基于模糊神经网络的水工隧洞病害诊断研究

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1、第5卷第1期地下空间与工程学报Vol

2、52009年2月ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineeringFeb．2009基于模糊神经网络的水工隧洞病害诊断研究王桂平，朱苦竹(1．同济大学地下建筑与工程系，上海20092；2．桂林工学院土木系，广西桂林541004)摘要：引入基于模糊神经网络的综合评判方法，参照铁路、公路隧道的研究成果，构建了水工隧洞病害综合诊断指标体系，划分了水工隧洞安全等级，给出了诊断指标的判定标准，采用改进的层次分析法分析了诊断指标的权重，建立了水工隧洞病害诊断的模糊评价模型，并应用于工程实际，取得了比较

3、符合实际的结论，证实了该方法在工程应用中的可用性。关键词：水工隧洞；病害诊断；模糊；神经网络；安全分级中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1673-0836(2009)01—0201—06DefectsDiagnosisofHydraulicEngineeringTunnelBasedonFuzzyNeuralNetworkWANGGui—ping。ZHUKu—zhu(1．DepartmentofGeotechnicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China；2．DepartmentofCivilEn

4、gineering，GuilinUniversityofTechnology，Guilin541004-China)Abstract：Byresearchofrailwayandhighwaytunnels，thisthesisintroducedcompositeevaluationmethodfordefectdiagnosisbasedonfuzzyneuralnetwork。anintegrativeindexsystemofdefectsdiagnosisinhydraulictunnelisestablished，thesafetygradeofhydr

5、aulictunnelisdivided，thediagnosisindex’Sjudgmentstandardisprovided，theweightofdiagnosisindexisanalyzedbyadoptingimprovedanalytichierarchyprocess，thefuzzyevaluationmodelofdefectsdiagnosisisestablished。andthismethodwasappliedtOoneproject．There—suitsindicatedthattheconclusionconformedtOth

6、eengineeringpractice，andverifiedthemethod’Ssuitability．Keywords：hydraulicengineeringtunnel。defectsdiagnosis，fuzzy。neuralnetwork-safetygrade水工隧洞病害划分具有很大的模糊性，运用模的模糊信息量，考虑与评价事物相关的各因素，浮糊数学理论，合理构造隧洞病害诊断指标体系，使动地选择因素域值，从而科学地得出评价结论。其待解问题层次化，然后根据各诊断指标的特性建立优点是数学模型简单、对多因素、多层次的复杂问各自的判定标准，再根据水工隧洞病害

7、特点，采用题评判效果较好。模糊综合评判包括评判因素论合适的评估模型实现对水工隧洞病害诊断的目的。域【，、评语等级论域、模糊关系矩阵R、评判因素权向量A、模糊算子、评判结果向量B共六个基1基于模糊神经网络的综合评判方法本要素。1．1模糊综合评判方法基本原理模糊综合评判流程如图1。模糊信息处理技模糊综合评价是应用模糊变换原理和模糊数术是解决定性到定量综合集成等问题的有效方法，学的基本理论一隶属度或隶属函数描述中间过渡但隶属函数和规则却不易改变。神经网络有很好*收稿日期：2008·10—14(修改稿)作者简介：王桂平(1977一)，男，湖北孝感人，博士研究生，主要从事地下

8、岩土工程方面的研究。E-mail：wgpo123@si—na．corn基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划资助(NCET-05—0386)202地下空问与工程学报第5卷的学习能力和准确拟合非线性函数的能力，但神经2．1水工隧洞安全等级网络内部过程理解所存储的知识是困难的。模糊隧洞病害和诊断指标的“优”、“劣”有模糊特神经网络技术就是将模糊系统与神经网络系统巧性，需将指标划分为可度量的病害等级。目前隧道妙结合。病害等级划分主要有①三级划分法，如日本公路隧评价指标体系(因素集)的确定道检查阶段；②四级划分法，如我国公路隧道专项I检查阶段；③五级划分法，如日本水工隧