基于多层次模糊评价法的水库大坝安全鉴定研究

层次模糊综合法在小型水库安全评价中的应用朱雅睿浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002摘要：水库大坝安全评价影响因素众多，具有复杂性和层次性。

如今国内水库安全评价根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）进行评价，本文阐述层次模糊综合法的理论，并将该评价方法应用到蜈蚣山水库安全评价中，评价结论跟安全鉴定报告书结果一致，为三类坝，应尽快除险加固。

关键词：层次模糊综合法；水库；安全 中图分类号：TV621 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)08-0265-021 层次模糊综合评价法理论1.1 模糊评价指标权重的确定水库安全评价体系中各因素对其影响程度是不一样的，如何定量确定这影响程度就成为重要的环节，根据国内外研究，可采用Saaty 提出的定性分析和定量分析相结合的层次分析法，通过影响因素之间的相对重要性比较，计算出权重集。

1.1.1 构造比较判断矩阵构建层次结构模型后，对同一层次的各个因素对于上一层中某一因素的重要性进行两两比较。

根据1~9比例标度法，通过专家打分来确定各出险因素权重。

ija1.1.2 计算单一准则下元素的相对权重在确定准则层Ck 下，对于下一层n 个元素P1、P2、…、Pn 排序权重的计算要进行一致性检验，根据上面所述，通过解特征值方法，构成如下方程：ＰＷ＝λmax Ｗ 其中，λmax 存在且唯一，Ｗ由正分量组成，且也是唯一的。

1.1.3 层次排序与一致性检验计算每一层次的因素相对于目标层的相对权重，需要对判断矩阵进行一致性检验，即确定因素层的相对权重和判断一致性检验。

在检验判断矩阵的一致性，需计算一致性指标：CI=（λmax － n ）/ n - 1当CI=0时，判断矩阵具有完全一致性，RI 为判断矩阵的平均随机一致性指标，对1~9阶矩阵值分别为：0、0、0.58、0.9、1.12、1.24、1.32、1.41、1.45。

判断矩阵的随机一致性比例CR=CI/RI,即判断矩阵的一致性指标CI 值与同阶平均随机一致性指标RI 值之比。

洪灾多级模糊综合评估方法研究及实现洪水灾害是自然界一种矛盾集合体，它一方面具有极强破坏力，对人类社会和自然环境造成巨大损害；另一方面又是维持自然生态平衡的必要环节。

国内外治水的经验教训证明，单纯的―防御洪水‖策略是没有出路的，并且随着流域经济建设规模的不断加大和多种因素导致的洪水规模的不断上升趋势，来自于防洪风险的威胁正变得越来越严重。

在遭受了惨痛的教训后，学者们进行了反思，提出了洪水灾害风险管理的理念洪水灾害成灾机制的复杂性、致灾过程中的随机性以及承灾体的差异性决定了洪灾等级划分的难度巨大。

但是近年来随着特大灾害频发且危害巨大，出于灾害预报和御灾减损的需要，灾害等级评估工作作为洪水灾害风险管理的重要环节越来越受到重视。

本文在研究多级模糊综合评判理论与多维指标定量类别划分原理的基础上，以洪水灾害等级评估为研究对象，对如何实现标准缺失的复杂随机洪水样本集准确分类，建立具有普适性指标、跨时空性和高认可度的洪水灾害等级评估标准体系，明确分级标准存在条件下大信息量、高精确度的洪水灾情综合评估等科学问题进行了研究与探讨，给出了解决方案并进行了有效性及可靠性验证。

相关研究成果已应用于973项目的工程应用示范中。

本文的主要研究内容和创新包括：（1）针对模糊聚类迭代方法对于样本分布的依赖性问题，将核函数方法应用于模糊聚类模型中，通过核映射将样本空间映射到高维特征空间，并在高维特征空间推求线性回归方程，使处理后的样本更适合于聚类运算，有效提高聚类效果和聚类准确率，且其计算复杂度不会随着特征空间维数的增加而有明显变化。

