基于改进AHP与熵权法的膨胀土胀缩等级云模型评价

利用云模型、改进层次分析法与熵权法对膨胀土胀缩等级进行评价,主要采用了液限、胀缩总率、塑性指数、天然含水率和自由膨胀率等5个评价指标,并以15个膨胀土实测数据作为实例进行研究.首先根据胀缩性等级分类标准,生成每个评价标准的云数字特征,建立各评价因子的云模型;然后结合综合权重值,计算出综合确定度;最后综合确定度值最大的级别即为该膨胀土的胀缩等级.云模型的评价结果与未确知测度法、物元可拓模型和变权靶心贴近度法的评价结果有较好的一致性,且该方法具有较高的分类精度.     

基于云模型的泥石流易发性评价

为了准确地对中巴公路沿线泥石流进行易发性评价,针对评价过程中存在随机性和模糊性的问题,文章建立了基于正态云的泥石流易发性评价模型。该模型首先根据勘察规范选取了14个评价指标,并基于易发性分级标准生成每个指标隶属于不同等级的数字特征,然后利用正向正态云发生器模拟实测样本值隶属于各等级的确定度,结合评价指标权重得到评价样本的综合确定度,最后按照最大确定度原则选择泥石流易发性等级。将中巴公路沿线泥石流易发性等级评价实例结果与采用其他评价方法所得结果进行对比,结果表明,该模型应用于泥石流易发性评价是合理可行的,且该模型概念清晰、计算简便,为类似不确定性问题的处理提供了一种新的参考。     

膨胀土与石灰改良膨胀土胀缩性的云模型评价

为解决胀缩性评价过程中模糊指标与随机指标统一处理及定性定量转化问题,探讨了基于云模型理论的胀缩性评价模型.首先基于胀缩性分类标准生成每个评价指标在不同等级的云数字特征,并应用正向正态云发生器模拟实测样本指标值隶属于各等级的确定度,然后结合指标权重获得综合确定度,以最大综合确定度值判定样本的胀缩性等级.最后基于合肥新桥国际机场膨胀土地基处理工程实例来验证该模型的可靠性,并与集对分析、可变模糊集方法和模糊数学方法的判别结果进行了对比分析.结果表明,基于云模型评价膨胀土和改良土胀缩性等级是有效可行的,且预测结果可充分反映现场实际情况.     

基于云模型的退役铀尾矿库环境质量评价方法

综合考虑退役铀尾矿库环境质量评价过程中模糊性和随机性的特点,引入云模型,建立了基于云模型的退役铀尾矿库环境质量评价方法.选取影响周边环境质量的12项指标,计算各指标隶属于各环境等级的云模型参数,运用正向正态云发生器生成综合云模型,结合权重,得到评价对象的综合确定度,最终根据最大确定度判定环境质量等级.实例和对比分析结果表明,运用云模型评价退役铀尾矿库环境质量是可行的,且计算过程简单明了、易于编程实现,为评价退役铀尾矿库环境质量提供了新的思路和手段.     

岩体质量分级的组合赋权云模型

岩体质量分级是一个复杂的工程决策问题,不仅具有模糊性及不确定性特征,而且用于分级评价的因子权重难以准确确定。基于云模型处理模糊性和不确定性问题的独特优势,同时借助组合赋权技术,提出组合赋权-云模型的岩体质量分级评价模型。该模型选用岩石单轴抗压强度σc,岩石质量指标RQD,结构面间距Jd,结构面摩擦系数f,岩体钻进速度T及岩体声波波速V作为岩体质量等级评价因子,根据单指标岩体质量分级标准计算各评价因子隶属于不同岩体质量等级的云数字特征。同时,以相关岩体质量分级案例为对象,在德尔菲法及变异系数法求得的评价因子权重基础上,基于距离函数约束思路获得组合赋权后的评价因子综合权重。再依据正向正态云发生器,得到待评案例样本的综合确定度,由最大综合确定度判定岩体质量等级。云模型应用结果与其他评价方法应用结果对比分析表明,组合赋权-云模型在岩体质量分级应用中具有良好的适用性和可靠性,为岩体质量分级评价提供了一种新思路。     

露天矿岩体质量熵权-联系云评价模型

针对岩体质量等级判定的不确定性,文章提出了熵权-联系云评价模型。首先采用熵权法确定各指标权重,基于联系云模型计算实测数据对应于各级别的确定度,然后根据最大隶属度原则判定岩体质量级别。实例应用及与其他方法评价结果的对比分析表明,熵权-联系云模型应用于实际工程岩体质量评价是有效可行的,且更加客观准确,可为露天矿工程岩体质量的评价提供参考。     

