[发明专利]一种基于修正熵权法的油气管道土壤腐蚀分级评价方法

说明书

一种基于修正熵权法的油气管道土壤腐蚀分级评价方法，该方法分析并选取油气管道土壤腐蚀影响参数，通过理论分析建立参数模型，该模型在粗糙集分类算和熵权计算法的基础上，结合无量纲化中同级变换和基于AHP法的高精度分类算法进行修正；通过粗糙集算法对指标因素数据约简，再对异常的单因素指标用AHP法修正熵权计算法进行详细的分析和处理，消除不确定因素的影响，使权重重要度排序更合理，同时提高单指标因素的权值精度；通过与实际数据对比表明，利用AHP法修正后的权重值在油气管道土壤分级评价方法中体现出主客观方法相互融合的益处，使结果更加准确。

技术领域

本发明涉及油气管道土壤腐蚀评价技术领域，具体涉及一种基于修正熵权法的油气管道土壤腐蚀分级评价方法。

背景技术

油气管道是目前油气运输的主要途径，但油气管道腐蚀将引发严重的社会危害。而土壤组成介质的多样性和结构的复杂性等，导致管道电位变化，是造成油气管道电化学腐蚀的最重要因素之一。引入土壤腐蚀分级评价，考虑到外界条件变化，为油气管道阴极保护提供有效且可靠的参考数值，其中土壤腐蚀因素权重值的确定至关重要。

赵志峰等提出用粗糙集分类算法，结合熵权计算法得到影响因素权重值，该方法对粗糙集数据的不确定性和熵权计算法的局限性有一定改善，但结合实际情况，在特定区间下决策指标的权重重要度排序不合理，且权重值不精确，导致多指标因素分级评价结果在实际运用中仍存在一定差异性和模糊性。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于修正熵权法的油气管道土壤腐蚀分级评价方法，在粗糙集分类算法和熵权计算法的基础上，结合无量纲化中同级变换和基于AHP法(层次分析法)的高精度分类算法进行修正；通过对异常的单因素指标进行详细的分析和处理，消除不确定因素的影响，能够使权重重要度排序更合理，同时提高单指标因素的权值精度；通过与实际数据对比表明，利用AHP法修正后的权重值在油气管道土壤腐蚀分级评价方法中体现出主客观方法相互融合的优点，结果更加准确。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于修正熵权法的油气管道土壤腐蚀分级评价方法，具体包括以下步骤：

步骤1、基于粗糙集理论的油气管道土壤腐蚀指标因素属性约简

将四元组信息系统S＝(U，M∪N，V，Z)设定为决策表并进行离散化数据约简，其中，将油气管道土壤腐蚀测试点作为研究对象U＝{X₁,X₂，……，X_n}，X₁,X₂，……，X_n为选取的油气管道土壤腐蚀测试点，将油气管道土壤腐蚀样本所选取的影响因素作为M条件属性，将油气管道土壤腐蚀等级作为N决策属性，若有a是任意集合和论域U上的一个等价关系，则N决策属性在M条件属性a下的正域：

设有M条件属性的任意子集时，可将a当成M条件属性的一个约简，当存在非正域数据项时，可以直接删去该项；

M条件属性下确定属于决策知识系统U/N的对象在整个论域U中的比重定义为依赖度σ_M(N)，其公式为：

以M条件属性a为例，各个M条件属性的重要度公式为：

其中，当存在p_MN(x)的值为零的时候，代表该M条件属性的结果在本次油气管道土壤腐蚀分级评价决策中没有影响，即可删去，仅计算对N决策属性有影响的M条件属性重要度并得到油气管道土壤腐蚀因素指标约简决策表；四元组信息系统中的V为属性值集合，Z为关系集合的映射，二者是固定组成不需要直接说明；

步骤2、将步骤1中油气管道土壤腐蚀属性约简后的指标因素进行基于熵权计算法的权重值确定：