可拓理论在天然气管道失效可能性评价中的应用

为了准确地判定天然气管道失效可能性,应用可拓理论,建立基于物元和关联函数的失效可能性等级评价流程。基于物元理论,将管道失效等级、评价指标、指标值域结合为一体,构建评价指标体系和评价标准,并对定性指标进行量化,对各指标进行归一化处理,确定经典域和节域;利用可拓集合的关联函数计算评价指标对失效可能性等级的关联系数,并引入3标度层次分析法(AHP)计算指标权重;根据级别变量特征值判定管道失效可能性等级,建立基于改进AHP法的可拓评价方法;将该方法应用于国内某4个典型天然气管段的失效可能性等级评价。研究结果表明:该方法能够准确地反映天然气管道失效可能性等级偏向另一级的程度,具有较好地适用性。     

小城镇灾害易损性可拓评估的原理和应用

为给小城镇防灾减灾和小城镇规划等提供科学依据,本文借鉴可拓原理对小城镇灾害易损性进行了可拓评估.首先,建立了小城镇灾害易损性的可拓评估流程,结合湖南小城镇实例,选取评价指标,确定灾害易损性的分级标准;其次,构建了可拓评估的经典域、节域蝌和物元;然后提出了用简单关联函数计算指标权重;最后,计算了灾害易损性的关联函数值和关联度,评估了灾害易损性的等级并计算了其变量特征值.与模糊评估方法相比,两者平级结果总体上一致.结果表明,该方法能较真实地反映小城镇灾害易损性等级,同时也证明了将可拓原理应用于小城镇灾害易损性评估的可行性.     

基于ISM和因素频次法的尾矿库溃坝风险分级

为解决尾矿库溃坝因素间关联模式干扰其风险评价分级的问题,总结分析国内外尾矿库溃坝事故致因,筛选出导致尾矿库溃坝的16个因素;引入解释结构模型(ISM),构建尾矿库溃坝解释结构模型,理清尾矿库溃坝因素间的层次隶属关系,结合因素频次法和层次分析法(AHP),设计一种不依赖人为主观判断的权重确定方法,计算模型中各因素的权重;依据尾矿库重大危险源辨识与分级标准,构建尾矿库溃坝风险分级方法,并应用该方法确定某尾矿库的溃坝风险级别。结果表明:基于ISM和因素频次法的尾矿库溃坝风险分级结果与工程实际情况一致,该方法能够避免因素之间的关联关系对尾矿库溃坝风险分级结果的影响。     

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。     

基于物元可拓法的湿地生态系统健康评价——以衡水湖国家湿地自然保护区为例

以"压力-状态-响应"(PSR)模型构建的湿地生态系统健康综合评价指标体系为基础,基于物元可拓理论确定评价物元,构建物元经典域、节域矩阵,并结合变异系数权法建立了综合评价模型,根据特征值计算结果和等级评定标准,综合判别湿地生态系统健康的现状等级。将此法应用于衡水湖国家自然湿地保护区的生态系统健康评价,其健康等级的特征值为3.312,据此判定衡水湖湿地处于亚健康水平,但有向不健康转化的趋势。分别与分形方法、韦-费定律对同例的评价结果进行了比较,结论总体吻合,表明物元可拓模型能够应用于湿地生态系统健康评价。     

尾矿库溃坝灾害风险分级评估的加权云模型研究

为了实现尾矿库坝灾害风险的准确分析,提出了一种尾矿库溃坝灾害风险分级评估的加权云模型。首先基于文献计量法以及相关分级标准构建了尾矿库溃坝灾害风险分级指标体系;然后基于博弈论确定了频次法和投影寻踪算法的组合权重;最后采用云模型来表述各风险等级之间的模糊性和不确定性,并结合基于博弈论的组合权重确定了尾矿库溃坝灾害风险等级的综合隶属度,再采用9组尾矿库实例进行验证加权云模型的评估结果。结果显示,加权云模型评估的9组尾矿库样本结果与实际相符,表明模型具有较高的预测精度,可以为尾矿库溃坝灾害风险等级评估提供可靠的依据。     

