重，确定风险指标之间的相对重要性；

步骤四，基于模糊FMEA方法，建立严重程度、发生频率、可探测度与风险优先等级之间的模糊规则库，根据风险指标评价空间以及监测数据，确定严重程度、发生频率、可探测度，计算出各风险指标的风险优先等级；

步骤五，根据风险指标的权重与风险指标的风险优先等级，得到风险优先顺序数RPN；

步骤六，根据水利工程风险预警的风险警限，确定风险优先顺序数RPN对应的风险警级，得到对应风险指标的风险警级；

步骤七，根据风险指标的风险警级，发布警情；

所述步骤四包括：

对故障发生频度、严重度、探测度建立模糊术语集；

建立故障发生频度、严重度、探测度以及风险优先等级的三角隶属函数；

建立故障发生频度、严重度、探测度与风险优先等级之间的模糊规则库，基于马丹尼方法进行模糊推理；

采用重心法对模糊推理结果进行去模糊化处理，得到风险指标优先等级。

2.如权利要求1所述的基于模糊FMEA的水利工程风险预警分析方法，其特征在于，所述步骤一包括：

从时间维、因素维、逻辑维三个角度，从输水渠道、交叉建筑物、输水管线三个维度对运行期过程风险指标进行全面识别，构建水利工程运行期过程风险指标评价体系；

基于专家知识库，对风险指标评价体系进行优化。

3.如权利要求1或2所述的基于模糊FMEA的水利工程风险预警分析方法，其特征在于，所述步骤二包括：

将风险指标体系中的指标分为定量指标和定性指标，对风险指标体系中的定量指标和定性指标采用五个等级划分风险评价标准，得到风险指标评价空间；

其中，五个等级为高风险、较高风险、中等风险、较低风险、低风险。

4.如权利要求3所述的基于模糊FMEA的水利工程风险预警分析方法，其特征在于，所述对风险指标体系中的定量指标采用五个等级划分风险评价标准具体为：使用文献资料法确定风险指标的预警阈值，根据预警阈值对风险指标体系中的定量指标采用五个等级划分风险评价标准。

5.如权利要求1或2所述的基于模糊FMEA的水利工程风险预警分析方法，其特征在于，所述步骤三包括：

构造中间层指标判断矩阵以及中间层下各个风险指标判断矩阵；

分别根据判断矩阵计算中间层指标的权重以及风险指标的权重；

对判断矩阵进行一致性检验，得到中间层指标权重结果以及风险指标权重结果。

6.如权利要求1或2所述的基于模糊FMEA的水利工程风险预警分析方法，其特征在于，所述步骤五包括：

将风险指标的权重与风险指标优先等级相乘，得到风险优先顺序数RPN；

将风险优先顺序数RPN由小到大进行排序，得到风险指标排序。

7.如权利要求1所述的基于模糊FMEA的水利工程风险预警分析方法，其特征在于，所述步骤六包括：

对风险优先顺序数组成的序列进行离差标准化处理；

确定水利工程风险预警的风险警限，根据风险警限确定离差标准化处理后的风险优先顺序数对应的风险警级，从而得到风险指标的风险警级。

8.一种基于模糊FMEA的水利工程风险预警分析系统，包括评价子系统、模糊控制子系统、输出子系统，其特征在于，评价子系统包括：

风险指标识别单元，用于基于霍尔三维结构识别法，从输水渠道、交叉建筑物、输水管线三个维度构建水利工程运行期过程风险指标评价体系，基于专家知识库，对风险指标评价体系进行优化；

风险评价标准划分单元，用于对风险指标评价体系中的风险指标采用五个等级划分风险评价标准，得到风险指标评价空间；

风险指标权重计算单元，用于基于层次分析法计算各个风险指标的权重，确定风险指标之间的相对重要性；

模糊控制子系统，用于基于模糊FMEA方法，建立严重程度、发生频率、可探测度与风险优先等级之间的模糊规则库，根据风险指标评价空间以及监测数据，确定严重程度、发生频率、可探测度，计算出各风险指标的风险优先等级；

输出子系统包括：

风险优先顺序数确定单元，用于根据风险指标的权重与风险指标的风险优先等级，得到风险优先顺序数RPN；

风险警级确定单元，用于根据水利工程风险预警的风险警限，确定风险优先顺序数RPN对应的风险警级，得到对应风险指标的风险警级；

警情发布单元，用于根据风险指标的风险警级，发布警情；

所述模糊控制子系统的作用包括：

对故障发生频度、严重度、探测度建立模糊术语集；

建立故障发生频度、严重度、探测度以及风险优先等级的三角隶属函数；

建立故障发生频度、严重度、探测度与风险优先等级之间的模糊规则库，基于马丹尼方法进行模糊推理；

采用重心法对模糊推理结果进行去模糊化处理，得到风险指标优先等级。