基于熵权法和物元分析的采空区危险性评价研究

为了更精确合理地评价采空区危险性,针对采空区危险性评价中涉及的各因素复杂性和不相容性特点,运用熵权法与物元分析建立采空区危险性评价模型。从地质条件和工程实际出发,考虑采空区稳定性的14项影响因素,基于多指标优化融合的思想,通过物元变换建立采空区危险性评价的物元体系,计算评价指标对评价等级的关联度,引入熵权法确定评价指标的权重,然后根据采空区危险性对评价等级的关联度确定采空区危险性等级。将该方法用于评价湖南冷水江锡矿山8个采空区的危险性,得出其危险性等级分别为Ⅲ级、Ⅲ级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅱ级、Ⅱ级、Ⅳ级和Ⅳ级,该评价结果与实际情况相符。     

基于物元可拓的熵值泥石流危险性评价

通过选取能够反映和体现泥石流危险性的8项重要参数指标作为泥石流危险性评价指标,运用物元可拓理论和熵值确定权重法,建立泥石流危险性评价的物元可拓模型。应用建立的物元可拓模型,对舟曲县15条典型泥石流沟的危险性进行评价,得到的评价结果与实际情况相符合,同时也说明基于物元可拓的熵值法能较真实地反映实际泥石流沟的危险性等级,证明该方法应用于泥石流危险性评价的有效性和可行性。     

金属矿山采空区危险性的可拓理论辨识

基于物元理论和关联函数,将可拓理论引入采空区危险性辨识中.由于影响采空区稳定性因素的复杂性与多样性,从实际工程角度选取能够综合反映采空区特性的指标进行评价.以某矿采空区为例,根据物元和可拓集合中的关联函数建立采空区危险性辨识的可拓模型,并对采空区危险性进行预测.结果表明,10-10采空区危险性等级在Ⅲ级、Ⅳ级之间,由危险性极高偏向危险性较高;而10-12采空区危险件由Ⅱ级偏向Ⅰ级,稳定性较好,危险度较低.本文评价结果符合实际情况,表明采用可拓理论评价采空区危险性可行.此外,采用改进的AHP法求解指标权重可以避免实际工程中人为主观因素的影响,从而使权重的计算更加客观.     

基于熵权物元可拓理论的隧道塌方风险评估

为了准确评价隧道塌方风险等级,降低隧道施工过程中塌方事故的风险,基于熵权物元可拓理论建立了隧道塌方风险分级的评估模型。在统计及综合分析隧道塌方影响因素的基础上,选取围岩级别、跨度、偏压角度、埋深、地下水影响、断层破碎带、施工管理与技术水平7个主要因素作为隧道塌方等级评价指标。借鉴可拓学原理,将熵权法引入可拓学理论中,建立了熵权物元可拓评估模型,对隧道塌方风险进行评估。在熵权物元可拓评估模型中,对定性的指标进行量化,并对各指标进行归一化处理,构建隧道塌方等级评估的经典域、节域和待评物元;为客观、合理地确定指标权重,提出用熵权法计算指标权重;对隧道塌方风险进行关联函数值和关联度分析,确定隧道塌方风险等级及其变量特征值。在工程应用中,对某隧道1#横洞的数据进行统计分析,通过构建的熵权物元可拓评估模型得到某隧道1#横洞的待评物元,从而应用熵权物元可拓理论对某隧道1#横洞进行隧道塌方风险评估,评估结果与实际开挖中毛开挖面围岩不稳定、且时有掉块现象发生的情况一致。研究表明,将熵权物元可拓理论应用于山岭隧道塌方风险评估是可行的,应用该模型得到的隧道塌方等级与实际开挖情况相吻合,很好地预测了隧道施工的安全状态。     