基于组合赋权法与云模型坝基岩体质量评价

利用组合赋权法与云模型对坝基岩体质量分级进行了评价,主要采用6项评价指标:岩石单轴饱和抗压强度、结构面间距、RQD、完整性系数、声波纵波速度和地应力修正系数,以金沙江旭龙水电站坝基岩体作为实例进行了质量评价.通过偏好系数法将优序图法和熵值法组合,利用云数字特征值建立岩体质量各评价因子的云模型,并得出岩体样本各评价因子对应的确定度,综合确定度最大值对应等级为岩体的质量等级.利用云模型的评价结果与传统的BQ分级法和可拓理论的评价结果进行比较验证,云模型具有可操控性和较高分类精度,能够精确地表达出岩体质量的综合确定度.     

基于组合赋权-云模型的高速公路网交通韧性评价

为了制定提升高速公路网交通韧性的策略，提出一种基于组合赋权-云模型的路网韧性评价方法. 首先，选取结构熵、边介数、聚类系数、路网密度4个路网拓扑结构指标和行程时间指数、路网流量非均匀指数2个交通运行状态指标，从路网拓扑结构与功能两方面对路网韧性进行综合评价. 其次，对路网韧性等级进行划分，确定各评价指标在不同韧性等级的阈值，并基于逆向云发生器计算云参数特征值及确定度. 随后，采用层次分析法和熵值法对指标进行组合赋权，通过加权平均得到不同韧性等级的隶属度，根据隶属度最大原则判定高速公路网韧性等级. 最后，以某高速公路网为例进行实证研究，将所提出的组合赋权-云模型评价方法与综合模糊评价法进行对比. 研究表明，二者的评价结果相近，但组合赋权-云模型评价方法克服了综合模糊评价法中随机性的缺陷，能更客观地反映路网的真实运行状态.     

基于云模型和改进CRITIC的深井垂直充填管道磨损风险评估

为准确预测深井垂直充填管道磨损程度,建立了深井垂直充填管道磨损风险评估云模型。以金川龙首矿等国内4家深井矿山为例,选取料浆体积分数等14项因素作为风险评估指标。以指标作为云模型变量,根据云模型理论,选取适当的云模型数字特征;考虑指标之间的相关性以及指标内部变异程度对指标权重的影响,引入改进CRITIC法获取指标权重,计算评估对象隶属于风险等级的综合确定度,得到深井垂直充填管道磨损风险等级。研究结果表明,金川龙首矿、冬瓜山铜矿、孙村煤矿、广西高峰矿业垂直充填管道磨损风险等级分别为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅲ级。与其他评估方法进行对比显示,该计算模型将模糊性与随机性转化为确定度这一定量值,实现了定性到定量的映射,为深井垂直充填管道磨损类似问题的研究提供了新方法。     

基于RS-TOPSIS法的地下工程岩体质量评价

将逼近理想解的排序法(TOPSIS)运用于地下工程岩体质量评价问题中,选用岩石质量指标、岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整性系数、结构面强度系数和地下水渗水量5个影响因素作为地下工程岩体质量评价指标.基于粗糙集理论(RS),通过计算评价指标与评判结果的粗糙依赖度确定评价指标的重要性.以广州抽水蓄能电站1期地下工程岩体17组实测数据和13组插值数据作为学习样本,依据单指标分类区间下限构造5个不同等级的典型样本,通过计算典型样本与正理想解的相对贴近度来确定分类区间,建立RS-TOPSIS地下工程岩体质量评价模型,并逐一对30组学习样本进行回检,正判率为96.7％.将建立好的评价模型运用于该电站2期地下工程岩体质量评价.研究结果表明:采用地下工程岩体质量RS-TOPSIS评价方法获得的结果与突变基数法、BP神经网络法以及支持向量机法评价结果相吻合,该方法具有工程实用价值,可以运用于地下工程岩体质量评价.     

