基于未確知測度模型的拆除爆破效果綜合評價研究

李　鴻，代青松，李　杰

(貴州新聯爆破工程集團有限公司，　貴州 貴陽　550002)

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基于未確知測度模型的拆除爆破效果綜合評價研究

李鴻，代青松，李杰

(貴州新聯爆破工程集團有限公司，貴州 貴陽550002)

在未確知測度理論模型研究基礎上，建立了拆除爆破效果相關評價模型，并結合貴陽市發電廠2#冷卻塔搶險拆除爆破工程的現場情況，采用信息熵及置信度對該搶險工程拆除爆破效果進行客觀的綜合評價。最終評價結果表明：在評價指標相關權重以及識別準則的基礎上，該搶險工程拆除爆破效果評價等級為“好”。

未確知測度；拆除爆破；綜合評價

隨著城市快速發展及節能減排相關要求，需對城市部分高大建(構)筑物進行爆破拆除，使得相應的拆除爆破技術在建(構)筑物拆除施工過程中的應用越來越多。然而在拆除爆破過程中影響拆除爆破效果有許多外界因素，為了保證拆除過程中的爆破效果，有必要分析找出影響拆除爆破效果的因素之間主要和次要的關系。本文以未確知測度基礎，對拆除爆破效果進行客觀評價，為拆除爆破工程提供相應的指導和參考。

1　未確知測度模型

上世紀90年代由王光遠教授提出了未確知信息及其相應的理論，該理論是一種新型的不確定性信息理論[1]。隨著該不確定性信息理論的發展，不同行業的專家學者將該理論轉化為未確知測度評價模型，并應用到各個學科領域當中[2￣3]。

1.1單指標未確知測度

現在假設一個評價對象空間集合，該評價對象空間集合由評價對象組成，集合記為α，則評價對象空間集合可表示為α=[α1，α2，α3，…，αi]。每個評價對象的評價指標有j個，用β1，β2，…，βj表示，則評判指標空間集合可表示為β=[β1，β2，…，βj]，其中若αij表示第i個評價對象αi關于第j個評價指標βj的觀測值，那么αi可表示為向量αi=(αi1，αi2，…，αim)。

(1)

1.2指標權重確定

(2)

現在將未確知測度μij看著為式(2)中的P(xi)，則：

(3)

現在假設ωj為相對重要程度，指測量指標αij相對于其他指標的重要度，且ωj必須滿足0≤ωj≤1。則ω=(ω1，ω2，…，ωm)為拆除爆破效果綜合評價因素各個評價指標相對應的權重向量。

1.3綜合評價系統

假設令μj表示拆除爆破效果的評價對象其評價結果，且屬于第j個評語等級的未確知程度，則：

(4)

其中μ=(μ1，μ2，…，μj)為拆除爆破效果評價對象評價向量，該評價向量描述了拆除爆破效果評價對象在相對應的第j個評語等級不確定性程度。為了得到對評價對象的確定性程度，需要對其評價向量進行相應的置信度識別。假設λ為置信度(λ必須大于等于0.5，通常情況下λ取0.6或0.7)，且其置信度識別模型為：

(5)

取j值滿足式(5)，則拆除爆破效果評價對象的評價結果為第j0個評價等級μj。

2　預評價指標體系的建立

基于未確知測度理論及多年來拆除爆破工程實例的統計資料分析，立足工程爆破現場施工以及爆破區域周邊環境的具體情況，建立一套方便且完整的拆除爆破效果綜合評價相關模型體系，為爆破現場施工管理以及具體內容的實施提供一些經驗性的參考指導。確定了高大建(構)筑物拆除爆破效果以爆破安全B1、爆破質量B2、爆破經濟B3為一級指標體系[6-7]，以爆破振動C1、觸底振動C2、爆破飛石C3、空氣沖擊波C4、人員傷害C5、倒塌方向C6、倒塌距離C7、爆堆高度C8、施工效率C9、爆破單耗C10、爆破成本C11、人工成本C12等12個因素作為拆除爆破效果評價指標體系二級指標，具體指標體系見圖1。

圖1　拆除爆破效果評價指標體系

3　工程應用實例

根據圖1中拆除爆破效果評價模型，對貴陽市發電廠2#冷卻塔搶險拆除爆破工程進行基于未確知測度的爆破效果綜合評價。將該模型的評判劃分為5個等級，且依次為：很好、好、一般、較差、差，由爆破行業專家庫里的相關專家組分別給每個待評價指標進行打分，打分結果見表1。

表1　專家打分結果

根據爆破行業專家庫里的相關專家組的打分結果，得到相應未確知測度的具體矩陣為：

由公式(3)計算出評價因素的指標權重為：

W=(0.1726,0.1726,0.0651,0.0340,0.1726,0.0733,0.0474,0.1140,0.0405,0.0508,0.0087,0.0483)

由公式(4)可得最后的評價結果為：

μ=(0.6794,0.1567,0.1032,0.0404,0.0202)

現置信度λ取值為0.7，由公式(5)置信度識別準則判定貴陽市發電廠2#冷卻塔搶險拆除爆破效果的評價等級為“好”。考慮到了本次搶險拆除爆破效果的評價空間是有序的，因此未確知測度方法給出了相對合理的置信度以及相應的排序評分準則，而這正是事故樹分析、層次分析、模糊評價以及灰色關聯等所不具有的。

4　結　論

運用系統工程的相關理論及方法，從爆破安全、爆破質量、爆破經濟3個主要方面出發，建立基于未確知測度的拆除爆破效果綜合評價指標體系模型，結合貴陽市發電廠2#冷卻塔搶險拆除爆破工程，對未確知測度模型在拆除爆破效果綜合評價中的應用進行了相關探討研究，得出2#冷卻塔搶險拆除爆破效果的評價等級為“好”，實現了對拆除爆破效果的綜合評價。

[1]王光遠.論未確知性信息及其數學處理[J].哈爾濱建筑工程學院學報,1990,23(4):52￣58.

[2]李樹剛,馬超,王國旗.基于未確知測度理論的礦井通風安全評價[J].北京科技大學學報,2006,28(2):101￣103.

[3]龔鳳強,李夕兵,董隴軍,等.基于未確知測度理論的采空區危險性評價研究[J].巖石力學與工程學報,2008,27(2):323￣330.

[4]陽富強,吳超.基于未確知測度理論的硫化礦石爆堆自燃危險性評價[J].中南大學學報(自然科學版),2010,41(6):2373￣2379.

[5]張殿祜.熵-度量隨機變量不確定性的一種尺度[J].系統工程理論與實踐,1997(11):1￣3.

[6]袁梅,王作強,張義平.基于模糊數學-層次分析的露天礦深孔爆破效果評價研究[J].礦業研究與開發,2010,30(10):81￣84.

[7]雷振,楊仁樹,陶鐵軍.基于未確知測度理論的臺階爆破效果綜合評價[J].煤炭學報,2015,40(2):353￣359.

2016￣04￣12)

李鴻(1965-)，男，高級工程師，主要從事爆破工程方向研究。