基于熵权可拓物元模型的城市轨道交通线路运营风险评价

为全面、客观地了解城市轨道交通线路的运营风险,通过分析轨道交通线路历史故障的原因,构建了线路运营风险评价指标体系,并基于熵权可拓物元模型提出评价方法。该方法利用数理统计划分评价指标的经典域,利用熵权模型计算指标权重,利用可拓物元模型计算综合评价值和风险等级。结果表明:所构建的轨道交通线路运营风险评估指标体系切实可行;基于熵权可拓物元模型提出的评价方法能客观有效地评估线路运营风险,同时有助于有针对性地加强线路运营风险管理。     

面向非对称贴近度的地质灾害危险性评价可拓模型

为合理评价地质灾害危险程度,考虑待评物元自身界限的模糊性,引入非对称贴近度函数,建立地质灾害危险性评价的改进可拓模型。以四川省枕头坝枢纽区地质灾害为研究对象,构建包括地质条件、地形地貌、水文气象、人为因素和历史灾害规模5项一级指标及11项二级指标的危险性评价指标体系;划分地质灾害危险性等级,厘定危险性评价因子基准值;基于物元分析理论,归一化处理经典域物元和待评物元;引入变权理论,确定各级指标权重,用非对称贴近度代替最大隶属度,以最大限度地融合待评物元的模糊信息;建立多级可拓评价模型,测算枕头坝枢纽区地质灾害危险性等级,并对其进行指标敏感性分析。结果表明,枢纽区地质灾害危险性等级为中等,该结果基本上符合工程实际。     

基于熵权可拓理论的管道坡面水毁危险性评价

为预防油气管道运营过程中发生坡面水毁地质灾害,对油气管道进行坡面水毁危险性评价是必要的。依据可拓理论建立坡面水毁危险性评价物元模型,计算出各评价指标关联函数,采用熵权法对各评价指标进行赋权,最后得出危险等级。选取河西走廊高台地区的11条坡面冲沟作为评价对象,将该方法评价结果与管道公司软件评价结果进行对比。结果表明:就高台地区11条坡面冲沟危险性而言,基于熵权法与可拓理论相结合得到的管道坡面水毁危险性评价结果与用管道公司的软件得到的评价结果相吻合。     

采空区危险性评价的集对模型

为了快速准确的评价采空区危险性,针对影响采空区失稳的各种非线性指标,运用熵权法和集对分析理论建立了采空区危险性评价模型。选取岩体结构、地质构造等14个指标作为评价指标体系,基于集对理论与模糊数学方法对采空区危险性评价指标与相应指标标准建立集对联系度表达式,并用熵权法确定各指标的客观权重,依照置信规则法进行等级判定,最后得出采空区危险性的评价结果。将建立的模型评价广东省大宝山矿区12个采空区的危险性,并与其它评价方法结果和实际情况进行了对比。研究结果表明,集对模型简单实用,准确性高,该方法可作为采空区危险性评价的一种辅助方法。     

基于熵权物元可拓的桥梁检测作业危险性评价

为弥补现阶段我国桥梁检测作业评价手段单一、管理办法落后等缺陷,降低桥梁检测作业安全事故的发生率,以耦合事故致因理论为基础,从人、机、料、环和管理等5个维度出发,构建包含5个一级指标,24个二级指标的桥梁检测作业危险性评价指标体系;结合物元可拓理论建立桥梁检测作业危险性评价模型,计算出各评价指标的关联函数,应用熵权法确定指标权重,得出危险性评价等级,并选取14个工程实例加以验证。结果表明:就14个桥梁检测工程实例的危险性而言,该模型评估结果与现场实际踏勘结果一致,说明基于熵权法与物元可拓理论相结合得到的桥梁检测作业危险性评价模型整体可靠性强、准确率高。     

川藏铁路雅林段隧道工程施工安全风险评价

为准确评价川藏铁路隧道工程施工安全风险等级,提出了一种基于组合权模糊物元可拓的评价方法.首先,通过对国内外隧道工程施工安全风险评价研究的剖析,并结合川藏铁路隧道工程的实际情况,从"人-物-管-环-技"角度构建了包含5个一级指标、29个二级指标的川藏铁路隧道工程施工安全风险评价指标体系;然后,将熵权法与三角模糊数引入物元可拓学理论,构建了基于熵权-三角模糊组合权重的模糊物元可拓评价模型;最后,利用该模型评价了川藏铁路雅林段6座重点隧道工程施工安全风险.研究表明,该评价模型可以较为真实地反映川藏铁路隧道施工安全风险等级,有利于保障川藏铁路隧道工程的高质量安全建设.     

