改进多级模糊可拓方法在大坝变形评价中的应用

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(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。     

大坝工作性态的多层次灰色关联趋势模型

大坝与周围环境相互作用形成了一个多层次的复杂灰色动态系统,其工作性态随各种环境要素及自身状态的影响,在时间和空间上不断变换.影响大坝工作性态的因素种类繁多,各种影响效果又在不同时间段,不同坝体部位体现.可对大坝各种性态指标进行层次分析,应用灰色关联原理描述大坝性态,形成其工作性态的多层次灰色关联趋势模型,并在时间维度上分析大坝整体性态的变化趋势.工程实例表明,分析结果不仅能有效地描述坝体工作性态趋势,而且能体现整体性态下各个相关分项的变化.     

基于单位约束组合赋权的混凝土坝性态安全评价云模型

针对大坝性态安全评价中梯阶逐层指标权重的不确定性、主客观组合赋权中合理配权及隶属区间模糊性等问题,提出基于单位约束组合赋权的混凝土坝性态安全评价云模型。以运行期混凝土坝为对象,在其已建性态评价体系的基础上,综合运用基于G1法和熵权法的组合赋权理论,构建了单位约束条件下性态指标组合权重寻优新方法;引入云模型概念,量化了大坝性态安全评价中评价指标的随机性与隶属区间的模糊性。将该模型应用到某实际混凝土坝工程中,其安全评价结果与其他评价模型的结果基本一致,且与大坝实际情况相符,从而验证了该模型的有效性与可行性。     

基于组合赋权-正态云的大坝安全评价模型

针对大坝安全评价问题,提出了一种基于组合赋权和正态云耦合的安全评价模型。选取变形、渗流、环境因素为大坝安全评价指标体系,根据既定评价指标体系确定大坝安全评价标准,在此基础上确定云模型的特征参数和各评价指标的综合权重,由云模型正向发生器给出评价指标在各评价等级下的隶属度,最后由各评价指标的综合权重矩阵和对应评价等级下的隶属度矩阵得出大坝安全评价结果。运用该模型对某大坝进行了安全评价,结果表明,该方法可以得出准确的结果。     

大坝工作性态安全评估模糊云模型及其应用

针对大坝安全评价问题,提出了一种基于组合赋权和正态云耦合的安全评价模型。选取变形、渗流、环境因素作为大坝安全评价指标体系,根据既定体系确定大坝安全评价指标标准,在此基础上确定云模型的特征参数和各评价指标的综合权重,由云模型正向发生器给出评价指标的在各评价等级下的隶属度,最后由各评价指标的综合权重矩阵和对应评价等级下的隶属度矩阵给出大坝安全评价结果。最后结合工程实例,运用该模型对某大坝进行了安全评价,结果表明,该方法可以得出准确的结果。     

基于云模型与证据理论的大坝安全综合评估方法

大坝工作性态影响因素众多、属性的特征多样、相互关系复杂,对其安全状况的综合评估是一个典型的不确定性问题。充分考虑大坝安全评估过程中的模糊性和随机性,组合应用云模型和DS证据理论开展了大坝安全多指标综合评估方法研究。依据大坝安全评估多指标体系和安全等级划分标准,借助云模型实现D-S证据理论中基本概率赋值,进而基于D-S证据理论并加以改进,构建了大坝安全综合评估模型,并提出了相应的综合评估实现方法。应用于实际工程案例分析,验证了文中所述方法的合理性与可行性。实例表明,通过云模型和D-S证据理论在大坝安全综合评估中的组合使用,有效降低了评估过程不确定性对其结果的影响,为大坝安全多指标综合评估提供了一种可行的途径和思路。     

基于改进层次分析法的大坝性态安全诊断云模型

针对大坝性态安全诊断中准则层与指标层的不确定性、主观赋权的影响性以及隶属区间的模糊性等问题,提出一种基于模糊云理论的大坝性态安全综合诊断模型。以现役大坝为诊断对象,在已构建大坝性态安全判诊指标体系的基础上,运用改进层次分析法的赋权理论确定权重矩阵,并通过云模型可量化大坝性态诊断中的随机性与模糊性的原理求解隶属度矩阵;再将上述矩阵进行模糊数学运算的结果依据最大隶属度原则综合评判。最后把该模型应用到某实际大坝工程中,得其安全诊断结果与国内学者分析成果基本一致,且与大坝实际的服役情况相吻合,从而验证了该模型的有效性与可行性。     

大坝工作性态整体安全度的模糊马尔科夫过程

大坝工作性态是一个复杂的系统体系,受地质和工程等因素的综合影响,大坝工作性态整体安全度既有确定性,又有随机性、时变性、模糊性等不确定特征.对大坝工作性态的综合评估指标进行界定,参照评估等级的划分标准,得到大坝工作性态整体安全度,引入模糊马尔科夫过程,可对大坝的整体安全度进行预测.工程实例应用结果表明,预测结果与实际情况一致.     

