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。     

基于物元可拓模型的尾矿库溃坝风险评价研究

为准确的评价尾矿库溃坝风险等级,建立了物元可拓评价模型:首先确定风险评价指标体系与评价标准,通过隶属函数对评价标准进行隶属化,解决其因特征值超出节域范围导致关联函数失效问题与因量纲不一致而造成的不可公度性问题;然后确定其经典域、节域与待评物元,为评价尾矿库溃坝风险等级提供前提条件;再通过计算简单关联函数值与初等关联函数值,确定各评价指标的权重与各等级的可拓关联度;最后依据最大关联原则,确定风险等级,并计算等级变量特征值以更准确的评价其等级。工程实例应用表明,该方法应用于尾矿库溃坝风险评价准确、符合实际情况。     

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。     

物元分析法在矿区生态健康评价中的应用

基于生态系统自身的特点和矿区生态系统的内涵,构建了矿区生态系统健康评价指标体系,确立了矿区生态系统健康评价标准.针对传统评价方法中量化指标某些信息易于丢失的情况,提出引入物元模型进行矿区生态系统健康评价.利用所建立的模型,以平阳寺镇矿区生态系统为例进行矿区生态系统健康状况分析.用指数超标法确立了指标的权重,构建了评价物元、节域和经典域矩阵,通过计算关联函数确立了评定等级.结果表明,1999-2008年,平阳寺镇矿区各项指标发展趋势比较平稳,矿区生态系统基本处于一般疾病与很健康状态之间.结合实地调查研究,评价结果符合实际情况.     

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。     

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。     

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.     

基于物元可拓理论的化工企业风险评价

针对化工企业生产中工艺流程复杂、影响因素众多、重特大事故易发的特点,从化工事故发生的多层次影响因素出发,设计构建了化工企业风险评价指标体系,共分为3个一级指标和14个二级指标.基于G1法与物元可拓理论构建了 G1-物元可拓综合评价模型,全面反映化工企业的风险等级水平.运用该模型对唐山某氯碱化工企业进行风险等级评价,计算其各指标权重与关联度,最终得出总目标的风险等级.评价结果与企业实际风险水平基本吻合,表明该方法具有可行性.     

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.     

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。     

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。     

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PSR模型的长春北湖湿地生态系统健康评价研究

基于PSR模型,以长春北湖湿地生态系统为研究对象,甄选出对生态系统影响明显的因素,研究其各层次指标在多重压力下所产生的响应,从而构建科学完整的指标评价体系。通过研究得出现阶段北湖湿地生态系统健康综合评价指数为0.582 2,处于健康状态边缘;"压力-状态-响应"3个子系统的健康指数分别为0.601,0.485与0.695,其中状态子系统的分值最低,表明北湖湿地状态不稳定,存在湿地退化风险。     

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。     

围岩稳定性评价的改进物元可拓模型与应用

为弥补现有地下工程围岩稳定性评价方法的不足,建立了改进的物元可拓模型。通过构造一种新的关联函数,解决了因传统的物元可拓模型的关联函数是一个分段函数而存在的不便于计算的缺陷,以及评价指标间的互不相容性问题,拓宽了物元可拓法的应用范围。将改进的物元可拓模型应用于某地下工程围岩的稳定性评价,结果表明,样本1、2、5属于Ⅱ级(较稳定),样本3、4属于Ⅰ级(稳定)。通过将其评价结果与传统可拓法及模糊数学综合评判结果进行比较分析,证明该评价方法的正确性。研究表明,改进的物元可拓模型的评价结果与实际工程地质情况更为吻合,准确度更高,能够反映各因素对围岩稳定性的影响,其合理性和可行性得到了验证。     

基于PSR模型的旱区城市湿地生态安全评估——以张掖北郊湿地为例

湿地是世界上具有独特结构与功能的生态系统,黑河流域湿地生态系统健康与安全对我国西北干旱区生态网络建设具有重要意义。选取黑河中游典型的城市湿地——张掖北郊湿地为研究区,基于"压力—状态—响应"框架模型,构建湿地生态安全评价指标体系,并运用层次分析法确定各指标权重,以综合指数法对湿地生态安全性进行了综合评价。研究结果表明:张掖北郊湿地生态安全综合指数为0.580,处于中度安全状态;生态系统的主要服务功能尚能发挥,但个别生态压力已超出生态系统的承载能力,显示出湿地的保护和管理存在不足。     

基于超标倍数赋权法的模糊物元在湿地水质评价中的应用

湿地水质的研究是保护湿地生物多样性工作的基础.鉴于水质评价中各指标的不确定性和模糊性,将超标倍数法与模糊物元建模相结合,应用于水质综合评价,建立了基于超标倍数赋权法的模糊物元模型.运用此模型对洪河湿地水质进行评价与分析,评价结果与熵权系数法的评价结果一致,证明所建立的新模型是科学合理的,其结果更加客观.目前,洪河湿地的水质污染较严重,主要是湿地周边的农场大量使用农药和化肥造成的.因此,提出了建立湿地过滤带的方法,可以有效阻止水质恶化.     

城市轨道交通隧道火灾风险的多级可拓综合评价

在构建城市轨道交通隧道火灾评价指标体系的基础上,建立了多级可拓综合评价模型,通过关联度的计算,判定各风险评价指标与风险等级的距离。以长沙市某隧道为例,通过评价权值、待评物元、关联度的计算,确定该隧道火灾风险的等级。结果表明,该火灾风险等级为2级,风险水平可接受,但需要整改。     

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。     

基于博弈论-模糊物元的地下水环境健康评价模型构建及应用

在分析现有地下水环境健康状态评价模型缺陷的基础上,基于可拓学原理,通过信息熵法确定客观权重,层次分析法确定主观权重,结合非对称贴近度方法改进最大隶属度原则及博弈论组合赋权思想得出综合权重,构建了基于博弈论和模糊物元的地下水环境健康状态评价模型,并选取黄河流域4个地区对模型的有效性进行了验证。结果表明,该模型适用于具有模糊性、不确性与多目标的地下水环境健康状态评价,能较好地避免因权重赋值的片面性造成的评价结果偏差问题,其评价结果同时反映了地下水环境健康等级与发展趋势。