基于群决策和变权赋权法在水闸老化模糊综合评判中的应用研究

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1、万方数据第26卷第21期科技进步与对策Vol·26No．2l2009年11月Science＆TechnologyProgressandPolicyNov·2009基于群决策和变权赋权法在水闸老化模糊综合评判中的应用研究徐兴中1，张龙天2(1．水利部河北水利水电勘测设计研究院。天津300250；2．吉林大学机械科学与工程学院，长春130012)摘要：阐述了基于群决策和变权赋权法的水闸老化模糊综合评判方法。在研究水闸老化病害类型及影响因素的基础上．给出水闸老化病害评估准则，并构造水闸老化病害评估指标体系，建立了水

2、闸老化病害评估的层次结构及相应的评估模型；根据水闸老化病害评估的特点，并针对以往评估方法中赋权存在的不足与缺陷。将群决策赋权法和变权赋权法引入到模糊综合评判方法中，提高了决定水闸老化程度和影响因素权重的评估精度．进而可以系统地判别水闸的老化级别。最后用工程实例验证了该方法的可行性。关键词：水闸老化病害；模糊综合评判：群决策赋权法；变权赋权法中图分类号：TV66文献标识码：A文章编号：100l一7348(2009)21—0148—050引言水闸在长期运行的过程中，由于受到渗透、冲刷、冻融等自然因素和施工、修缮等

3、人为因素的影响，将逐渐降低其工作性能并产生各种病害问题。了解水闸老化病害的产生机理和影响因素．并对病害程度进行评估是决定是否采取工程措施．以及采取什么样的措施对水闸建筑物进行修缮的重要依据。目前，水闸老化病害评估方法有模糊聚类综合评判方法、指标分级综合评判方法、综合隶属度评判方法和灰色评估方法等”圳。模糊聚类综合评判方法是按老化病害的外观现象建立评估指标体系，以建筑物的结构组成单元作为分类对象，列出构件的评估指标。从实际工程检测资料中选择构件的样本系列。用模糊聚类法先对样本进行分类．再将待评建筑物的同名构件指

4、标与聚类中心的指标进行比较，按待评构件与各聚类中心的贴近度建立评价集。不同构件贴近度评价集构成对建筑物老化病害程度的评判矩阵．在考虑构件对建筑物的权重影响后，按模糊综合评判法确定建筑物老化病害的类别。该法在系统检测资料较多且能够建立起足够长的构件样本系列的情况下，模糊聚类综合评判法可以求得较合理的分类指标。指标分级综合评判方法是以建筑物的可靠度为总目标，以建筑物安全性、适应性、耐久性三功能为子目标建立指标体系．指标的检测是在该指标有代表性的部位上测定，测定的定量和定性指标先按等级指标确定所属等级，后用模糊综合

5、评判法确定建筑物可靠性及三功能所属等级，该法在目前资料积累较少取建筑物代表部位上的指标值，检测工作难度不大，可操作性较好。综合隶属度评判方法是将建筑物分解成部件及各部件对应的地基，依部件受力计算局部和整体强度和稳定安全系数的相对值作为安全评估指标．依实际变形、过水能力及漏水量的相对值作为适应性的评估指标，依裂隙、碳化深度、钢筋锈蚀、混凝土体积损失的相对值作为耐久性的评估指标，把部件老化深度分极．用隶属度表示指标实测值属于某一级别的程度，由各指标的隶属度建立构件的判断矩阵，对构件的三功能及其综合效益进行评估，表

6、示为各等级综合隶属度的评价集，并按其最大值决定评估结果所属等级，对于水闸整体的评估按各部件的综合隶属度建立判断矩阵，以失效树原理确定各部件的权重，综合评判出水闸所属等级，该法对于大型的重要水闸且在能获得较多数据资料的条件下．可提供较高的评估结果。灰色评估法是对水闸中发现老化病害的部件(构件)进行检测且不对水闸其它部分进行检测时采用此法．用灰色聚类法，以检测所得数据为灰数，以评估准则中各评估指标关于4个老化级别的标准值为阀值，针对不同的评估指标使用不同的白化权函数，评出病害部件的老化级别，后按一定的原则评出整个

7、水闸的老化级别。但是，水闸老化病害评估方法的应用研究在不断发展中．在已有的评估方法中关于影响因素权重的确定还存在一定的不足与缺陷，即一般采用固定权重，并且水闸老化病害评判需利用专家的经验，如何集成多位专家的意见并确定水闸不同部位老化程度的权重是值得研究的问题。针对这些问题，阐述了一种基于群决策和变权赋权法的水闸老化收稿El期：2009--08—21作者简介：徐兴中(1947一)，男，天津人，水利部河北水利水电勘测设计研究院正高级工程师，研究方向为水利水电工程建设与管理。万方数据第2l期徐兴中。张龙天：基于群决

8、策和变权赋权法在水闸老化模糊综合评判中的应用研究·149·模糊综合评判应用研究方法。1水闸老化评估模型借鉴目前国内外水闸老化病害评估模型，对建筑物老化病害的评估按功能分解，以建筑物的可靠性为总目标，以安全性、适用性、耐久性3个基本功能为子目标，以对目标的影响因素为评估指标．建立多级层次结构模型。为了全面系统地评估水闸老化病害状态．使用其可靠性作为评估准则．并逐层细化，建立全面反映系统目标的指标体系。