改进多级模糊可拓方法在大坝变形评价中的应用-论文.pdf

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1、第45卷第17期人民长江Vo1．45，No．172014年9月YangtzeRiverSep．，2014文章编号：1001—4179(2014)17—0089一O5改进多级模糊可拓方法在大坝变形评价中的应用苏观南，孔庆梅。，梁睿斌，沈寿亮，2(1．河海大学水利水电学院，江苏南京210098；2．河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心，江苏南京210098；3．青海黄河水电公司大坝管理中心，青海西宁810008)摘要：传统模糊可拓模型在大坝工作性态评价中，一般通过主观赋权法来确定物元特征的权重，而忽视了客观因素的影响。将同级的物元特征

2、(即同级评价指标)关联度组成原始数据矩阵，再利用熵权法计算出该级物元特征的权重，而对于最底层的物元特征值则仍采用简单关联函数法确定权重，由此提出了一种改进的多级模糊可拓评价模型。随后选取某混凝土重力拱坝的3个典型坝段的变形性态进行评价，所得结果与实际情况相符，表明改进的多级模糊可拓方法可用于大坝工作性态的评价，且能避免人为确定权系数所造成的主观误差。关键词：模糊可拓模型；大坝变形；熵权法；物元特征权重中图法分类号：TV698．1文献标志码：A模糊可拓评估是大坝健康诊断的综合分析理论和估等级的关联度，最后收敛至顶层，从而获得整个大坝方法之一，运

3、用此方法能够建立多指标分层次的大坝的综合评估关联度。工作性态评估物元模型。文献[1—2]系统全面地阐1模糊可拓评价方法述了大坝工作性态模糊可拓评估的基本理论及其应用，并提出运用集值统计迭代法确定物元特征权重，而为了说明问题，首先简要列出一般模糊可拓评价物元特征值权重则采用简单关联函数法获得。集值统方法的具体步骤¨]。计迭代法是一种主观赋权法，容易受参评专家的人数(1)底层评价指标的原始数据规格化。参照文献和每个人的主观臆断影响。文献[3]提出利用熵权法[4]中的规格化方法将底层评价指标的原始数据规格确定物元特征值的权重，将其与模糊可拓评估相结

4、合化为[0，1]区间上的模糊隶属度值。后应用到大坝渗流性态一级评价中。由于每一级的物(2)划分评价等级标准。参照文献[4]将评价等级Ⅳ。设定为5级，分别为正常Ⅳ。、基本正常J7、r：、轻度异元特征都具有对评估等级的关联度，而此关联度可以常、异常Ⅳ4、险情Ⅳ，其分级标准为看成物元特征与评估等级所组合成的一种外在信息。根据信息熵原理，某个指标的熵值越小，说明其指标值Ⅳ。={Ⅳl，Ⅳ2，Ⅳ3，Ⅳ4，Ⅳ5}={<0．0，0．2>，<0．2，0．4>，<0．4，0．6>，的变异程度越大，提供的信息量越多，在综合评价中该<0．6，0．8>，<0．8，1．

5、0>}(1)指标起的作用越大，其权重应该越大，反之亦然。本文(3)确定经典域和节域提出一种改进的多级模糊可拓评估方法，基本思路是，以通过最底层物元特征值所求出的关联度为基础，利R。=【1N2===ⅣV】用信息熵原理逐级向上计算出每一级物元特征对于评m收稿日期：2014—04—21；修回日期：2014—06一O6基金项目：国家自然科学基金项目(51279052)；水利部公益性行业科研专项经费项目(201201038)作者简介：苏观南，男，硕士研究生，研究方向为大坝安全综合评价和在线安全监控的理论和方法。E—mail：775341705@qqCO

6、m人民长江NN1ⅣⅣ(7)等级评定。若：maxKj(Q)，∈{1，2，⋯，C1<口1m，b1m>m}，则评定q属于等级。C2<22，b22>令丽=㈩C三——(2)>·，(q)J=立———～——一(8)式中，。是同征物元R、R：、⋯、的同征物元体；Ⅳ表示物元系统中某研究对象工作性态第个评价级别；C>’K，(q)表示研究对象工作性态第i个特征；Vi=<口b>表则称J．为q的级别变量特征值。示Ⅳ关于特征C规格化后的量值域，即各等级关于对为便于

7、理解，现简要分析隶属度和关联度的区别，应的评价指标所取的数据范围经典域。隶属度属于模糊函数中的概念，它表征对象具有某种令R=(Ⅳ，c，)性质的程度，通常在[0，1]闭区间中取值；而关联度是NpClV1pJr,C1可拓学中的概念，它表征对象与某种性质的关联程度，c：C2并使用质变域和量变域表达对象性质的变化，通常取●●值于[一∞，+∞]。：：CC<。印，b>2改进的多级模糊可拓评价方法(3)在此，以图1拱坝工作性态评价体系为图解说明式中，Ⅳ。表示物元系统中研究对象级别的全体；Vip改进的多级模糊可拓评价方法的具体

8、步骤。=为特征C的值域，即Ⅳ的节域。因规格(1)对待评事物建立如图1所示的多指标多层次化处理后的各特征值值域均为<0，1>，所以得节域的评价结构体系。