基于贝叶斯框架下大坝服役性态综合评估方法

大坝服役性态的综合评估对水利枢纽的安全运行有重大意义。现有的评估模型存在过于依赖专家经验,缺乏客观性,或仅限于数据挖掘,未融入专业知识的不足。以贝叶斯网络为主要框架,提出了一种结合专家主观经验和客观实测数据的大坝性态评估方法。该方法根据朴素贝叶斯分类和BIC评分优化的方式确定网络结构,有效地厘清了影响因素之间的关系。利用模糊综合评价理论和熵权法分别求解先验分布和条件分布,运用贝叶斯估计进行推理,得到兼顾主观经验和客观数据的失效概率。结合失效概率等级表,对大坝服役性态进行有效的评估和定级。以某混凝土坝14个影响因素的时间序列为例,建立了该坝贝叶斯框架下多指标服役性态评估模型,并对其服役性态进行安全评级。最后从主观与客观、整体与部分、静态与动态3方面分析评估结果,证明了该方法的有效性。     

考虑混凝土坝位移动力突变盲点的安全监控模型

针对坝体位移时间序列中出现数据跳跃的现象,基于动力学互关因子指数法与云模型理论,提出了一种能准确辨识大坝位移时间序列中动力突变盲点位置的诊断方法,并构建了考虑动力突变盲点的混凝土坝位移安全监控模型。基于不确定性动力系统对大坝位移的演化分析,综合运用相空间重构、云模型及小波分析等数值处理方法,从所辨识数值序列中的动力突变盲点出发,研究了对大坝工作性态转异进行预测诊断的方法。工程实例表明,该方法能找准对应位移的动力突变盲点,可避免动力突变盲点对大坝位移序列的不利影响,提高了大坝位移安全监控模型的可靠性和科学性。     

基于组合赋权-理想点法的大坝安全评价模型

引入理想点法的基本原理,建立了基于理想点法的大坝安全评价模型。选取大坝的变形、渗流为大坝安全评价指标体系,根据既定体系确定大坝安全评价标准和安全评价等级,采用组合赋权法确定评价指标权重,根据理想点法原理计算理想点贴近度,从而给出大坝安全评价结果。将该方法用于某已建大坝工程,工程实例表明,该方法的安全评价结果与实际相符,为大坝安全评价问题提供了一条新的思路。     

基于MCW-正态云模型的黑河流域突发水污染安全评价

突发水污染事件已成为水安全管理的一个重要问题,鉴于传统评价方法无法兼顾评价体系中模糊性和随机性问题,将正态云模型运用于突发水污染安全评价中,建立MCW-正态云评价模型对张掖祁连山黑河流域2012-2017年突发水污染安全情况进行评价。遴选15个指标利用PSR模型构建指标体系及分级标准,利用混合交叉赋权法(MCW)和正向云发生器分别求出权重和隶属度,将两者结合对突发水污染安全程度进行评价,最终与改进密切值法和模糊综合评价法的评价结果进行对比分析。结果表明:2012年张掖祁连山黑河流域突发水污染安全处于Ⅱ级重大危险,2013-2017年处于Ⅲ级较大危险,结果与改进密切值法、模糊综合评价法基本一致。该方法能有效实现定性定量的转化,对突发水污染安全评价具有可行性,可作为一种新的突发水污染安全评价模型。     

熵权法-正态云模型在云南省水生态承载力评价中的应用

为科学衡量水生态承载力评价过程中的随机性与模糊性,将正态云模型引入水生态承载力评价,建立熵权法-正态云模型对云南省2006-2016年和2020年水生态承载力进行评价。从水资源系统、水环境系统、经济系统和社会系统遴选19个指标构建水生态承载力评价指标体系和分级标准,采用云模型正向发生器计算水生态承载力分级评价指标的隶属度,利用熵权法求出各指标权重,再根据隶属度矩阵和权重矩阵给出水生态承载力分级确定度并进行评价,将评价结果与模糊综合评价法、投影寻踪法的评价结果进行比较。结果表明:2006-2009年云南省水生态承载力评价为基本可承载,2010-2016年评价为可承载,2020年评价为绝对可承载;评价结果与模糊综合评价法、投影寻踪法的评价结果基本一致;该模型兼具模糊性和随机性,用于水生态承载力评价是可行的,可作为一种新的水生态承载力评价模型。     

水电工程施工疲劳风险分析与量化评价研究

为量化评估作业疲劳风险,提高施工作业安全水平,提出基于云模型改进的水电工程施工疲劳风险模糊综合评价方法。在评价过程中,利用云模型的3个数字特征Ex(期望)、En(熵),He(超熵)表征常规模糊综合评判法中的综合评判矩阵和权重矩阵;运用正态云模型代替模糊隶属度函数,计算疲劳风险发生的可能性等级;综合运用正向云及逆向云,可视化评价研究结果。用所建立的方法对某水电工程高边坡作业疲劳风险进行评估,结果表明,该水电工程的疲劳风险发生的可能性为5.419,处于“一般”等级,但明显偏向于风险“较大”等级。该评价方法综合考虑风险评估的随机性、模糊性及评价主体的主观性,为客观测量和及时预防水电施工作业疲劳风险提供一种行之有效的新方法。     

