基于安全監測系統的大壩安全多層次模糊綜合評判方法分析

王靜云（中國水利水電第八工程局有限公司）

基于安全監測系統的大壩安全多層次模糊綜合評判方法分析

王靜云（中國水利水電第八工程局有限公司）

針對目前大壩工程項目建設安全檢測系統過程中存在的問題，本文分析了采用多層次模糊綜合評判方法的作用原理、作用過程，并提出了各個評判因子的獲取方法。其目的是為相關建設者提供一些理論依據。

安全監測系統；多層次模糊綜合評判方法；評判因子

引言

大壩是我國實現經濟現代化建設發展目標的重要基礎設施，其安全監測系統應用的可靠性是提升管理控制水平的關鍵。而大壩安全監測系統中的監測儀器設備本身就具有一定的效應度限制，這就導致獲取的系統運行情況信息缺乏穩定性。基于此，相關建設人員可采用大壩安全多層次模糊綜合評判方法，來評判安全監測系統設備儀器提供的工程使用效應量數據可信度。這樣一來，水利工程建設人員就能根據安全監測系統產生的信息數據，對建設使用管理方式進行調整，以適應其實際運行過程中發生的變化。

1 多層次模糊綜合評判方法的作用原理

模糊綜合評判方法的作用原理，是通過模糊變換技術原理與評判對象的各個影響因子，建立一個綜合評判體系。這樣一來，評判對象所在系統的研究人員就能根據數學手段，通過度量每個評判影響因子，來得到最終的評判結果。該方法實現了數學模型與度量結構判斷的結合，使得獲取的評判結果更具可靠性。而多層次模糊綜合評判方法，就是通過假設給定的有限論域來轉化為模糊變換。這里指的有限論域包括：因素集、評語集、模糊子集以及評判矩陣等。對于模糊綜合評判模型的建立，就是通過計算模糊變換的合成過程，來實現模糊算子公理化結構的判斷。就目前的科研成果來說，可供選擇的多層次模糊綜合評判模型包括：主因素決定型和主因素突出。這兩種模型均涉及到取大取小的運算，這就使得一些有效信息出現的流失問題。為此，模糊變換模型建立人員應將所有評判因子集中起來，其實現評判對象有效信息的充分利用[1]。

2 基于安全監測系統大壩安全多層次模糊綜合評判方法應用

2.1 大壩安全多層次模糊綜合評判結構

相關研究表明，基于安全監測系統的大壩多層系模糊綜合評判方法主要作用于兩方面，即評判系統監測儀器的運行狀態和評判各層次系統的大壩建設使用安全性。具體來說，就是通過獲取大壩安全監測系統的原始數據，并將其整理成能夠充分反映大壩建設各類作用效果的實際情況。這樣一來，研究人員就能根據其安全層次的分析結構，來得出大壩安全監測儀器設備的運行狀態[2]。如圖1所示，為大壩安全多層次模糊綜合評判的結構示意圖。在此情況下，水利工程施工建設管理人員就能根據安全監測儀器設備給出的使用效應量，來判斷獲取數據信息的可靠性。

圖1 大壩安全多層次模糊綜合評判結構示意圖

2.2 獲取評判因子集

大壩安全多層次模糊綜合評判方法作用于安全監測系統的方面有很多，即監測儀器布置的合理性、儀器工作環境、儀器運行精度情況、測值有效測次等。評判分析人員應結合大壩工程項目建設的實際情況，找出模糊綜合評判方法的作用對象。在選取評判因子集的過程中，研究人員可按照《混凝土壩安全監測技術規范》（DL/T5178-2003）中的規范要求，將壩體、壩肩、壩基以及會對工程造成重大影響的近壩岸坡作為安全監測系統的評判對象。由于評判因子壩體或是壩基的安全監測系統是相互影響的，因此評判因子確定人員可將近壩岸坡以及壩肩作為大壩安全多層次綜合模糊評判的主要對象。

