[发明专利]评价结果区分度明显的输电杆塔塔材实际强度计算方法

摘要

本发明公开了一种评价结果区分度明显的输电杆塔塔材实际强度计算方法，应用粗糙集理论对杆塔强度影响因素集进行约简；采用数据挖掘方法从大量的历史数据中挖掘有用数据构造学习集；根据学习集运用梯度下降法不断迭代学习来确定因素集权重，并将得到的权值综合评价计算塔材实际强度的退化率。该方法可解决演化过程中影响塔材强度因素的效度不清晰的典型不确定性、非线性问题。该方法可为输电铁塔结构安全评价提供重要的科学判据。

主权项

一种评价结果区分度明显的输电杆塔塔材实际强度计算方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：指标集约简；步骤2：数据挖掘学习集的构造；步骤3：因素集权重确定；步骤4：实际强度评估；所述步骤1中的指标集约简，主要对由气象区条件、亚强度损伤、导线应力及机械振动三大类因素构成的指标集，三类影响因素集表示为U＝{U₁,U₂,U₃}，其中：U₁＝{u₁₁,u₁₂,u₁₃,u₁₄,u₁₅}，u₁₁为风速(最大风)，u₁₂为大气温度(最低温)，u₁₃为年平均气温，u₁₄为覆冰厚度(最厚覆冰)，u₁₅为年雷暴日天数；U₂＝{u₂₁,u₂₂,u₂₃,u₂₄,u₂₅,u₂₆}，u₂₁为运行时间，u₂₂为弯曲修复次数，u₂₃为裂痕修复次数，u₂₄为雷电或故障电流损伤次数，u₂₅为重覆冰疲劳次数，u₂₆为平均运行应力/最大运行应力；U₃＝{u₃₁,u₃₂,u₃₃,u₃₄}，u₃₁为导线分裂数，u₃₂为风向与线路角，u₃₃为地表面粗糙程度，u₃₄为钢材锈蚀量；根据评价因素对塔材强度的影响程度不同分为五个等级，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，等级Ⅰ表示对塔材实际强度影响很小，等级Ⅱ表示对塔材实际强度影响较小，等级Ⅲ表示对塔材实际强度影响中等，等级Ⅳ表示对塔材实际强度影响较大，等级Ⅴ表示对塔材实际强度影响很大；由全国典型气象区库建立气象区条件的评价标准，得出气象区评价量化标准：粗糙集进行属性约简：基本指标体系的因素较多，可能会存在因素冗余的问题，在不影响评价结果的基础上，为了不让评价过程复杂化，将对基本指标体系进行约简；以Ⅱ的指标值作为各最初评价指标的阀值，满足Ⅱ的指标值则为1，否则为0，进行数据离散化，便可得出最初评价指标信息；样本测试数据样本数据离散化根据粗糙集理论，对表4进行属性重要度约简：U/R＝{{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}U/(R‑{u₁₁})＝{{1,3,5,7,8},{2,4}}U/(R‑{u₁₂})＝{{1,2,4,5,7},{3,6,8}}U/(R‑{u₁₃})＝{{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}U/(R‑{u₁₄})＝{{1,5,7},{2,4},{3,6,8}}U/(R‑{u₁₅})＝{{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}U/(R‑{u₁₃,u₁₅})＝{{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}U/R≠U/(R‑{u₁₁})U/R≠U/(R‑{u₁₂})U/R≠U/(R‑{u₁₄})U/R＝U/(R‑{u₁₃})＝U/(R‑{u₁₅})＝U/(R‑{u₁₃,u₁₅})经过属性重要度约简，计算可知指标u¹³、u¹⁵是冗余的；同理，分别对亚强度损伤因素和导线应力及机械振动因素进行属性重要度约简，得到最终评价指标为：U＝{U₁,U₂,U₃}，其中U₁＝{u₁₁,u₁₂,u₁₄}，U₂＝{u₂₁,u₂₂,u₂₃,u₂₄,u₂₅}，U₃＝{u₃₁,u₃₂,u₃₃,u₃₄}；R为因素的属性值的集合。