基于安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判方法分析

王靜云（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司）

基于安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判方法分析

王靜云（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司）

針對(duì)目前大壩工程項(xiàng)目建設(shè)安全檢測(cè)系統(tǒng)過程中存在的問題，本文分析了采用多層次模糊綜合評(píng)判方法的作用原理、作用過程，并提出了各個(gè)評(píng)判因子的獲取方法。其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；多層次模糊綜合評(píng)判方法；評(píng)判因子

引言

大壩是我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展目標(biāo)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性是提升管理控制水平的關(guān)鍵。而大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備本身就具有一定的效應(yīng)度限制，這就導(dǎo)致獲取的系統(tǒng)運(yùn)行情況信息缺乏穩(wěn)定性?；诖?，相關(guān)建設(shè)人員可采用大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判方法，來評(píng)判安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備儀器提供的工程使用效應(yīng)量數(shù)據(jù)可信度。這樣一來，水利工程建設(shè)人員就能根據(jù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)，對(duì)建設(shè)使用管理方式進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)其實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)生的變化。

1 多層次模糊綜合評(píng)判方法的作用原理

模糊綜合評(píng)判方法的作用原理，是通過模糊變換技術(shù)原理與評(píng)判對(duì)象的各個(gè)影響因子，建立一個(gè)綜合評(píng)判體系。這樣一來，評(píng)判對(duì)象所在系統(tǒng)的研究人員就能根據(jù)數(shù)學(xué)手段，通過度量每個(gè)評(píng)判影響因子，來得到最終的評(píng)判結(jié)果。該方法實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)模型與度量結(jié)構(gòu)判斷的結(jié)合，使得獲取的評(píng)判結(jié)果更具可靠性。而多層次模糊綜合評(píng)判方法，就是通過假設(shè)給定的有限論域來轉(zhuǎn)化為模糊變換。這里指的有限論域包括：因素集、評(píng)語集、模糊子集以及評(píng)判矩陣等。對(duì)于模糊綜合評(píng)判模型的建立，就是通過計(jì)算模糊變換的合成過程，來實(shí)現(xiàn)模糊算子公理化結(jié)構(gòu)的判斷。就目前的科研成果來說，可供選擇的多層次模糊綜合評(píng)判模型包括：主因素決定型和主因素突出。這兩種模型均涉及到取大取小的運(yùn)算，這就使得一些有效信息出現(xiàn)的流失問題。為此，模糊變換模型建立人員應(yīng)將所有評(píng)判因子集中起來，其實(shí)現(xiàn)評(píng)判對(duì)象有效信息的充分利用[1]。

2 基于安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判方法應(yīng)用

2.1 大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判結(jié)構(gòu)

相關(guān)研究表明，基于安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大壩多層系模糊綜合評(píng)判方法主要作用于兩方面，即評(píng)判系統(tǒng)監(jiān)測(cè)儀器的運(yùn)行狀態(tài)和評(píng)判各層次系統(tǒng)的大壩建設(shè)使用安全性。具體來說，就是通過獲取大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)，并將其整理成能夠充分反映大壩建設(shè)各類作用效果的實(shí)際情況。這樣一來，研究人員就能根據(jù)其安全層次的分析結(jié)構(gòu)，來得出大壩安全監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)[2]。如圖1所示，為大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判的結(jié)構(gòu)示意圖。在此情況下，水利工程施工建設(shè)管理人員就能根據(jù)安全監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備給出的使用效應(yīng)量，來判斷獲取數(shù)據(jù)信息的可靠性。

圖1 大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 獲取評(píng)判因子集

大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判方法作用于安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方面有很多，即監(jiān)測(cè)儀器布置的合理性、儀器工作環(huán)境、儀器運(yùn)行精度情況、測(cè)值有效測(cè)次等。評(píng)判分析人員應(yīng)結(jié)合大壩工程項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際情況，找出模糊綜合評(píng)判方法的作用對(duì)象。在選取評(píng)判因子集的過程中，研究人員可按照《混凝土壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（DL/T5178-2003）中的規(guī)范要求，將壩體、壩肩、壩基以及會(huì)對(duì)工程造成重大影響的近壩岸坡作為安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的評(píng)判對(duì)象。由于評(píng)判因子壩體或是壩基的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是相互影響的，因此評(píng)判因子確定人員可將近壩岸坡以及壩肩作為大壩安全多層次綜合模糊評(píng)判的主要對(duì)象。