基于可拓层次分析法的铁矿危险性评价研究

我国铁矿伤亡事故后果比较严重,重特大事故时有发生。基于可拓层次分析法(EAHP),结合可拓工程方法,在物元模型理论的基础上建立了铁矿危险性评价的物元模型,聘请5位专家对铁矿危险性的评价指标体系的10项指标进行评价,利用层次分析法确定各评价指标的权重,并对大红山铁矿的危险性进行评价,得出危险性等级为危险性较小、安全性较好,也说明了该铁矿需要进一步采取安全措施,加强安全管理,提高其安全程度,从而避免事故的发生,该方法为铁矿危险性评价提供了一条新的方法和手段。     

基于改进物元可拓模型的采空区稳定性评价

为实现对采空区稳定性的准确评价,选取岩石抗压强度、采场埋深、暴露时间等13项影响因子,建立采空区稳定性评价指标体系。应用物元分析理论,通过物元构造、关联函数求解等步骤建立采空区稳定性评价的物元可拓模型。通过隶属函数对模型的物元量值规格化处理,运用改进层次分析法确定评价指标权重,从而得到改进的物元可拓评价模型。以山东某金矿6个采空区为例,运用改进物元可拓模型对其稳定性进行评价,并与模糊评价结果比较。采用空区探测系统对两种模型下评价结果相异的空区进行现场实测,结合数值方法分析其力学响应特征。结果表明,改进物元可拓模型的评价结果较模糊模型与实际情况更为吻合,准确度更高,将其应用于采空区稳定性评价是合理可行的。     

基于物元模型的煤自燃危险性分析

为探索判断煤自燃的危险性新方法,在煤低温氧化试验的基础上,基于可拓理论构建了煤自燃危险性熵权和经验权的物元综合分析模型。采用该方法对4个不同煤样低温氧化试验数据进行自燃危险性分析,得出各煤样自燃危险性的等级及差异程度,并提出相应的防范对策。结果表明:4号煤样比其他煤样更具自燃危险性,需要重点防范。该方法的预测结果与实际情况相吻合。     

煤体注水难易性评价的可拓物元模型与应用

基于可拓学的物元理论和熵原理,构建了煤体注水难易性评价的可拓物元模型,引入熵权法确定煤体注水难易性的权系数。选取裂隙发育程度、孔隙率、煤体湿润边角、煤的硬度和饱和水分增值五个指标作为评判因子,并确定煤体注水难易性分级标准和指标阀值范围,即构建了经典域物元和节域物元。利用建立的模型对五个工程实例进行综合评价,应用研究结果表明:评判结果与工程实际情况吻合良好。因此,可拓学评价方法应用于煤体注水难易性评价是可行的,与传统评价方法相比,具有计算简单、便捷实用,易于在同类工程中推广应用。     

基于熵权物元可拓模型的隧道瓦斯等级评价

为准确预测穿越煤层的隧道瓦斯等级,以有助于降低隧道施工过程中瓦斯事故的风险。通过分析国内外大量瓦斯隧道工程案例,选取地层岩性、地质构造、煤层厚度、隧道埋深、水文地质条件等5个分级指标作为隧道瓦斯等级评价指标,将熵权法引入可拓学理论中,建立熵权物元可拓模型,并应用该模型对10条穿越煤层的隧道进行瓦斯等级评价。结果表明:应用该模型得到的隧道瓦斯等级与其实际等级完全吻合,准确率达到100%。     

