基于可拓學(xué)的大壩安全綜合評(píng)價(jià)方法

1、第41卷第2期2008年4月武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)EngineeringJournalofWuhanUniversityVol.4lNo.2Apr.2008文章編號(hào):1671一8844(2008)02一0042一04基于可拓學(xué)的大壩安全綜合評(píng)價(jià)方法何金平‘，2，廖文來3，施玉群，“(l.武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢43o0722.武漢大學(xué)水利水電學(xué)院，湖北武漢4300723.廣東省水利水電科學(xué)研究院，廣東廣州51

2、0610)摘要:以大壩安全監(jiān)測(cè)資料為基礎(chǔ)，以大壩安全狀態(tài)為系統(tǒng)物元，利用物元理論、可拓集合理論及其關(guān)聯(lián)函數(shù)，確定了大壩安全狀態(tài)的經(jīng)典域和節(jié)域，建立了大壩安全可拓學(xué)綜合評(píng)價(jià)模型，并以綜合評(píng)價(jià)體系中的“變形”為例，給出了一個(gè)可拓學(xué)綜合評(píng)價(jià)算例.算例表明:采用可拓學(xué)理論來對(duì)大壩安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)是合理、可行的，為大壩安全綜合評(píng)價(jià)從定性評(píng)價(jià)到定量評(píng)價(jià)、從單指標(biāo)評(píng)價(jià)向多指標(biāo)評(píng)價(jià)提供了一條全新的、更為科學(xué)合理的思路和方法.關(guān)鍵詞:大壩安全綜合評(píng)價(jià)物元

3、可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)中圖分類號(hào):Tv64文獻(xiàn)標(biāo)志碼:AComPrehensiveassessmentmethodofdamsafetybasedonextenicstheoryHEJinping，2，LIAOWenlai3，SHIYuqun‘，2(1，StateKeyLabatoryofWaterResourcesandHydroPowerEngineeringScience，WuhanUniversity，Wuhan430072，China2

4、.ScholofWaterResourcesandHydropower，WuhanUniversity，Wuhan430072，China，3.WaterResourcesandHydroPOwerResearchInstituteofGuangdongProvince，Guangzhousl0610，China)Ahstract:Accordingtothedataofdamsafetymonitoring，regardingthes

5、tateofdamsafetyasfnatterelementofsystem，basedonmatterelementthey，extensionsetanddependentfunction，the。lassicaldomainandjointdornainofdamsafetystateisdecidedandacomPrehensiveassessmentmodelofdamsafetyisestablishedbyexteni

6、cstheo斗andapracticalexampleofcomprehensiveassessmentbyextenicstheo汀isgiven儷thcomPrehensiveassessmentsystem’sdeformationasanexample.Theexampleindicatesthattheadoptionofextenicstheyincomprehensiveassessmentofdamsafetyisrea

7、sonableandfeasible.Itprovidesanewandmorescientificthoughtandmethodtoassessthedamsafetycomprehensivelyfromqualitativeassessmenttoquantitativeassessmentandsingleindexassessmenttomultipleindexassessment.Keywords:damsafetyco

8、mprehensiveevaluationmatter一elementextensiondependentfunction大壩安全綜合評(píng)價(jià)以大壩安全監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，是一個(gè)多層次、多指標(biāo)的復(fù)雜分析評(píng)價(jià)問題川.目前大壩安全綜合評(píng)價(jià)研究還相當(dāng)薄弱，還主要依賴專家的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合可局部量化的指標(biāo)，以定性分析為主，輔以適當(dāng)?shù)亩糠治?，遠(yuǎn)不能適應(yīng)大壩安全評(píng)價(jià)定量化和智能化的要求，因而函待深人研究.作為處理復(fù)雜矛盾問題的可拓學(xué)理論，為大壩安全綜合評(píng)價(jià)提供了一