2.3 評(píng)語集建立

一方面，大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)儀器應(yīng)設(shè)置好作用狀態(tài)的評(píng)語等級(jí)，即很好、好、一般、不好、很不好。另一方面，評(píng)語集的建立還要囊括大壩工程項(xiàng)目的安全狀態(tài)評(píng)語。即根據(jù)工程建設(shè)的設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，劃分不同的大壩安全綜合評(píng)價(jià)論域，將所處的安全程度劃分為五個(gè)等級(jí)，很安全、安全、一般、不安全以及很不安全[3]。

2.4 評(píng)判矩陣

基于安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判矩陣，是通過獲取監(jiān)測(cè)儀器的隸屬度以及大壩評(píng)判因子的隸屬度來進(jìn)行實(shí)際作用的。對(duì)于安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)儀器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)來說，其量化程度非常困難，這就使得模糊綜合評(píng)判人員難以獲得具有準(zhǔn)確性的隸屬函數(shù)。因此，研究人員采用了模糊權(quán)數(shù)法，即通過給出評(píng)語或得分，來確定監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備運(yùn)行所處的安全等級(jí)。此過程，評(píng)判人員要采用模糊評(píng)判原理，來獲取儀器設(shè)備的整體運(yùn)行狀態(tài)信息，從而為儀器評(píng)判因子提供相應(yīng)的權(quán)重向量。如表1所示，為監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)判因子。

表1 監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)判因子

而大壩評(píng)判因子隸屬度的獲取，則應(yīng)根據(jù)次級(jí)評(píng)判矩陣提供上級(jí)評(píng)判矩陣的方式來獲得五級(jí)評(píng)判因子。因此，多層次模糊綜合評(píng)判人員可通過逐層評(píng)判結(jié)果，來獲取大壩監(jiān)測(cè)安全系統(tǒng)作用的安全程度。此過程，能夠有效消除評(píng)判過程中人員的主觀思維模式的影響，從而使得評(píng)判方法的應(yīng)用更具科學(xué)合理性[4]。此評(píng)判因子隸屬度獲取過程：①要根據(jù)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)確定的評(píng)語隸屬關(guān)系，來得出各個(gè)評(píng)判因子的評(píng)語得分向量，從而組成評(píng)判矩陣。②經(jīng)過從低層因子到高層因子的評(píng)判后，就能得出評(píng)判第一層的大壩安全評(píng)語得分的隸屬度向量。③經(jīng)過計(jì)算就能得到大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

3 基于安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判因子的權(quán)重分析

大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判因子的權(quán)重先要確定儀器設(shè)備的評(píng)判因子，即從儀器布置情況、儀器運(yùn)行環(huán)境、儀器運(yùn)行精度、儀器運(yùn)行可靠性、儀器運(yùn)行穩(wěn)定性以及儀器有效測(cè)次，六個(gè)消毒來驗(yàn)證安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)儀器的整體運(yùn)行情況。然后，就可以對(duì)大壩各層評(píng)判權(quán)重進(jìn)行確定，即評(píng)判相同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目下采用的不同監(jiān)測(cè)方法以及相應(yīng)的評(píng)判因子權(quán)重求解，來劃分大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用形式[5]。具體來說，就是結(jié)合大壩工程項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行的條件，來計(jì)算初始權(quán)重，從而采用監(jiān)測(cè)儀器對(duì)不理想的系統(tǒng)作用狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。上述即為最終權(quán)重的確定過程，其結(jié)果充分反映了安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)儀器的運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)束語

總而言之，大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判方法的應(yīng)用能夠通過科學(xué)技術(shù)手段，判斷出安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)儀器設(shè)備及其反映出的大壩整體運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否。為此，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)在明確其作用原理的基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用于實(shí)踐，從而提高水利工程項(xiàng)目建設(shè)使用的目標(biāo)效果。

[1]鄭付剛，游強(qiáng)強(qiáng).基于安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大壩安全多層次模糊綜合評(píng)判方法[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，04：407～414.

[2]江沛華，汪 蓮.基于變權(quán)的多層次模糊綜合評(píng)判在大壩安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2010，04：112～114.

[3]陸 晨，李子陽，劉成棟，劉紅坤.大壩安全預(yù)警的綜合信息模糊推理[J].南水北調(diào)與水利科技，2014，01：122～125.

[4]殷安慶，黃 銘，蔚 清，楊運(yùn)寶.大壩基巖變形安全監(jiān)測(cè)模糊綜合評(píng)價(jià)權(quán)值比較[J].人民黃河，2013，11：107～110.

[5]姜 彤，杜國(guó)倩.模糊評(píng)判法在大壩安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].人民黃河，2012，03：117～119.

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