基于熵权物元可拓模型的地下空间火灾安全评价

为了准确评价地下空间的安全性,降低地下空间火灾事故的风险,从地下空间主动防火能力、地下空间被动防火能力、安全疏散能力以及安全管理能力4个层次构建地下空间火灾安全评价指标体系。采用熵权法和物元可拓理论建立了地下空间火灾风险的熵权可拓评价模型,并在某地下商城的火灾安全评价中进行了实际应用。结果表明,该地下商场空间的火灾安全评价等级为二级,与实际地下商场火灾安全状态相符。本文研究表明基于熵权的可拓理论可以适用于地下空间火灾的安全评价,有利于提升地下空间的火灾风险应对。     

转炉车间火灾风险评估方法的改进及应用

为针对性地解决转炉炼钢作业时的消防安全问题,提出将熵权-最优最劣法(Best Worst Method, BWM)和物元可拓模型相结合的转炉车间火灾风险评估模型。通过将指标分为人、物料设备、环境、管理及消防设施5大类,构建转炉车间火灾风险评估指标体系;利用复合语言对35个指标进行评价,引入有序加权平均算子(Ordered Weighted Averaging, OWA)计算各语言的犹豫语言术语集(Hesitant Fuzzy Linguistic Term Set, HFLTS)模糊包络,再根据各专家权重进行加权计算并将语言量化构成评价矩阵;基于熵权、BWM分别算得各指标权重,再运用最小二乘法得到综合权重;最后利用物元可拓模型确定各指标及转炉车间的火灾风险等级。以河北省某炼钢转炉车间为例进行评估得出：该转炉车间的综合风险等级为I级(安全),其中动火监护的人员监管情况、氧枪法兰松紧度、炉前温度环境、作业现场物品摆放情况、作业巡查及设备检查情况和消防疏散通道堵塞情况仍需改善。     

基于可拓联系云模型的隧道塌方风险等级评价方法

为准确预测隧道塌方风险等级，基于塌方相关理论和工程实际，建立塌方风险等级评价因子体系，借助云理论中云雾化现象检验采用综合权重方法确定的评价因子权重，利用物元可拓理论与联系云模型实现评价因子定性与定量之间的转换，提出1种基于可拓联系云的隧道塌方风险等级评价方法。计算待评价物元与联系云模型间的综合确定度，结合模糊等级特征值确定塌方风险等级，并引入距离相似性判断风险的演变趋势。研究结果表明:可拓联系云模型评价结果与实际塌方风险等级一致，模型可以较好地适用于隧道塌方风险等级评价。     

基于可拓模式识别的煤与瓦斯突出危险性分析

为了有效识别煤与瓦斯突出的危险性,运用可拓理论和熵理论建立了基于熵权的可拓模式识别模型。熵权和关联函数的建立避免了权系数和综合隶属度确定的主观性。利用该模型对某能源有限公司3个工作面的突出危险性进行识别分析,不仅得出了各工作面的突出危险性程度,还得出了各工作面突出危险性大小的排序。结果表明,基于可拓模式识别的方法既可以确定单一对象的隶属模式,又可以对多个识别对象进行排序,而且识别过程宜于编制计算机程序求解,计算简单,易于在现场推广应用。     

基于WSR-可拓云理论的地铁车站火灾安全评价

为解决地铁车站火灾安全评价中指标量化的模糊问题和边界的不确定性问题,将物元可拓理论和云模型理论结合,提出基于可拓云理论的地铁车站火灾安全评价模型。基于"物理-事理-人理"(WSR)理论,从管理因素、设备因素、设计因素和人员因素4个维度出发,构建地铁车站火灾安全评价指标体系;基于博弈论修正G1法及熵权法算得的指标权重,得到各指标的组合权重;利用可拓云理论,最终确定地铁车站的火灾安全等级。以沈阳地铁十号线淮河街沈医二院车站为例进行评价,结果表明:该车站火灾安全等级为Ⅰ级,安全状态为安全,并为地铁车站未来的消防管理工作提出了有针对性的建议。