正态云模型在地下水水质综合评价中的应用

针对地下水质综合评价问题,建立了基于组合赋权-正态云的综合评价模型。选取氨氮、亚硝酸盐、溶解性总固体、高锰酸盐指数、总硬度、硝酸盐、氟化物、氯化物以及硫酸盐等9个指标作为水质综合评价指标体系,在此基础上建立了相应的评价标准。评价过程中,采用云模型正向发生器计算水质分级评价指标的隶属度,组合赋权法求出各指标权重,根据隶属度矩阵和权重矩阵给出水质分级的确定度并进行综合评价。利用所建立的评价指标体系对北京市朝阳区地下水水质进行了评价,并将评价结果与模糊物元法、投影寻踪法的评价结果以及实际情况进行了对比,结果表明所提方法评价结果最优。     

考虑谷幅收缩变形的高拱坝多源信息融合安全评判

水库蓄水过程中诱发的谷幅收缩变形对高拱坝结构的安全性有直接影响。为了评判谷幅收缩变形条件下的拱坝安全状态,以我国西南地区某高拱坝为例,首先,建立坝体变形监控模型,研究坝体变形与谷幅收缩变形的联系;在此基础上,融合大坝安全监测多源信息,构建了考虑谷幅收缩变形指标的大坝安全多源信息融合评判模型,采用云模型与D-S证据理论相结合的方法来评判大坝的安全性。基于监测数据由云模型求得的隶属度来确定大坝安全评价指标基本概率分配的方法,克服了传统方法主观性较强的缺点,结合D-S证据理论融合各监测指标基本可信度对大坝安全进行综合评判。结果表明,谷幅收缩变形可能是坝体倾向上游变形的主要原因,模型评判结果为大坝处于“基本正常”状态,与该高拱坝的实际情况基本相符,说明采用云模型求得的隶属度来确定大坝安全评价指标基本可信度分配的方法合理可行。     

基于云模型的自然灾害灾情等级评估

针对目前灾情评估指标不够全面系统,未综合反映社会、经济、环境等各方面影响,且评价方法中权重和等级评估标准的确定主观性强的问题,从灾情属性、社会影响、经济影响和自然环境影响4方面归纳整理出一套较为全面的灾害灾情评估指标体系,提出基于云模型的权重确定方法和基于云模型的灾害灾情等级评估模型,并将其应用于6次典型暴雨洪涝灾害灾情评估。结果表明:基于云模型的权重确定方法能客观地综合所有专家的评价信息,基于云模型的灾害灾情等级评估模型能有依据地得出灾情等级评估标准并客观合理地确定等级。     

基于云模型的尾矿库溃坝风险模糊评价模型

针对尾矿库溃坝风险评价过程中存在模糊性及不确定性等问题,将尾矿库溃坝作为一个整体并选取合适评价因子,结合改进的层次分析法及云模型理论,建立了适用于尾矿库的溃坝风险模糊评价模型。算例表明,依据各评价因子的赋值标准生成相应的云模型,能够充分的表征评价过程中模糊性、随机性与离散性的特点,经改进的层次分析法计算得到各评价因子的权重后,按照最大隶属度识别准则进行综合评判。最终结果与实际情况相符,进一步佐证该评价模型的正确性和有效性,为尾矿库溃坝风险评价提供了一条新途径。     

基于最优觅食算法-投影寻踪-云模型的最严格水资源管理评价

为全面衡量最严格水资源管理评价过程中的随机性与模糊性,将正态云模型引入最严格水资源管理评价,建立最优觅食算法-投影寻踪-正态云评价模型,以云南省16个州市最严格水资源管理评价为例进行研究。选取当前最严格水资源管理考核中万元GDP用水量等6大指标构建评价指标体系和分级标准,采用云模型正向发生器计算最严格水资源管理分级评价指标的隶属度,利用最优觅食算法-投影寻踪方法给出各指标权重,并与传统粒子群算法、人工蜂群算法和差分进化算法优化结果进行比较。根据隶属度矩阵和权重矩阵给出最严格水资源管理评价分级的确定度并进行评价。结果表明:最优觅食算法寻优精度高于传统粒子群等3种算法。昆明市、曲靖市最严格水资源管理评价为优秀,保山市、红河州、德宏州评价为合格,其余11个州市评价为良好。最优觅食算法-投影寻踪-正态云评价模型兼具模糊性和随机性,既能反映最严格水资源管理评价分级的定性概念,又可反映隶属程度的不确定性,具有较好的应用推广价值。