组合赋权模糊熵-灰云聚类二维河流健康评价

为弥补传统灰色聚类法中白化函数对隶属度的量化取值过于固定,忽视随机性信息而无法兼顾河流健康评价体系中的模糊性、不确定因素的不足,引入云模型理论,实现模糊性、随机性信息的定性定量转换,构造基于正态云模型的灰云聚类白化函数.权重确定采用最小偏差组合赋权法,可实现各指标相对重要度的合理界定;为解决指标等级归属不一致时的综合评判问题,引入模糊熵作为第二维评价系统,反映河流健康复杂度,从而实现模糊熵-灰云聚类二维河流健康评价.选取太湖流域几条河流进行评价,评价结果对比单一等级评价方法更直观全面.结果表明:所提出的改进方法可对健康等级归属不一致、不确定性作出合理解释,从宏观健康等级与微观复杂度两层面有效揭示河流健康状况细节,为河流健康评价研究提供可行思路.     

基于云模型的建筑边坡稳定性评价体系的研究

结合建筑边坡稳定性分析指标的不确定性和随机性,建立基于云模型的建筑边坡稳定性评价体系,将边坡稳定性状态划分为四个等级,选取勘察报告中常见7个参数作为评价指标,并由云发生器生成综合云模型。采用改进的层次分析法确定各指标的权重,根据最大隶属度原则确定边坡所处的稳定性级别。对福建省某边坡进行分析,分析结果与勘察报告分析的一致,表明该方法具有一定的可行性。     

基于云D-S证据理论的山区高速公路路段风险评判

为保障山区高速公路运营期间的行车安全,提出基于云模型和Dempster-Shafer (D-S)证据理论的山区高速公路路段风险性综合评判方法。结合以往研究和标准构建了包括道路线形、路面状况、安全设施、路桥隧情况、交通环境和服务水平6个指标的路段风险性评价体系。在此基础上,将路段风险性划分为5级并提出了指标的风险等级标准。以测点实测数据和专家评价值为依据确定指标特征值,采用云模型构建指标基本信度分配。基于D-S证据理论,利用融合规则将定性与定量指标多次融合,得到路段整体风险等级。将该模型应用到奉溪高速公路K46+800～K47+400标段风险评判中,得到路段整体风险等级隶属度向量为T=(0. 022,0. 947,0. 025,0,0,0),融合不确定度为0. 007。评价结果表明:该评测路段风险性为较低风险;基于云模型与证据理论的综合评判方法具有较好的可行性与适用性,实例评价结果与实际情况基本一致。     

基于云模型的饮用水源地原水重金属健康风险综合评价

利用云模型能够处理各种不确定性问题的特点,构建基于云模型的重金属健康风险评价模型.将评价标准分为六个风险等级,分别选取Fe、Mn、Cu、Cr、Cd、As和Pb作为评价因子,将构建好的风险评价模型应用于某饮用水源地原水的重金属评价.评价结果表明,该水源地的成人重金属风险值为Ⅳ级,存在一定风险;基于云模型的评价方法不仅能够确定风险等级,还能更全面地反映同级别重金属危害程度的高低;通过与基于区间数理论的评价结果对比发现,云模型通过确定度来确定最终风险等级,验证了该方法的适用性;另外该方法的可视性强,结合云图,可以较为直观地了解当前风险大小.     

基于AHP-云模型的铁路隧道突水危险性综合评价

铁路隧道工程突水危险性评价是施工中的重要安全措施,受评价因子模糊性特征的影响,提出多因素突水危险性的云模型理论综合评价方法,提高评价的综合性和可靠性。在调研分析影响隧道突水灾害的风险因素集的基础上,选取了13个评价因素,确定各因素突水风险评语集,建立了层次分析法(AHP)确定因素权重的突水危险性综合评价云模型。并以尖峰山隧道工程为例,进行该隧道工程的突水危险性评价。研究结果表明:基于AHP-云模型的隧道突水风险综合评价方法,可以充分利用定性和定量的样本信息,系统直观地表现出隧道突水风险评价因素的特征,为多指标模糊因素的评价提供一种有效的方法;选取尖峰山隧道不同里程的10个样本为研究对象,通过AHP-云模型正向云发生器,获得各因子对不同风险等级的隶属度,结合综合评语云模型和综合确定度计算值得出隧道突水风险评价结论。     

基于熵-模糊物元的区域公路网可持续发展水平评价

为了评价区域公路网的可持续发展水平,从技术评价,交通评价和环境评价三个方面选取了10个指标构建了评价指标体系,并根据国家相关规范和既有研究成果确立了指标的经典域和节域,构建熵-模糊物元评价模型.该模型以熵值法和物元模型为基础,采用可拓学中的初等关联函数作为隶属度函数来计算指标关于评价等级的隶属度,进而确定各指标的等级水平,并采用熵值法确定指标权重,通过海明贴近度判定各评价等级与标准模糊物元间的远近程度,最后以陕西省进行实例研究.结果表明:该方法可以反映区域公路交通网络的可持续发展水平;陕西省公路网的评价等级处于"良"和"次"间并偏向"良",公路网现状事故率较低,全省公路节点通达度和路网绿化率也处于较高水平,符合国家所倡导的发展绿色公路、环保公路等相关政策,但在高等级公路建设、公路网密度提高及交通噪声降低方面尚有待提高.     

