城市压力管道风险评估研究

谷洪雁 GU Hong-yan

（河北工业职业技术学院，石家庄 050091）

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

0 引言

城市灾害损失评估和灾害等级划分是灾害学研究领域的一个重要组成部分。近年来，随着各种新理论和技术手段的不断发展和学科间的交叉应用，一些学者和科技工作者运用新方法，从不同角度探讨灾情损失评估方法和灾害等级划分等问题，开始由传统的定性分析和描述发展为定性和定量分析相结合并使整个评价过程定量化的计算和分析。本文基于灰色系统理论，运用灰色聚类法，探讨灾情损失和划分灾害等级。

1 灰色聚类法

灰色聚类法是以灰数的白化函数生成为基础的方法。它将聚类对象对于不同聚类指标所拥有的白化数，按p个灰类进行归纳，从而判断聚类对象所属的灰类。

记i为聚类对象 (令i=1,2,3…,n);j为聚类指标 (令j=1,2,3,…,m);k为聚类灰类(令k=1,2,3,…,p);dif为第i个聚类对象对于第j个聚类指标所拥有的白化数。

设 F={fjk|j=1,2,3,…m;k=1,2,3,…,p}为白化权函数集,其中fjk为第j个聚类指标属于第k个灰类的白化权函数集。则第i个聚类对象对于第k个灰数的聚类系数为:

式中ηjk为第j个聚类指标属于第k个灰类的聚类权，即

式中：λjk为灰类白化权函数的阈值。

第i个聚类对象的聚类向量为

根据择大原则进行聚类，从而判断聚类对象所属的灰类。

2 灰色聚类法用于我国压力管道灾害损失的评价

灰色聚类法评价的主要步骤为确定各类白化函数；确定聚类权重；求聚类系数；确定各聚类对象所属质量级别。本文的聚类样本是选取2005年到2009年5个年度，每个年度包括事故起数(次)，死亡人数(人)，受伤人数(人)，直接经济损失(万元)四项指标。统计结果见表1。

表1 我国压力管道事故统计结果

另外，根据我国经济发展水平划分为4个事故等级见表2。

表2 灾害等级的评价标准

取表2中每一类型的均值为其代表值，结果如表3所示。

表3 不同灾害指标的评价标准的灰类值

2.1 数据的无量纲化处理 在压力管道灾害等级评价中，由于个聚类指标的划分等级的区间大小不同，且量级有很大差别，因而不能直接进行计算，通常采用无量纲化处理，计算公式为

即采用平均标准化进行处理。表1和表3中的数据进行无量纲化处理后见表4和表5。

表4 我国压力管道事故无量纲化的统计结果

表5 无量纲化后的灰类值

2.2 聚类权重的计算 根据公式（2）计算聚类权重，将表5中的数据代入式（2）可求得聚类权重，见表6。

2.3 求聚类系数及聚类结果 根据公式（1）及公式（3）求得聚类系数及聚类结果，见表7。

表6 各灰类中各因子的权重值

表7 聚类系数及聚类结果

3 结语

由上述灰色聚类法原理和应用举例分析可以看出，灰色聚类法具有以下优点：灰色聚类法考虑了系统的灰色性和白化程度，以及各灾害指标的综合影响而进行聚类加权，其权重的确定方法也比其他方法更合理；灰色聚类法本身考虑了灾情损失程度，即受灾程度的重要特性，也就是系统的灰色性比较适合灾害评价研究，符合实际情况；灰色聚类法不仅具有可比性，而且具有综合性等特点。聚类结果既便于科学分析，又便于按灰类进行管理规划，且计算过程简单，是进行灾情损失评估和等级划分的有效方法。

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