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。     

航道水域的船舶夜航环境风险评价

准确地识别航道水域夜航环境的风险因子并对其进行客观、合理地评价,可以有效规避该风险并保障航道水域船舶的夜航安全。在查阅分析大量文献的基础上,结合专家意见确定航道水域夜航环境风险评价指标体系,运用层次分析法和熵权法确定了各指标的主、客观权重。采用物元综合评价法对航道水域夜航环境风险进行评价,通过查阅相关标准和文献确定航道水域夜航环境风险因子的经典域和节域,将实测的定量定性指标数据代入关联函数计算得出对应等级的关联度,乘以权重向量后确定该水域环境的风险等级。选取天津港3条航道进行实例评价,结果表明,船舶在航道B夜航为低风险,在航道A和航道C夜航为一般风险,实例结果与航道实际情况一致,验证了该方法的有效性。     

矿岩可崩性的可拓聚类预测研究

将可拓工程方法与聚类分析相结合,以矿岩的可崩性等级和影响因子构造经典域物元和节域物元,应用物元理论和可拓集合中的关联函数,建立了可拓聚类预测的简单物元模型.通过与RQD法,RMR法,MRMR法以及Q系统分级法的矿岩可崩性分级评价结果相比较,可拓聚类预测方法所获得的结果与其他评价方法的结果具有一致性,说明该方法的可行性.可拓聚类预测结果具有不仅反映事物从属级别的绝对性,而且还能反映其相对性的优点.     

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。     

基于博弈-可拓理论的隧道围岩稳定性评价

针对隧道围岩稳定性评价的模糊性和主观影响问题，建立基于博弈-可拓理论的隧道围岩稳定性评价模型。该模型采用岩石单轴抗压强度、岩体质量指标、完整性系数、体积节理数、声波纵波波速值、地下水渗水量作为隧道围岩稳定性评价指标，运用关联函数法、熵权法和改进层次分析法单独计算各个指标的权系数，利用博弈论组合赋权确定所得3个权系数的最优组合权系数，以此计算出待评隧道围岩关于各稳定性等级的加权关联度，根据计算结果判定待评隧道围岩稳定性等级。实例计算表明:运用博弈-可拓理论评价隧道围岩稳定性等级，综合了主客观因素，使评价结果更为合理可靠，为隧道风险控制与安全管理提供了新的依据。     

基于灰色-物元模型的煤矿瓦斯爆炸风险评估

为了明确风险因素间的作用路径并提出科学可行的瓦斯爆炸灾害风险评估方法,首先基于3类危险源理论梳理分析以往典型瓦斯爆炸案例,识别并提取14个影响因素;然后通过集成灰色系统理论和物元可拓模型,构建灰色-物元评估模型;最后以山西省某煤矿的实际调研数据为例,计算各影响因素的权重和关联函数,梳理风险因素致灾的逻辑关系,得出该矿井2个具体工作面的瓦斯爆炸风险等级。研究表明:1号工作面中的平均瓦斯涌出量、煤尘爆炸指数、采掘机械化水平与2号工作面中的瓦斯体积分数均处于较不安全级别,2个工作面的综合风险等级分别为一般安全与较安全级别。     

露天矿山排土场滑坡灾害预警技术

在现场调研与文献分析的基础上,提出了排土场滑坡灾害预警指标体系。基于物元理论和关联函数,构建了露天矿山排土场滑坡灾害可拓预警模型。采用基于测度改进的层次分析法客观地确定评价指标权重,较好地消除了人为因素带来的偏差;以综合关联度作为评价准则进行滑坡危险性等级判定,进而对排土场滑坡灾害进行预警。利用该模型对某铁矿排土场的滑坡危险性进行预警评价,得到了与实际情况吻合的警情,并针对存在的问题提出了相应的改进措施     

基于TF-熵权法的矿井通风系统可靠性可拓评价

为准确评价煤矿通风系统可靠性,提高可靠性评价的客观性与准确性,有效防止因通风系统故障而引起的煤矿安全事故,提出基于三角模糊数(TF)-熵权法的矿井通风系统可靠性可拓评价模型,首先利用德尔菲法从通风动力、通风网络等6个方面,选取29个评价指标确定矿井通风系统可靠性评价指标体系;然后,通过三角模糊数与熵权法相结合的方式确定...     