9、條新的思路和途徑.可拓學(xué)以物元理論、可拓集合理論和可拓邏輯為理論框架[z，3」，其中，物元R是可拓學(xué)的邏輯細(xì)收稿日期:2007一09一28作者簡(jiǎn)介:何金平(1964一)，男，湖北羅田人，博士，副教授，研究方向?yàn)榇髩伟踩O(jiān)測(cè)與水利水電工程管理.甚金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(編號(hào):5o579O5).萬方數(shù)據(jù)武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)2008P(v‘，vo)=a幼boji2bo棄一a。萬2(1=1，2，，n)一VP(v‘，v兩)=a杯十b乒

10、2b兩一a西2(1=1，2，，n)V則關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算式為Kj(認(rèn))=杯vi，vo#)P(認(rèn)，鞠)一P(認(rèn)，v0Ji)認(rèn)任v0PP(vi，vo棄)一、認(rèn)任際且P(認(rèn)，、)=P(vi，際)CC‘C附||1|L一當(dāng)待評(píng)物元的特征值為區(qū)間值時(shí)(如專家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行的區(qū)間評(píng)分)，則先求區(qū)間關(guān)于經(jīng)典域區(qū)間和節(jié)域區(qū)間的距閣，再求取關(guān)聯(lián)函數(shù).按文獻(xiàn)「6]的方法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重?！?，則待評(píng)對(duì)象M(大壩或中間指標(biāo))關(guān)于等級(jí)j的關(guān)聯(lián)度K，(M)為Ros一廣

11、一!RO.一‘一Ros一5一」“變形”性態(tài)的節(jié)域?yàn)镽，=(M，c，v，)K，(M)=1.6等級(jí)的評(píng)定習(xí)w‘K，(v‘)[0，1〕[0，1〕[0，1〕[0，1〕若K，。(M)=maxK，(M)，j=1，2，，m，則評(píng)定M屬于等級(jí)j。.對(duì)一切j，若存在:Kj(R。)簇0則應(yīng)舍去，不參加等級(jí)評(píng)價(jià).2應(yīng)用示例以圖1所示的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的“變形”為例，結(jié)合某混凝土壩安全監(jiān)測(cè)資料，按上述可拓學(xué)評(píng)價(jià)方法，對(duì)“變形”性態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià).“變形”性態(tài)評(píng)

12、價(jià)指標(biāo)包括4個(gè):水平位移(:1)、垂直位移(cZ)、傾斜(。:)、接縫裂縫(。)性態(tài)評(píng)價(jià)等級(jí)按5級(jí)考慮:惡性失常(Ml)、重度異常(M:)、輕度異常(M3)、基本正常(M4)、正常(MS)，采用[0，1〕來量化評(píng)價(jià)指標(biāo).“變形”性態(tài)的經(jīng)典域?yàn)槔梦墨I(xiàn)〔6」中提出的方法，根據(jù)監(jiān)測(cè)物理量的數(shù)值大小和趨勢(shì)性變化，求得各物理量(評(píng)價(jià)指標(biāo))的特征值為vl=0.70，vZ=0.92，饑=0.86，v4=0.79則表示成待評(píng)物元為0.700.920.

13、860.79CC‘C附!111|LR根據(jù)關(guān)聯(lián)度函數(shù)式，求取各特征值關(guān)于各等級(jí)的關(guān)聯(lián)度，計(jì)算結(jié)果見表1.按權(quán)重確定方法，得到各特征:‘的權(quán)重系數(shù)為田1=0.3，叭=0.25，田3=0.25，田‘=0.2則按前述計(jì)算式，加權(quán)求得“變形”關(guān)于各等級(jí)的關(guān)聯(lián)度.其中，Kl(M)、K:(M)、K3(M)均為負(fù)關(guān)聯(lián)度，應(yīng)舍去K4(M)、K:(M)分別為K(M)=0.160，KS(M)=0.175按評(píng)定準(zhǔn)則，有maxK‘(M)，1=1，2，3，4，5=