一种变电站接地网腐蚀速率的模糊预测方法

摘要

本发明公开了一种变电站接地网腐蚀速率的模糊预测方法，包括依据土壤理化指标与变电站接地网腐蚀相关关系对隶属度的确定、对不同土壤理化指标对接地网腐蚀贡献度的确定以及不同地域变电站接地网间贴近度的计算。本发明采用模糊预测模型以解决接地网腐蚀速率预测中存在的涉及因素较多，关系错综复杂，以及所涉及因素中的不确定性和模糊性，同时避免了因小样本引起的模型预测精度差，对地域上邻近或土壤理化指标相近的接地网站点，在工程上能够快速而有效的预测其变电站接地网腐蚀速率。

主权项

一种变电站接地网腐蚀速率的模糊预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、获取m个不同地域变电站接地网腐蚀速率及其附近n种土壤理化指标；步骤二、确定各土壤理化指标与腐蚀速率相关系数；步骤三、根据相关系数确定隶属度和贡献度；步骤四、计算m个变电站接地网土壤与待预测变电站接地网土壤之间贴近度；步骤五、对计算贴近度结果进行由大到小排序；步骤六、选择贴近度最大的前三变电站接地网腐蚀数据作为参考，对待预测变电站接地网腐蚀速率进行预测；步骤二具体包括：通过公式2计算n个土壤理化指标与腐蚀速率之间的相关系数R；R＝[r_1n+1,r_2n+1,…，r_nn+1]其中r_yn+1表示第y种土壤理化指标与腐蚀速率之间的相关系数；y＝1…n；$r_{\mathrm{ij}}=\frac{\underset{k=1}{\overset{m}{\Sigma }}(x_{\mathrm{ik}}-{\bar{x}}_i)(x_{\mathrm{jk}}-{\bar{x}}_j)}{\sqrt{\underset{k=1}{\overset{m}{\Sigma }}{(x_{\mathrm{ik}}-{\bar{x}}_i)}^2}\sqrt{\underset{k=1}{\overset{m}{\Sigma }}{(x_{\mathrm{jk}}-{\bar{x}}_j)}^2}}---\left(2\right)$其中：r_ij表示第i种特征因素与第j种特征因素的相关系数；x_ik为第k个地域的第i种特征因素；i≤n时的特征因素为土壤理化指标，i＝n+1时的特征因素为接地网腐蚀速率；x_jk为第k个地域的第j种特征因素；j≤n时的特征因素为土壤理化指标，j＝n+1时的特征因素为接地网腐蚀速率；为第i种土壤理化指标的平均值，为第j种土壤理化指标的平均值，k＝1…m,i＝1…n+1,j＝1…n+1；步骤三具体包括：当第y种土壤理化指标与腐蚀速率相关系数r_yn+1＞0时，通过公式3，当r_yn+1＜0时通过公式4将土壤理化指标特征因素转换成[0,1]区间上的数值s_yo，即为隶属度,m个不同地域的n个土壤理化指标特征因素得到隶属度矩阵S：$S=\left[\begin{array}{cccc}{T}_1& T_2& ...& T_o\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{s}_{11}& s_{12}& ...& s_{1o}\\ s_{21}& s_{22}& ...& s_{2o}\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ s_{y1}& s_{y2}& ...& s_{\mathrm{yo}}\end{array}\right]---\left(5\right)$公式3、公式4分别为：$s_{\mathrm{yo}}=u(x_{\mathrm{yo}},a,b)=\left\{\begin{array}{cc}0& x\le a\\ \frac{1}{1+e^{-g\left[(\frac{a+b}{2}-x_{\mathrm{yo}})\frac{1}{(a-x_{\mathrm{yo}})(b-x_{\mathrm{yo}})}\right]}}& a<x<b\\ 1& x\ge b\end{array}\right.,r_{\mathrm{yn}+1}>0---\left(3\right)$$s_{\mathrm{yo}}=u(x_{\mathrm{yo}},a,b)=\left\{\begin{array}{cc}1& x\le a\\ \frac{1}{1+e^{g\left[(\frac{a+b}{2}-x_{\mathrm{yo}})\frac{1}{(a-x_{\mathrm{yo}})(b-x_{\mathrm{yo}})}\right]}}& a<x<b\\ 0& x\ge b\end{array}\right.,r_{\mathrm{yn}+1}<0---\left(4\right)$其中x_yo为第o个地域土壤样品的第y个土壤理化指标，y＝1…n，o＝1…m，g为1‑20之间的正整数，a为第y个土壤理化指标的最小值，b为第y个土壤理化指标的最大值，s_yo为第o个地域的第y个土壤理化指标的隶属度；根据第y种土壤理化指标与腐蚀速率之间的相关系数r_yn+1的绝对值的大小，对土壤理化指标特征因素对接地网腐蚀速率的贡献度划分；令|r_yn+1|≥0.5贡献度为1，0.4≤|r_yn+1|≤0.49贡献度为0.9，0.3≤|r_yn+1|≤0.39贡献度为0.7.0.2≤|r_yn+1|≤0.29贡献度为0.5，0≤|r_yn+1|≤0.19贡献度为0.3；得到n个贡献度大小为：w₁，w₂，…，w_n；步骤四具体包括：对待预测变电站接地网附近土壤理化指标检测，并确定其各个指标隶属度s_h测；检测的待预测变电站接地网附近土壤理化指标的种类与步骤一中检测的每个变电站接地网附近土壤理化指标的种类相同；通过公式6计算待预测变电站接地网处土壤与步骤一中m个不同地域变电站接地网附近土壤的贴进度：其中p＝1…m，h＝1…n；步骤六具体包括：将选出的三个与待预测变电站接地网处土壤贴进度最高的变电站接地网处土壤与待预测变电站接地网处土壤的贴进度，以及三个选出的变电站接地网腐蚀速率带入公式7中，计算出待预测变电站接地网的腐蚀速率；其中，λ为系数，取值范围为0.8‑1.6。