（2）针对样本集中出现超大样本时模糊聚类模型中聚类中心会出现极大偏移导致分类效果急剧转劣，提出了以样本值对于平均值的加权相对距离及切比雪夫不等式为判据的超大样本辨识方法，并给出了存在超大样本的洪灾样本集的准确评估方案。

（3）针对目前具有强普适性、高认可度的洪灾评估标准缺失的问题，深入研究了模糊聚类迭代方法的理论与流程，利用聚类中心矩阵及模糊分类的欧式权距离判别依据，开发了模糊聚类迭代的标准制定功能，并在此基础上进行了洪水灾害等级评估标准制定的建模工作，标准制定过程中进行了指标及样本值的二次标准化，保证了所定标准的普适性。

基于模糊层次分析法的闹德海水库大坝安全评价冯秀红【摘要】In the paper,fuzzy analytic hierarchy process (AHP)is utilized for establishing Naodehai Reservoir dam safety evaluation model on the basis of Naodehai Reservoir Dam monitoring data and‘Reservoir Dam Safety Evaluation Guidance’ (SL 258-2000).Qualitative factors and quantitative factors affecting the safety of reservoir dam are considered in the model at the same time.Fuzzy analytic hierarchy process (AHP)is applied for determining the weights of all influence factors. Reservoir dam safety evaluation is realized quantitatively.The effectiveness of the method is verified through practical project application,thereby providing scientific basis for controlling and evaluating dam safety risk.%本文基于闹德海水库大坝监测资料和《水库大坝安全评价导则》（SL 258—2000），运用模糊层次分析法建立了闹德海水库大坝安全评价模型，该模型同时考虑影响水库大坝安全的定量因子和定性因子，运用模糊层次分析法确立了各影响因子的权重，定量地实现了水库大坝安全评价。

基于模糊层次分析法的大坝风险评价方法研究周端祺;周志维【摘要】本文通过构建大坝风险指标体系,提出了基于层次分析法,以脆弱度为依据,以模糊数学为工具的大坝风险评价方法,最终通过隶属度确定水库的风险分类.对大余县4座水库开展风险分析,计算结果表明,大中型水库的风险属于较低风险,而小型水库属于高风险.研究表明,利用脆弱度建立的模糊评价方法能够较为客观反映水库的风险状况,为大坝风险评价提供新途径.【期刊名称】《江西水利科技》【年(卷),期】2019(045)004【总页数】7页(P235-240,246)【关键词】脆弱度;模糊数学;指标体系;风险评价【作者】周端祺;周志维【作者单位】万安县芦源水库管理局,江西万安 343800;江西省水利科学研究院,江西南昌 330029【正文语种】中文【中图分类】TV697.10引言传统大坝安全评价主要从工程安全的可靠度考虑[1]，通过质量检测、地质勘查、观测资料分析以及必要的结构计算等，综合分析确定大坝的安全等级。

该安全等级为定性描述，无法准确解释大坝的风险程度。

大坝风险分析以概率统计理论为基础，将关注的安全或其他特征以定量方式呈现。

由于分析指标的复杂多样性、评价标准的不确定性以及评价术语的模糊性等，大坝风险评价结论存在一定差异。

因此，若将模糊数学与风险评价联系起来，将风险评价术语模糊化，具有可行性和有效性。

近年来已有不少相关研究[2～4]，尝试建立风险与模糊属性之间的关系。

本文以脆弱度为依据，建立了大坝风险模糊评价方法，并以大余县水库为例，进行了风险评价。

1 大坝风险指标1.1 风险指标体系的建立进行模糊评价之前必须明确因素集（指标集）。

将风险评价作为分析目的时，有必要建立大坝风险指标体系，将因素集与风险要素联系起来。

报告[5]指出，大坝安全要素主要涉及安全性态、基础设施、监控维护的有效性，将风险要素分为工程风险与OMS程度风险（管理风险）等。

工程风险主要指可能导致溃坝的工程质量风险，如大坝压实度不合格而产生的坝体渗流破坏风险，溢洪道泄洪能力不足而引起的漫顶风险等；管理风险[6]主要指管理活动中存在的不足，如人员数量是否满足要求、操作流程是否满足规范要求、调度方案是否合理、是否按照有关预案执行等。

