基于突變理論機(jī)場(chǎng)不停航施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究

管立剛 杜茂維

摘 要：機(jī)場(chǎng)不停航施工管理涉及工程投資、施工難易程度、機(jī)場(chǎng)運(yùn)行相關(guān)影響等多方面的因素指標(biāo)。文章根據(jù)不停航施工的管理特點(diǎn)建立了不停航施工管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并以突變理論為基礎(chǔ)，對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行層次分解，并計(jì)算出評(píng)價(jià)目標(biāo)的隸屬函數(shù)。此方法計(jì)算簡(jiǎn)便，評(píng)價(jià)指標(biāo)科學(xué)、客觀、可靠。

關(guān)鍵詞：突變理論；不停航施工安全；評(píng)價(jià)指標(biāo)

中圖分類(lèi)號(hào)：V351 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）27-0074-03

Abstract： Airport non-stop construction management involves many factors such as project investment， construction difficulty， airport operation related impact and so on. According to the management characteristics of non-stop construction， this paper establishes the evaluation index system of non-stop construction management， and on the basis of catastrophe theory， decomposes the evaluation objective function on different levels， and calculates the subordinate function of the evaluation objective. This method is simple and convenient， and the evaluation index is scientific， objective and reliable.

Keywords： catastrophe theory； safety of nonstop construction； evaluation index

1 概述

機(jī)場(chǎng)不停航施工管理一直是機(jī)場(chǎng)管理的重要組成部分，不停航施工涉及工程投資、施工難易程度、機(jī)場(chǎng)運(yùn)行相關(guān)影響等多方面的因素，因此機(jī)場(chǎng)不停航施工管理是一個(gè)復(fù)雜的管理過(guò)程。機(jī)場(chǎng)不停航施工對(duì)機(jī)場(chǎng)的航空器地面運(yùn)行有較大影響，因此，在考慮施工質(zhì)量、工藝的前提下也要更加關(guān)注施工對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的影響。現(xiàn)有的不停航施工方案選定往往靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定，決策過(guò)程缺乏科學(xué)性、客觀性，因此建立一套不停航施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系方法是必要的。

突變理論從影響突變現(xiàn)場(chǎng)的控制因素入手，通過(guò)對(duì)突變現(xiàn)場(chǎng)的控制，深入挖掘研究對(duì)象內(nèi)部的錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，將研究過(guò)程簡(jiǎn)化，應(yīng)用簡(jiǎn)便。本論文將應(yīng)用此理論對(duì)機(jī)場(chǎng)選址方案的選擇進(jìn)行研究，建立一個(gè)更加科學(xué)、合理、應(yīng)用性強(qiáng)的機(jī)場(chǎng)選址模型，為機(jī)場(chǎng)選址工作提供理論依據(jù)和指導(dǎo)性意見(jiàn)。

2 突變理論的基本原理

突變理論主要是研究不連續(xù)變化現(xiàn)象的理論，是研究系統(tǒng)變量與控制變量依存關(guān)系的學(xué)科，它主要建立在奇點(diǎn)理論和穩(wěn)定性理論基礎(chǔ)之上。根據(jù)突變理論系統(tǒng)勢(shì)函數(shù)臨界點(diǎn)變化特征，主要分為以下七種突變類(lèi)型：折迭、尖點(diǎn)、燕尾、蝴蝶、橢圓臍、雙曲臍和拋物臍。對(duì)于需要研究的突變系統(tǒng)，可根據(jù)其狀態(tài)變量和控制變量的數(shù)目來(lái)選擇系統(tǒng)的演化模型，進(jìn)而可以建模進(jìn)行求解。

3 突變系統(tǒng)歸一公式及優(yōu)選原則

突變系統(tǒng)共有7種突變模型，但是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)說(shuō)，一般尖點(diǎn)、燕尾、蝴蝶突變模型三種突變模型比較常用，其相應(yīng)的示意圖及歸一公式如下所示：

其中x為狀態(tài)變量，a，b，c，d為控制變量，根據(jù)變量的主次關(guān)系，通常在前面的是主要控制變量，后面的是次要控制變量。根據(jù)狀態(tài)變量的控制變量數(shù)目來(lái)區(qū)分突變類(lèi)型，例如，兩個(gè)控制變量控制的狀態(tài)變量，該系統(tǒng)為尖點(diǎn)突變系統(tǒng)；三個(gè)控制變量控制的狀態(tài)變量，該系統(tǒng)為燕尾突變系統(tǒng)；四個(gè)控制變量控制的狀態(tài)變量，該系統(tǒng)為蝴蝶突變系統(tǒng)。在實(shí)際的應(yīng)用中，根據(jù)狀態(tài)變量的控制變量個(gè)數(shù)來(lái)選擇相應(yīng)的突變模型，進(jìn)行歸一化計(jì)算。

