基于改進組合賦權物元可拓模型的泥石流危險性評價

強躍　李莉　李紹紅　何建

摘要：針對泥石流危險性評價中權重和危險度，基于改進的組合賦權物元可拓評價模型，提出確定權重的優化算法。首先，根據文獻分析泥石流危險度的分級標準，建立危險度評價指標，然后結合可拓物元評價理論，針對可拓法各指標權重確定的問題，將層次分析法計算得到的主觀權重結合投影尋蹤法所得到的客觀權重通過距離函數進行耦合，從而獲取各指標最終的綜合權重，結合投影尋蹤法優化蝙蝠算法進行求解，形成泥石流評價的組合賦權物元可拓模型。最后，借助Mat lab語言，調用內嵌工具箱和相應數學函數，編制程序得以實現。結合已有工程實例驗證表明：危險性評價與實際工程相符合，評價結果相對合理，具有一定的工程應用價值。

關鍵詞：泥石流；危險性評價；物元可拓模型；組合賦權

中圖分類號：P642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1683（2017）05-0104-06

泥石流是一種危害甚大的地質災害，通常暴發在中高山溝谷侵蝕地區，一般具有爆發突然、運動快速、歷時短暫等特點。由于泥石流形成機制復雜、影響因素眾多，很難對具體發育過程進行量化和監測。從防災減災的角度出發，針對不同的危險區域，根據泥石流危險性評價結果采取相應的防治措施，對保障人民生命財產安全有著重要的意義。

近年來，隨著一些現代數學方法和交叉學科的發展，泥石流危險性評價的研究也步入一個多學科交叉階段。曹洪洋、金星等將改進灰色關聯分析用于泥石流危險評價研究；寧娜等基于信息熵和模糊數學方法，建立了泥石流危險性評價的熵權模糊評判模型；曹水合等對大渡河色斯滿溝泥石流形成條件及風險性進行了評價；劉海、任光明等基于層次分析法，建立了泥石流危險性評價的層次識別模型；安玉華等將突變模型用于對泥石流危險性的劃分；曹祿來等將模糊神經網絡用于泥石流的危險性評價中；同時，根據不同區域泥石流應用地質調查、特征分析及不同尺度建立了危險性評價基礎體系。上述探討或研究，都取得了一定的成果，但也存在一些的不足。例如灰色關聯和神經網絡技術需要大量的先驗樣本，而且網絡的泛化性能難以保證導致在某些情況下產生誤判，模糊評判的主觀影響因素較多，未知測度理論中的置信水平確定缺乏一定的標準，突變理論的指標排列順序過于主觀。

可拓學借助形式化的工具研究非相容和對立的矛盾，從定性和定量兩個方面去解決矛盾中的規律和方法，目前主要用于巖爆等級和隧道瓦斯突出的識別。然而，可拓評價的權重確定往往采用單一的方法，如層次分析法、熵權法、簡單關聯函數法等，導致不能有效的考慮主客觀因素。基于現狀，本文將層次分析法所計算而得的主觀權重和由投影尋蹤法所得的客觀權重通過距離函數進行耦合，提出泥石流危險性評價的改進組合賦權可拓評價模型，并通過工程實例驗證所提出方法的有效性。

1泥石流危險性評價體系構建

涉及到評價問題時，首先需選擇合適的評價指標，對泥石流危險性評價也是如此。待評區域的地形地貌特征、地質構造和地層巖性特征、自然氣候區域人口分布等都可能對評價結果造成影響。為了對泥石流危險性進行評價，需要從影響特征方面提取出具體的危險因子。根據有關文獻，結合研究現狀，建立表1所示泥石流危險度評價因子。確定待選定具體有關危險因子后，需要對具體指標的區間進行劃分，具體分級標準見表2，將泥石流危險性分為4級，從N級到0級，等級越高表示該待評區域泥石流危險程度越高，應予以重點關注。

2可拓評價模型

2.1確定經典域和節域

由可拓學易知經典域為：endprint