基于层次模糊综合评价的百东河水库安全评价
张小飞;苏国韶
【期刊名称】《人民长江》
【年(卷),期】2009(040)013
【摘要】百东河水库建于1957年,经过50 a的运行,已出现各种安全隐患,急需对大坝的安全性进行评价.基于层次模糊综合评价的水库大坝安全评价法,依据<水库大坝安全评价导则>SL258-2000,对百东河水库安全性进行了评价,得出合理的评价结果.经综合评价认为,百东河水库大坝安全度达不到安全性一般的要求.基于层次模糊综合评价的水库大坝安全评价法将传统的分析方法与现代方法相结合,能对土石坝安全性作出更直观、准确的评价.
【总页数】3页(P62-63,102)
【作者】张小飞;苏国韶
【作者单位】广西大学,土木建筑工程学院,广西,南宁,530004;广西大学,土木建筑工程学院,广西,南宁,530004
【正文语种】中文
【中图分类】TV641
【相关文献】
1.基于多层次模糊综合评价法的地铁车站设施设备运营安全评价 [J], 刘婷婷;魏仁辉
2.百东河水库大坝安全评价及加固分析 [J], 赵宁琼;高大水;余林
3.基于层次模糊综合评价的水库大坝安全评价法 [J], 张小飞;苏国韶;吴彰敦
4.基于层次分析——模糊综合评价法的危险化学品生产企业安全评价研究 [J], 韩海荣; 王岩
5.基于层次分析——模糊综合评价的轮机管理安全评价 [J], 黄晓杰; 刘方
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模糊层次分析法在牟山水库综合后评价中的应用时丕生1王明利2（1.山东水利职业学院，山东日照278626 2.单县水务局，山东单县274300）摘要：模糊层次分析法能统一处理综合后评价中的定性和定量因素，具有系统性、简洁性、实用性、有效性等优点。

应用模糊层次分析法，可在多项统计核算、经济分析和专家判断的基础上进行计算，从而得到较为可靠的评价结果。

关键词：模糊层次分析法；牟山水库；综合后评价1模糊层次分析法简介模糊层次分析法是利用模糊数学原理，把定性和定量指标相结合的决策分析方法。

它最大的特点是将定性指标数量化及各项指标的无量纲化，使定性指标和定量指标有机地结合起来，从而反映被评价项目在社会、经济、环境等方面的综合效果。

2模糊层次分析法的应用2.1建立层次分析结构模型评价指标体系的建立是综合后评价的关键环节，牟山水库综合后评价划涉及的专业学科多，研究范围广，是一个复杂的系统工程。

在广泛深入地搜集文献资料的基础上，科学地设计出能够正确反映实际情况的各种指标体系，并据此建立起多层次结构模型（图1）。

图1层次分析结构模型2.2建立综合评判数学模型（1）其中，W为权向量，W=（w1，w2，…w n）；w i为第i 个评价指标在方案优选总目标中所获得的总权重值，w i∈[0，1]且mi=1ΣW i=1，i=1，2，…n；R表示由n个评价指标构成的总评价矩阵，R=(r ij)n×m；r ij为第j 方案第i指标的隶属度，r ij∈[0，1]；B为综合评判指标矩阵，B=（b1，b2，…，b m）=（b j）；b j为第j方案的综合评价指标，b j值越大越好，b j最大值对应的方案即为相对最优方案，b j=mi=1ΣW i r ij j=1，2，…，m。

