基于可拓學的大壩安全綜合評價方法

1、第41卷第2期2008年4月武漢大學學報(工學版)EngineeringJournalofWuhanUniversityVol.4lNo.2Apr.2008文章編號:1671一8844(2008)02一0042一04基于可拓學的大壩安全綜合評價方法何金平‘，2，廖文來3，施玉群，“(l.武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室，湖北武漢43o0722.武漢大學水利水電學院，湖北武漢4300723.廣東省水利水電科學研究院，廣東廣州51

2、0610)摘要:以大壩安全監(jiān)測資料為基礎，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聯函數，確定了大壩安全狀態(tài)的經典域和節(jié)域，建立了大壩安全可拓學綜合評價模型，并以綜合評價體系中的“變形”為例，給出了一個可拓學綜合評價算例.算例表明:采用可拓學理論來對大壩安全進行綜合評價是合理、可行的，為大壩安全綜合評價從定性評價到定量評價、從單指標評價向多指標評價提供了一條全新的、更為科學合理的思路和方法.關鍵詞:大壩安全綜合評價物元

3、可拓關聯函數中圖分類號:Tv64文獻標志碼: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大壩安全綜合評價以大壩安全監(jiān)測為基礎，是一個多層次、多指標的復雜分析評價問題川.目前大壩安全綜合評價研究還相當薄弱，還主要依賴專家的經驗，結合可局部量化的指標，以定性分析為主，輔以適當的定量分析，遠不能適應大壩安全評價定量化和智能化的要求，因而函待深人研究.作為處理復雜矛盾問題的可拓學理論，為大壩安全綜合評價提供了一

9、條新的思路和途徑.可拓學以物元理論、可拓集合理論和可拓邏輯為理論框架[z，3」，其中，物元R是可拓學的邏輯細收稿日期:2007一09一28作者簡介:何金平(1964一)，男，湖北羅田人，博士，副教授，研究方向為大壩安全監(jiān)測與水利水電工程管理.甚金項目:國家自然科學基金資助項目(編號:5o579O5).萬方數據武漢大學學報(工學版)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則關聯函數計算式為Kj(認)=杯vi，vo#)P(認，鞠)一P(認，v0Ji)認任v0PP(vi，vo棄)一、認任際且P(認，、)=P(vi，際)CC‘C附||1|L一當待評物元的特征值為區(qū)間值時(如專家對評價指標進行的區(qū)間評分)，則先求區(qū)間關于經典域區(qū)間和節(jié)域區(qū)間的距閣，再求取關聯函數.按文獻「6]的方法確定各評價指標的權重。‘，則待評對象M(大壩或中間指標)關于等級j的關聯度K，(M)為Ros一廣

11、一!RO.一‘一Ros一5一」“變形”性態(tài)的節(jié)域為R，=(M，c，v，)K，(M)=1.6等級的評定習w‘K，(v‘)[0，1〕[0，1〕[0，1〕[0，1〕若K，。(M)=maxK，(M)，j=1，2，，m，則評定M屬于等級j。.對一切j，若存在:Kj(R。)簇0則應舍去，不參加等級評價.2應用示例以圖1所示的綜合評價指標體系中的“變形”為例，結合某混凝土壩安全監(jiān)測資料，按上述可拓學評價方法，對“變形”性態(tài)進行綜合評價.“變形”性態(tài)評

12、價指標包括4個:水平位移(:1)、垂直位移(cZ)、傾斜(。:)、接縫裂縫(。)性態(tài)評價等級按5級考慮: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〕來量化評價指標.“變形”性態(tài)的經典域為利用文獻〔6」中提出的方法，根據監(jiān)測物理量的數值大小和趨勢性變化，求得各物理量(評價指標)的特征值為vl=0.70，vZ=0.92，饑=0.86，v4=0.79則表示成待評物元為0.700.920.

13、860.79CC‘C附!111|LR根據關聯度函數式，求取各特征值關于各等級的關聯度，計算結果見表1.按權重確定方法，得到各特征:‘的權重系數為田1=0.3，叭=0.25，田3=0.25，田‘=0.2則按前述計算式，加權求得“變形”關于各等級的關聯度.其中，Kl(M)、K:(M)、K3(M)均為負關聯度，應舍去K4(M)、K:(M)分別為K(M)=0.160，KS(M)=0.175按評定準則，有maxK‘(M)，1=1，2，3，4，5=