2.3 評語集建立

一方面，大壩安全監測系統儀器應設置好作用狀態的評語等級，即很好、好、一般、不好、很不好。另一方面，評語集的建立還要囊括大壩工程項目的安全狀態評語。即根據工程建設的設計規范標準，劃分不同的大壩安全綜合評價論域，將所處的安全程度劃分為五個等級，很安全、安全、一般、不安全以及很不安全[3]。

2.4 評判矩陣

基于安全監測系統的大壩安全多層次模糊綜合評判矩陣，是通過獲取監測儀器的隸屬度以及大壩評判因子的隸屬度來進行實際作用的。對于安全監測系統儀器設備的運行狀態來說，其量化程度非常困難，這就使得模糊綜合評判人員難以獲得具有準確性的隸屬函數。因此，研究人員采用了模糊權數法，即通過給出評語或得分，來確定監測儀器設備運行所處的安全等級。此過程，評判人員要采用模糊評判原理，來獲取儀器設備的整體運行狀態信息，從而為儀器評判因子提供相應的權重向量。如表1所示，為監測儀器設備運行狀態的評判因子。

表1 監測儀器設備運行狀態的評判因子

而大壩評判因子隸屬度的獲取，則應根據次級評判矩陣提供上級評判矩陣的方式來獲得五級評判因子。因此，多層次模糊綜合評判人員可通過逐層評判結果，來獲取大壩監測安全系統作用的安全程度。此過程，能夠有效消除評判過程中人員的主觀思維模式的影響，從而使得評判方法的應用更具科學合理性[4]。此評判因子隸屬度獲取過程：①要根據大壩安全監測系統確定的評語隸屬關系，來得出各個評判因子的評語得分向量，從而組成評判矩陣。②經過從低層因子到高層因子的評判后，就能得出評判第一層的大壩安全評語得分的隸屬度向量。③經過計算就能得到大壩安全監測系統的運行狀態。

3 基于安全監測系統的大壩安全多層次模糊綜合評判因子的權重分析

大壩安全多層次模糊綜合評判因子的權重先要確定儀器設備的評判因子，即從儀器布置情況、儀器運行環境、儀器運行精度、儀器運行可靠性、儀器運行穩定性以及儀器有效測次，六個消毒來驗證安全監測系統儀器的整體運行情況。然后，就可以對大壩各層評判權重進行確定，即評判相同監測項目下采用的不同監測方法以及相應的評判因子權重求解，來劃分大壩安全監測系統的作用形式[5]。具體來說，就是結合大壩工程項目實際運行的條件，來計算初始權重，從而采用監測儀器對不理想的系統作用狀態進行調整。上述即為最終權重的確定過程，其結果充分反映了安全監測系統監測儀器的運行狀態。

4 結束語

總而言之，大壩安全多層次模糊綜合評判方法的應用能夠通過科學技術手段，判斷出安全監測系統儀器設備及其反映出的大壩整體運行狀態數據的準確與否。為此，相關建設人員應在明確其作用原理的基礎上，將其應用于實踐，從而提高水利工程項目建設使用的目標效果。

[1]鄭付剛，游強強.基于安全監測系統的大壩安全多層次模糊綜合評判方法[J].河海大學學報（自然科學版），2011，04：407～414.

[2]江沛華，汪 蓮.基于變權的多層次模糊綜合評判在大壩安全評價中的應用[J].中國農村水利水電，2010，04：112～114.

[3]陸 晨，李子陽，劉成棟，劉紅坤.大壩安全預警的綜合信息模糊推理[J].南水北調與水利科技，2014，01：122～125.

[4]殷安慶，黃 銘，蔚 清，楊運寶.大壩基巖變形安全監測模糊綜合評價權值比較[J].人民黃河，2013，11：107～110.

[5]姜 彤，杜國倩.模糊評判法在大壩安全評價中的應用[J].人民黃河，2012，03：117～119.

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