模糊综合评价在黄鹤山隧道机电系统安全管理中应用探究

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1、模糊综合评价在黄鹤山隧道机电系统安全管理中应用探究　　摘要：通过隧道机电系统安全指标进行了分析，应用模糊数学理论建立了模糊综合安全评价指标体系和模型，并以黄鹤山隧道为例，对该隧道机电系统进行了模糊综合安全评价，得出隧道机电系统安全运营状态，对提高隧道机电系统安全管理水平具有重要的意义关键次：隧道工程；机电系统；模糊数学；安全评价中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：随着我国经济的发展，越来越多高速公路向山区修建了，这就必然导致隧道越来越多，而隧道作为路段的特殊构造物，它的形状及其封闭性造成了洞内空气污染严重、洞内外亮度差异悬殊、环境照度低、噪音高、交通空间受限和火灾难于消

2、防等一系列严重影响交通安全运行的问题，并给隧道管理工作带来一定的难度。这就要求我们对公路隧道机电系统进行科学、安全的管理[1]，本文针对黄鹤山隧道机电系统的安全运营管理运用模糊数学进行综合评价，对提高隧道机电系统安全管理水平具有重要的意义。1隧道机电系统评价指标体系隧道机电系统可用13个指标来进行评价，如图1所示：6图1隧道机电系统评价指标体系2模糊综合评价安全评价流程在对隧道机电系统定性指标进行定量化处理过程中，往往包含着许多不确定性、随机性和模糊性,而且涉及到心理因素。同时,由于现有隧道机电系统不够完善，养护管理等统计资料不全、缺乏准确性，因此采用模糊综合评价理论以弥补其数

3、据的不足。隧道机电系统模糊综合安全评价的步骤如下[2]：（1）明确评价指标；（2）建立因素集和评价集；（3）确定各评价指标的隶属函数或隶属度；（4）建立因素权重集；（5）作模糊变换；（6）得出评价结果。3工程实例3.1工程概况6黄鹤山隧道位于杭州市区东北部，是杭州绕城公路控制性工程之一，双向6车道，左线长1430米，右线长1370米，两线间距40米，隧道净高5米，最大开挖宽度16.75米，设计行车速100km/h，总投资1.6亿。隧道监控中心设在石塘管理处内，负责绕城公路北段的交通监控管理，由于隧道与管理处相距不到1Km，因此没有设置单独的隧道管理站，隧道监控室与全线的监控分中

4、心机房合设，设备共用，紧急电话控制设备全线共用一套，通风方式为纵向通风。3.2模糊综合安全评价3.2.1建立因素集和评价集（1）确定评价对象的因素集。因素集有13个评价指标，即u={u1，u2，….，u13}其中：u1，u2，….，u13表示如图1所示的隧道机电系统的13个指标。（2）确定评语等级论域V。评语等级论域v或等级集合为V={V1，V2，V3，V4，V5}其中：V1为很差；V2为较差；V3为一般；V4为较好；V5为很好。（3）建立模糊关系矩阵R。对被评价对象从每个因素U（i=1，2，…，p）上进行量化，即确定被评价对象对等级模糊子集的隶属度（R

5、ui），进而得到模糊关

6、系矩阵R为其中：矩阵R中第i行第j列元素rij，表示某个被评价对象从因素Ui来看对Vj等级模糊子集的隶属度。3.2.2确定各评价指标的隶属函数或隶属度模糊综合评价的前提是确定隶属函数，隶属函数确定得合理与否对综合评判的结果影响很大。隶属函数是指给定论域U，对于U上的一个模糊子集A任取x∈U，都能确定一个数UA∈0，1，用这个数来表示x属于A的程度。一般可以采用统计法和经验法来确定隶属函数或隶属度。6各等级的隶属函数解析式如下：根据以上公式，可以得到各个评价指标属于各等级的隶属度，即rij，从而得出单因素评价指标的模糊关系矩阵R。通过对桥隧中心的管理人员调查，采用问卷调查表对评价

7、系统中各指标的状况进行评分，通过计算得到各指标值，结果如下：通风及其控制系统U1=83.56，照明及其控制系统U2=86.73，消防及其控制系统U3=79.88，火灾监测及其报警系统U4=87.25，供配电系统U5=83.14，通信系统U6=76.89，闭路电视监视系统U7=76.35，防雷接地系统U8=70.76，中央控制管理系统U9=71.33，广播系统U10=45.95，紧急电话系统U11=81.72，交通控制与诱导系统U12=88.78，交通与环境监测系统U13=80.21。利用隶属函数计算各指标隶属度，构成一级评判矩阵R如下：3.2.3建立因素权重集确定权重常用的方法

8、是根据对有关专家的调查，对各个专家赋予的权重进行某种合成计算，并经标准化处理后得各因素的权重。在模糊综合评价中，就是确定评价因素的权向量A（a1，a2，…，ap）,从而确定权系数，并且在合成之前进行归一化处理，即：6（1）建立判断矩阵。假如以Bk为准则元素Ck1，Ck2，…，Ckn，通过两两比较来确定矩阵元素值，其中元素Cij表示从评价准则Bk角度考虑元素Cki对Ckj的相对重要度。用Wi表示Cki的重要度，Wj表示Ckj的重要度，可得出Cij的计算公式为Cij=Wi/Wj。（2）计算指标权