基于模糊綜合理論的某滑坡工程影響效果評價

張 惠 超

(中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

基于模糊綜合理論的某滑坡工程影響效果評價

張 惠 超

(中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

以某滑坡病害整治項目為例，運用模糊層次綜合評判方法，確定了整治項目的影響評價指標(biāo)，介紹了滑坡工程整治影響后評價的思路及步驟，并評價了該項目對沿線和周邊地區(qū)的影響效果，為今后類似工程的評價分析提供了定量計算的思路。

模糊綜合評價，層次分析法，指標(biāo)體系，判斷矩陣

1 問題提出

滑坡病害整治工程項目影響評價研究的重點和目的如下:是否提高人們生活水平，是否有利于社會的發(fā)展，環(huán)境的改善，是否會帶來積極影響，是否會對當(dāng)?shù)貐^(qū)域發(fā)展帶來很好效益，是否會利于國家的整體實力的提高[1]。

2 滑坡工程影響評價研究方法[2]

該工程項目的影響方面較廣,傳統(tǒng)分析方法不易量化分析，Delphi、專家咨詢法同時存在主觀隨意性較大的缺點，本文最終采用了模糊綜合評價和層次分析法相結(jié)合的方法即模糊層次綜合評判方法，以評價該工程項目對沿線和周邊地區(qū)的影響效果。這種方法的特點是可以對項目影響進行量化，為類似該項目的評價分析研究提供了定量計算的思路途徑。

3 評價具體步驟

本文評價方法具體思路步驟如圖1所示。

4 影響評價指標(biāo)選擇以及指標(biāo)體系的確定

常采用的篩選方法有專家調(diào)研法，綜合法，分析法，交叉法等。

項目影響評價指標(biāo)劃分如圖2所示[3]。

以上是影響后評價指標(biāo)的初步確定，通過專家調(diào)研分析，得出最終的影響后評價指標(biāo)體系如圖3所示。

各個指標(biāo)的評價，按照上述指標(biāo)細(xì)化方面進行分析評價。

5 影響后評價思路及方法

模糊層次綜合分析法，該方法是模糊綜合評價與層次分析法的結(jié)合。

1)模糊綜合分析[4]方法步驟：

a.建立模糊集。通過統(tǒng)計分析,專家意見分析,確定社會影響評價的指標(biāo)集,首先要將因素論域按照某種屬性分成s個子集。

U={u1，u2，…,ui，…，us}，其中Ui={ui1，ui2，…，up}。

b.劃分確定評語等級論域。根據(jù)滑坡工程整治影響后評價的模糊性，本文將評價評語等級分四級，即：V=[v1，v2，v3，v4]=[很好、較好、一般、無效]。

c.模糊關(guān)系矩陣建立。建立模糊關(guān)系矩陣R([rij])是因素論域u上的模糊子集，可以確定rij，rij表示某個被評價事物從因素ui來看對vi等級模糊子集的隸屬度。

等級比重法是請參與評價的專家，按劃定的評價集V，給指標(biāo)U確定等級，即指標(biāo)評語。然后統(tǒng)計各指標(biāo)等級的頻數(shù)mij，并求得的算術(shù)平均數(shù)，即隸屬度rij。

rij=mij/n。

其中，mij為第i個指標(biāo)第j級評語的頻數(shù)；n為專家人數(shù)；rij為關(guān)于第i個指標(biāo)第j級評語的隸屬度，rij∈[0，1]。

d.確定各因素權(quán)重。本文采用層次分析法確定權(quán)重。

e.建立多級模糊評價模型。

首先對每個ui進行單層次評判。根據(jù)上述的內(nèi)容，對于ui的單因素評價結(jié)果為Ri，以此確定單級評價模型為：

Bi=Mi·Ri=[bi1，bi2，bi3，bi4，bi5]。

然后再將s個方面的單層次評價結(jié)果Bi綜合起來,即將ui看作一個綜合因素，用Bi作為它的單因素評價結(jié)果，可得隸屬度關(guān)系矩陣。

設(shè)綜合因素ui(i=1，2，3，…，s)的模糊權(quán)向量為W=[w1，w2，…，ws]。

則二級模糊綜合評價模型為：

B=W·R=[b1，b2，…，bm]。

結(jié)果按照最大隸屬度原則確定：設(shè)模糊綜合評價結(jié)果向量為：B=[b1，b2，…，bm]若br=max{bj}(1≤j≤m)，則被評價事物從整體上來講隸屬于r等級。

2)層次分析法[5，6]。

a.建立層次結(jié)構(gòu)模型。目標(biāo)層是影響后評價A1。準(zhǔn)則層是社會影響評價B1和環(huán)境影響評價B2，子準(zhǔn)則層是從C1到C5的5個評價指標(biāo)。

b.構(gòu)建判斷矩陣。利用1～9標(biāo)度法(見表1),請專家對每兩個指標(biāo)相對重要性打分。n個指標(biāo)成對比較的結(jié)果如下面的判斷矩陣A:

對于任何判斷矩陣有:aii=1,aij=1/a(i,j=1,2,∧,n)。

1～9標(biāo)度釋義見表1。

c.一致性檢驗。

CI=λmax-n/n-1。

其中，λmax為判斷矩陣的最大特征根;CI為層次總排序的一致性指標(biāo);n為判斷矩陣的階數(shù)。檢驗判斷矩陣是否具有令人滿意的一致性,需要將CI與平均隨機一致性指標(biāo)IR進行比較。

表1 1～9標(biāo)度釋義

CR=CI/IR。

CR為層次總排序的隨機一致性比例。當(dāng)CR<0.10時,判斷矩陣一致性滿足要求;相反,調(diào)整判斷矩陣,直到一致性檢驗達到滿意為止。當(dāng)CI= 0時,判斷矩陣完全一致;反之,CI愈大,判斷矩陣一致性愈差。一致性指標(biāo)表見表2。

表2 一致性指標(biāo)表

6 本項目影響評價模糊層次綜合評判

1)目標(biāo)層—準(zhǔn)則層的判斷矩陣。

通過專家分析，利用1～9標(biāo)度法確定判斷矩陣。

A1B1B2B113B21/31

判斷矩陣一致性檢驗：利用方根法計算，得到歸一化特征向量，W0=[0.750,0.250]T；λmax=2，CI=0，CR=0，判斷矩陣具有完全一致性，滿足要求。

2)規(guī)則層—子準(zhǔn)則層的判斷矩陣。

a.B1-C。

B1C1C2C115C21/51

判斷矩陣一致性檢驗：歸一化特征向量W1=[0.833,0.167]T；λmax=2，CI=0，CR=0，判斷矩陣具有完全一致性，滿足要求。

b.B2-C。

B2C3C4C5C3135C41/313C51/51/31

判斷矩陣一致性檢驗： 歸一化特征向量W2=[0.637,0.258,0.105]T；λmax=3.037，CI=0.018，CR=0.032<0.1，判斷矩陣具有一致性，滿足要求。

3)建立評語集。

將工程項目的影響效果分為4個等級：A很好；B較好；C一般；D無效(見表3)。用集合P表示為P=[A,B,C,D]。

表3 評價打分表

4)單個及多指標(biāo)綜合評價。

請專家對指標(biāo)體系中的評價指標(biāo)分別進行評價，結(jié)合上述結(jié)論得出表4。

表4 某工程影響評價指標(biāo)權(quán)重及各指標(biāo)評價

計算第2層單個指標(biāo)：

B1=[0.667,0.300,0.033,0.000];B2=[0.548,0.252,0.1,0.1]。

計算第1層綜合評價:

A1=[0.637 25,0.288 00,0.049 75,0.025 00]，根據(jù)最大隸屬度原則，從定性方面可知該工程項目影響效果屬于A級——效果很好。

打分法計算:100×0.637 25+85×0.288+70×0.049 75+0.025×50=92.93，綜上分析,該項目工程具有很好的影響效果。

7 結(jié)語

滑坡等基本工程建設(shè)越來越多，工程帶來的環(huán)境及社會影響越來越受到關(guān)注，工程影響效果的評價方法也越來越多[7]，本文提出的模糊綜合層次分析法利用了定性與定量相結(jié)合的方式對工程影響效果做出了分析評價,為日后類似該項目的評價分析研究提供了定量計算的思路途徑。

[1] 鄭明新.滑坡防治效果的后評估研究[D].南京:河海大學(xué),2005.

[2] 李 貞,王華東.戰(zhàn)略環(huán)境影響評價的理論與方法探討[J].山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報,2002(1):72-74,76.

[3] 奚寬武.高速公路后評價理論與方法研究[D].北京：北京工業(yè)大學(xué)，2004.

[4] 詹文歡,鐘建強.模糊綜合評判在活動斷裂分級中的應(yīng)用[J].華南地震,1989,9(4):15-21.

[5] 薩 蒂.TL.層次分析法——在資源分配、管理和沖突分析中的應(yīng)用[M].許樹柏,譯.北京:煤炭工業(yè)出版社，1988.

[6] Vagas L.G An Overview of the Analytic Hierachy process and Its Applications.EurJ.OPl.Res.,1990 .

[7] 史本山.建設(shè)項目波及效益評價理論與方法研究[D].成都：西南交通大學(xué)博士論文，1999.

Effect evaluation of certain project based on the fuzzy comprehensive theory

Zhang Huichao

(NorthwestResearchInstituteCo.,LtdofC.R.E.C,Lanzhou730000,China)

Taking some disease treatment program of some landslide as the example,the paper adopts the fuzzy and hierarchy comprehensive evaluation to identify the influential evaluation indexes of the program,introduces the ideas and steps of the evaluation after the landscape engineering treatment,and evaluates the influence of the program on surrounding areas,so as to provide similar reference on the quantitative calculation for similar projects.

fuzzy comprehensive evaluation,hierarchy analysis method,index system,judgment matrix

2015-10-16

張惠超(1987- )，男，碩士，助理工程師

1009-6825(2015)36-0072-03

P642 < class="emphasis_bold">文獻標(biāo)識碼：A

A