2.3各单因素权重值的确定2.3.1构造判断矩阵对指标层指标两两比较，根据所比较指标的重要程度，按照标度（表1）定量化，形成判断矩阵，限于篇幅，仅举一例（表2）。

基于多级模糊综合评价的水利工程健康状态诊断研究高超【摘要】本文从三维健康的角度分析了水利工程健康的影响因素,并以大连市普兰店区碧流河水库为研究对象构建了健康状态诊断模型.首先通过分析多级模糊综合评价基本理论体系构建了健康状态诊断指标体系;然后对各诊断指标进行标准化统一处理并分别采用层次分析法、改进熵值法以及模糊综合评价法对诊断指标的组合权重进行计算;最后按照最大隶属度有效性基本原则并采用贴近度分析法将水利工程健康状态划分为4个标准等级.研究表明:本文所构建的基于多级模糊综合评价的诊断模型具有较强的适用性和可靠性,其诊断结果与水利工程实际状况基本吻合,可应用于其他水利工程的健康状态诊断分析.【期刊名称】《中国水能及电气化》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】6页(P40-45)【关键词】碧流河水库;健康状态;综合评价;诊断模型【作者】高超【作者单位】普兰店市皮口国土资源管理所, 辽宁大连 116200【正文语种】中文【中图分类】TV698近年来，随着我国水利工程建设的不断发展和大量资金的投入，水利基础设施体系已基本建成。

但是，随着时间的推移水利设施的运行环境和工作条件极其复杂，在设施运行过程中往往会存在不同程度的损伤和裂化问题，对水利工程设施的效益和功能的正常发挥造成不利影响[1]。

因此，全面客观地对水利工程健康状态进行评级并及时有效地对水利设施病害进行诊断是管理和维护水利基础设施的前提和重要内容。

目前，考虑工程的安全可靠性能是进行水利设施健康状态诊断的核心内容，往往对工程结构的适用性、耐久性、可靠性和稳定性等方面进行健康诊断，而对影响水利设施健康状态的因素及其在健康评价指标体系的比重研究相对较少，还未形成较为成熟、科学的评价体系[2]。

据此，本研究对水利工程的健康内涵利用建筑类人性化观点进行定义，在分析了水利设施三维健康影响因素的基础上构建了系统科学的健康状态诊断指标体系，并对各指标的权重采用改进熵权法与层次分析法相结合的方法进行综合赋权，对水利工程的健康状态采用多级模糊综合评价模型进行客观科学的诊断，以期为现代水利工程的管理与维护提供一定的决策依据和理论支撑[3]。

专利名称：基于模糊综合评价的大坝安全风险排序方法专利类型：发明专利
发明人：姚霄雯,沈海尧,傅春江,张秀丽,王玉洁
申请号：CN202110155485.1
申请日：20210204
公开号：CN112785195A
公开日：
20210511
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种基于模糊综合评价的大坝安全风险排序方法，其特征在于：S1、获取n座大坝的风险赋值特征值矩阵；S2、采用归一化公式对风险评价因素进行归一化处理，将风险赋值特征值矩阵转化为风险评价因素的相对优属度矩阵；S3、确定风险评价因素优劣等级数c，得到相对优属度标准值向量；S4、将大坝的相对优属度分别与相对优属度标准值向量逐一比较，得到大坝风险评价因素的相对优属度分别介于的相邻优劣级别区间，得出大坝优劣级别的级别上限和级别下限；S5、根据隶属度多级模糊优选模型解得大坝归属于各个优劣级别的最优相对隶属度矩阵；S6、根据公式确定n 座大坝的风险指数。

本发明适用于大坝安全管理领域。

申请人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,国家能源局大坝安全监察中心
地址：310014 浙江省杭州市下城区潮王路22号
国籍：CN
代理机构：杭州九洲专利事务所有限公司
代理人：韩小燕
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