基于粗糙集对势的优势断裂评价模型.pdf

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1、2第091卷3年7月地⋯质、论～评『。GEOLOGICALREVIEWVol·59No·4July2013基于粗糙集对势的优势断裂评价模型汪明武，李健，徐鹏合肥工业大学土木与水利工程学院，合肥，230009内容提要：优势断裂找寻是区域稳定性评价的重要内容，关系到重大工程的安全运行和场址选择。本文基于粗糙集和集对分析理论，探讨了优势断裂的粗糙集对势评价模型，即首先据优势面理论确定了分析优势断裂的优势指标，应用粗糙集理论对待评断裂的评价指标进行约简，并基于属性重要性计算相应约简后指标的权重，通过集对分析理论计算待评样本与指标最优、最劣值的集对同一度和对立度及集对同势，进而提出相应的优势断裂集对

2、同势判定标准，以确定工程区域优势断裂。实例应用和与其它方法对比分析结果表明，该模型应用于区域优势断裂评价是有效可行的且客观；规模优势指标、距离优势指标和时间优势指标对润扬大桥桥址区断裂活动性影响相对大，茅山断裂、郯庐断裂和长江断裂为工程区域优势断裂。关键词：区域稳定性；活动性断裂；优势断裂；粗糙集；集对分析优势断裂评价是区域稳定性分析的重要内容，关1993；孙芳强等，2010)，但模糊评判方法需主观确定系到重大工程的安全运行和场址选择。随着我国城隶属函数，且当评判样本多时，计算量大；神经网络智市化和经济建设的迅猛发展，超大规模重大建设工程能评价方法则受知识获取“瓶颈”问题限制，不易推广(如

3、高速铁路、跨江大桥、地铁和海底隧道等)日益增应用(汪明武等，2000a)。本文引入粗糙集理论对断多，为保证其安全建设与正常使用，区域稳定性分析裂活动性评价指标进行约简，同时运用属性重要性客显得至关重要，其中核心问题是活动性断裂分析，因观确定指标权重，进而基于集对分析的集对势对工程其是地震预测和防灾减灾的基础，更是重大工程安全区域断裂活动l生洋价和确定优势断裂，试图以粗糙集的核心问题。区域稳定性分析理论主要有地壳结构理论与集对分析杂合的角度为找寻研究优势活动性控制理论、安全岛理论和优势面分析理论等，优势面断裂提供新思路。分析理论是罗国煜先生提出的一种工程地质问题或1基于粗糙集对势的优势断裂岩

4、土工程问题研究新观点与方法(罗国煜等，1992；闫评价模型长虹等，2012)，其对于工程稳定性分析思想是找出区域优势断裂，解决工程抗震问题，并进而分析场地优1．1基本原理势断裂，以分析抗断问题，该理论在一些重大工程的基于粗糙集和集对分析杂合的优势断裂评价基稳定性研究中取得显著的成效。优势断裂(或优势活本原理：结合区域断裂样本评价指标实际情况，应用动性断裂)是指活动时间相对较新、对工程稳定性构粗糙集理论对评价指标约简，以去除冗余评价指标，成主要影响的断裂。优势断裂对区域和场地稳定性并根据信息量确定评价指标的重要性计算权重，进而起控制作用，是重大工程稳定性研究的关键。然而，基于集对分析确定待评

5、样本的同一度和对立度，依据找寻优势断裂受诸多模糊、不确定因素影响，仅依据集对势评估断裂是否为优势断裂。单个指标或确定性评价方法很难取得理想效果，为此1．2基于粗糙集理论的多指标评价体系人们引入模糊综合评判方法和神经网络智能评价方约简及权重计算法来分析断裂活动分析(詹文欢等，1989；黄庆华等，粗糙集(RoughSet，RS)理论是波兰人Z．Pawlak注：本文为国家自然科学基金资助项目(编号41172274)的成果。收稿日期：2012—11-23；改回13期：2013-06-06。责任编辑：章雨旭。作者简介：汪明武，男，1972年生。博士，教授，博士生导师。主要从事地质工程、土工抗震和非饱

6、和土的研究。Email：wanglab307@f0xmailcorn。第4期汪明武等：基于粗糙集对势的优势断裂评价模型于1982年提出的，它在处理不完整数据和不精确数}，其中，M分别为评价指标的最优值和最劣据方面具有独特优势。粗糙集理论的知识获取是发值。对于∈Z，比较区间为[，‰]，则在论域现存在于数据库中有效的、新颖的、具有潜在效用的={，，}定义集对{，}的同一度和对乃至最终可理解的模式的非平凡过程(张文修，立度c为2001)，并可以约简无助于给定训练数据分类的属性，(5)达到简化指标集的目的，即当粗糙集中，若部分等价关系所具有的分类能力与所有等价关系相同，即一(P)=U／ind(足)

7、，其中，PC_R，并且P是独立的，c朋寿十qq则JP就成为一个约简。约简后指标蕴含了整个信息一表的知识，并可根据信息量确定属性重要性。设S=一(+)(6)(U，A，，．厂)是一个信息系统，PA，U／ind(

8、P)=式中，ap和c埘分别表示与Vq的接近程度。{，，，⋯，}，则知识P的信息量可定义为，同理，对于∈Zz在比较区间[，]下的集对=，同一度ap和对立度为i=l口：(7)一南∑=l[card(Xi)](1)(8)式中