基于云模型的城市居民公共安全教育评价

为了评估城市居民公共安全教育的现状并克服传统评价过程中数据随机性和模糊性的不足,基于云模型理论,选择影响城市居民公共安全的3个因素建立了5个不同等级的城市居民公共安全评价指标模型。根据云模型的数字特征计算规则,计算每个风险因子属于不同风险等级的云模型的数字特征,结合正向正态云发生器和各个评价因子的权重,得出云模型的综合确定度,最终获得最大的综合确定度下的居民安全教育等级。对某城市研究的结果表明,该市居民的公共安全教育程度总体上处于一般至较好水平。实践证明,评价体系的结论与该市居民公共安全教育的现状相吻合,同时可以指出影响城市居民公共安全的主要因素,对评价居民的公共安全教育程度和制定最佳教育方案具有重要的指导意义。     

基于非对称联系云的膨胀土和改良土胀缩性评价

膨胀土胀缩性评价指标常为有限区间内多种类型的不确定性指标,为真实反映指标的非对称分布特点和考虑胀缩等级模糊随机特性及定量评价结果的转换态势,将集对论和云模型耦合提出能模拟有限区间数据的非对称联系云模型,即基于指标分类标准确定各胀缩等级的左、右半区间长度和求解相应的非对称联系云数字特征,并生成有限区间内的非对称联系云,实现统一描述膨胀土和改良土胀缩性评价指标的确定和不确定性,进而结合指标权重综合分析样本与胀缩等级间的联系和等级特征值,以确定样本的胀缩性等级.实例应用及与传统正态云和模糊方法等结果的对比结果表明,该模型应用于膨胀土和改良土胀缩性分类是有效可行的,克服了传统云模型局限应用于正态分布指标缺陷,且能辩证分析评价指标的动态不确定性.     

基于熵权-改进灰色关联模型的公路隧道塌方风险评估

为确定公路隧道施工过程中塌方风险等级,选取工程地质等4项一级指标,围岩级别等12项二级指标,建立熵权-改进灰色关联的公路隧道塌方风险评价模型。采用熵权法计算评价指标权重;采用改进灰色关联法确定各段隧道与隧道塌方各风险等级的关联度,并与所求得的权重相结合确定最终的风险等级,并将结果与工程实例相印证。结果表明：公路隧道塌方的12项风险因素中,年均降水量、隧道跨度、围岩级别、隧道埋深对隧道塌方影响较大;采用本文模型对四段隧道进行评价,评价结果均与实际相符。可见该评价模型为在建隧道施工塌方风险等级的确定与预防提供了科学而有效的依据。     

基于改进CRITIC-G1法组合赋权云模型的高阶段充填体稳定性分析

针对高阶段充填体稳定性风险评估过程中存在模糊性与随机性的特点,引入云模型理论,建立了高阶段充填体稳定性评判模型。以安庆铜矿等国内4座深井矿山为研究对象,选取坍落度、侧向暴露面积、充填料浆坡度、充填接顶效果等16项影响因素作为风险评估指标,借助云理论计算隶属于不同风险等级的各指标云模型参数,同时基于改进CRITIC-G1法,综合考虑指标之间的相关性与专家的理性判断,将主客观权重进行优化组合,最终根据评估指标的云数字特征和组合权重确定4座矿山充填体稳定性等级。研究结果表明,安庆铜矿、李楼铁矿、冬瓜山铜矿、司家营铁矿风险等级分别为Ⅳ级、Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级,司家营铁矿充填体相对更稳定。与其他数学模型相比,该模型在保证结果准确的同时,利用云数字表征模糊性与随机性从而获得不同评估指标耦合作用下的充填体稳定性等级,实现了等级的可视化,具有一定的可靠性,为高阶段充填体稳定性风险评估提供了一种新方法。