基于组合权重模糊物元模型的船桥碰撞风险评价

为了定量评价船桥碰撞风险,确定不同桥梁的安全程度,通过头脑风暴法对影响船舶通过桥区水域安全的因素进行辨识,构建了包含10个Ⅰ级指标的指标体系,采用AHP法和熵权法分别从主、客观的角度计算各指标的权重,并依据最小鉴别原理进行权重组合,得到兼顾主、客观因素的权重。将各项评价指标划分为低危险度、较低危险度、中等危险度、较高危险度和高危险度5个安全等级,结合组合权重构建船桥碰撞风险模糊物元评价模型。最后利用该模型对长江干线6个典型桥梁的船撞桥风险进行了评价。结果表明,除"C"桥梁处于"中等危险度"外,其他5座桥梁均处于"较低危险度",该模型应用于船桥碰撞综合评价具有较好的适应性。     

基于灰色关联度的集对分析方法在高层建筑火灾危险性评价中的应用

为了对某钢管厂高层建筑进行火灾风险评估,基于高层建筑的防火、灭火设计要求,从防火系统、灭火系统、安全疏散和消防安全管理四个方面构建了高层建筑火灾危险性指标评价体系,并运用层次分析法确定了各火灾危险性影响因子的权重。根据集对分析的联系度模型对高层建筑进行火灾危险性评估,确定其安全等级。结合灰色关联度理论对差异度与同一度、对立度两组数据进行计算比较,选取绝对关联度大的值作为差异度系数i的值,从而可以确定各组联系度的值。根据联系度最大值所属的安全等级,确定了高层建筑的火灾危险等级为一般安全,结果与实际情况相符。     

埋地油气管道沿线土壤腐蚀性可拓评价研究

油气管道长期埋设在土壤环境中会受到各种侵蚀介质的腐蚀并引发泄漏、火灾、爆炸等事故。针对土壤腐蚀因素复杂多变的特点,建立基于物元、可拓集合和关联函数的埋地油气管道沿线土壤腐蚀性评价模型;选取土壤电阻率、自然电位、氧化还原电位、pH值、含水率、Cl-含量、SO42-含量7个评价指标,将土壤对油气管道腐蚀的严重程度划分为低、较低、中、强和较强5个等级;采用客观赋权的变异系数法（CV法）来确定土壤腐蚀性评价指标的权重,避免了以往评价方法的主观性,进一步提高模型的精度和效率。以某埋地天然气管道5个管段土壤为例,可拓评价结果表明4#土壤的腐蚀性较强,其他土壤腐蚀性中等,这与外腐蚀检测结果吻合,证明所想出的模型简便、高效、精确,具有很好的科学性和工程应用性。     

尾矿库事故隐患及风险表征与防控方法*

为解决尾矿库安全隐患及风险,应用基于证据(Evidence-based)方法和事故树分析模型,辨识并表征尾矿库事故影响因素、隐患及耦合状态,根据事件发生可能性、潜在后果严重性和受体暴露程度相关独立参数,给出尾矿库事故风险表征方法,建立尾矿库事故多情景、多阶段（3段）、多层次和多等级（4级）风险防控框架。结果表明:对尾矿库5类事故（溃坝、漫顶、渗流、输送冒漏、库区扬尘）进行分析,得出基本事件或蛰伏隐患对尾矿库事故结构重要度或影响程度,给出尾矿库事故风险3维表征方法,并结合巴西布鲁马迪尼奥尾矿库进行实例应用,确定尾矿库风险等级（最高级4级）,验证方法可行性与有效性。研究结果可为尾矿库减灾防灾提供理论支撑与实践指导。     

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。