利用突變理論進(jìn)行優(yōu)選時(shí)，應(yīng)遵循“互補(bǔ)”與“非互補(bǔ)”原則計(jì)算狀態(tài)變量x的隸屬函數(shù)值。所謂“互補(bǔ)”原則是指同一系統(tǒng)各控制變量之間存在明顯的相互關(guān)聯(lián)作用，此時(shí)狀態(tài)變量x的取值應(yīng)是各控制變量值的均值。“非互補(bǔ)”原則是指同一系統(tǒng)各控制變量之間不存在明顯的相互關(guān)聯(lián)，用歸一公式計(jì)算各控制變量的值，依據(jù)“大中取小”的原則取最小值作為狀態(tài)變量x的值。在進(jìn)行最后的方案優(yōu)選時(shí)，要根據(jù)“小中取大”的原則對(duì)優(yōu)選對(duì)象按總優(yōu)選指標(biāo)的得分大小排序，選取得分最高的方案為最優(yōu)方案。

4 機(jī)場(chǎng)不停航施工評(píng)價(jià)體系

機(jī)場(chǎng)不停航施工安全管理水平評(píng)價(jià)方法需要考慮工程技術(shù)因素、建設(shè)經(jīng)濟(jì)性因素和機(jī)場(chǎng)運(yùn)行影響等多方面因素指標(biāo)，依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的特點(diǎn)，選取以下七個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，其相互關(guān)系見(jiàn)圖2所示。

5 實(shí)例分析

本文以某機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的不停航施工項(xiàng)目為例，闡述突變優(yōu)選理論在不停航施工方案選取中的應(yīng)用。某機(jī)場(chǎng)2016年計(jì)劃新建一處機(jī)坪，共約6個(gè)機(jī)位。在對(duì)該工程進(jìn)行項(xiàng)目立項(xiàng)及不停航施工方案設(shè)計(jì)時(shí)，分別從工程技術(shù)因素、建設(shè)經(jīng)濟(jì)性因素和機(jī)場(chǎng)運(yùn)行影響因素等方面制定了三套施工方案，通過(guò)對(duì)不同方案的投資成本、安全風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行調(diào)研分析，同時(shí)經(jīng)過(guò)不停航施工業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的綜合評(píng)定，得出各個(gè)不停航施工的不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)比結(jié)果，其相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如表1所示。

為了便于評(píng)判，將定性指標(biāo)進(jìn)行定量化處理，具體參照如圖3方法。

在對(duì)定性指標(biāo)定量化處理后，得到不停航施工評(píng)價(jià)指標(biāo)決策矩陣，見(jiàn)表2。

對(duì)表2中各指標(biāo)原始數(shù)值進(jìn)行無(wú)量綱化處理，轉(zhuǎn)換為0-1的突變級(jí)數(shù)，如表3所示。

最后對(duì)表3中的指標(biāo)用各突變系統(tǒng)的歸一公式逐步向上綜合，直至得到最高層評(píng)價(jià)。

其計(jì)算結(jié)果列于表4。

根據(jù)燕尾突變互補(bǔ)原則對(duì)不停航施工各方案進(jìn)行總體評(píng)價(jià)，如表5。

利用突變優(yōu)選理論對(duì)機(jī)場(chǎng)不停航施工各方案指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行處理，得到各不停航施工方案的評(píng)價(jià)結(jié)果，列于表5中。從表5可以看出，機(jī)場(chǎng)不停航施工方案的評(píng)價(jià)結(jié)果為D2>D1>D3>D4，即方案二為最優(yōu)的方案，與實(shí)際評(píng)價(jià)結(jié)果一致，說(shuō)明此評(píng)價(jià)方案是準(zhǔn)確的。而且，突變優(yōu)選方法可以不用通過(guò)專(zhuān)家評(píng)價(jià)法來(lái)確定權(quán)重，能避免因此帶來(lái)的誤差，優(yōu)選結(jié)果準(zhǔn)確，計(jì)算更加簡(jiǎn)單，易行，易于被工程設(shè)計(jì)人員掌握。

6 結(jié)論

機(jī)場(chǎng)不停航施工安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)綜合考慮工程技術(shù)因素、建設(shè)經(jīng)濟(jì)性因素和機(jī)場(chǎng)運(yùn)行影響等多方面因素，因此不停航施工安全評(píng)價(jià)是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程。本文運(yùn)用突變優(yōu)選理論對(duì)機(jī)場(chǎng)不停航施工安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，引入三種常用的“突變模型”，無(wú)須確定指標(biāo)權(quán)重，將主要指標(biāo)綜合計(jì)算排序，評(píng)價(jià)過(guò)程與結(jié)果具有較強(qiáng)的說(shuō)服力，優(yōu)選結(jié)果公認(rèn)度高，可操作性好。另外，所確立的評(píng)價(jià)指標(biāo)能較好地反映客觀要求，與實(shí)際耦合情況良好，具有一定的實(shí)用性。

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