基于熵权的模糊综合评价法在公路洪灾风险评价中的应用

公路洪灾是一个多因素耦合的复杂系统,本文针对公路洪灾风险的复杂性、模糊性及不确定性,构造了基于熵权的模糊综合评价模型,通过熵权使权重由主观判断转为由各指标数据之间的关系来确定,从危险性和易损性两方面选取24个评价因子,定量地对重庆境内渝黔高速公路进行洪灾风险评价。评价结果表明,熵权模糊综合评价法是科学可行的,为公路洪灾风险趋势预测以及风险等级划分提供了良好的分析方法,在实践中具有一定的应用价值。     

基于熵权正态云模型的软岩等级评价

软岩是地下工程施工中常见的复杂地质情况之一,科学准确的对其分类是进行安全施工的重要前提。针对软岩环境的复杂性和不确定性,选取单轴抗压强度σ_c、完整性系数K_v、黏聚力σ_n、软化系数K_f和软化指数f_s 5项定量化指标建立软岩评价指标体系,采用熵权法确定各指标权重,结合云理论建立熵权-正态云模型,对软岩的类型进行分级评价。以4组软岩工程实例对所建立模型进行检验,并与未确知度法、模糊评价法和BQ法的判别结果进行对比。研究结果表明,熵权-正态云模型在软岩等级判别中具有良好的实用性和可靠性,可为软岩类型预测提供一种新思路。      

基于有限区间云模型和距离判别赋权的岩体质量分类模型

针对传统云模型不能从整体上描述有限区间下的指标间的确定与不确定性关系的缺陷,依据岩体质量分类指标分布和等级边界模糊的特点,提出了一种基于有限区间云模型和距离判别赋权的分类方法。文章首先给出了有限区间云模型的概念和计算模型以及相关基础理论,再采用距离判别法确定分类指标的权重值;然后依据改进的云模型计算各评价因子隶属于不同分类等级的云特征参数,并结合评价指标权重和云发生器,得到评价样本的综合确定度,实现岩体质量等级的划分。通过实际案例对该分类模型计算流程做了进一步的说明并与其它理论方法对比分析,结果表明:该模型应用于坝基岩体质量分级是有效可行的,并为其它同类型问题提供了新思路。     

基于超熵理论的泥石流危险性模糊综合评判

泥石流灾害往往造成巨大经济损失,但由于其影响因素众多,如何合理进行危险性评判一直是研究的焦点问题.本文以研究项目为依托,选择泥石流流域沟谷的纵剖面形态指数作为流域的地貌特征指标,用超熵理论量化泥石流流域地貌系统的稳定性与演化趋势,并借助于模糊综合评判手段,对泥石流危险性进行评价.评判结果表明:该方法的评价结果与实际较为接近,为泥石流流域系统的演化趋势预测以及危险性等级划分提供了良好的分析方法.     

基于模糊C-均值算法粗糙集理论的云模型在岩爆等级评价中的应用

岩爆等级评价具有模糊性和不确定性,而粗糙集理论的云模型对处理模糊性和不确定性问题具有独特优势,由此提出了基于模糊C均值（简称FCM）算法粗糙集的云模型理论在岩爆等级评价中的新模型。该模型选用岩石单轴抗压强度 、洞室围岩最大的切向应力 、岩石单轴抗拉强度 和岩石弹性能量指数Wet作为岩爆等级评价因子,依据岩爆分级标准计算各评价因子隶属于不同岩爆等级的云数字特征。同时,以国内外40例岩爆工程为研究对象,运用基于FCM算法的粗糙度理论进行因子属性重要性评价,计算各评价因子权重。根据正向正态云发生器,得到待评样本的综合确定度,由最大综合确定度判定岩爆级别。研究表明：该模型的评价结果与实际情况基本一致,具有一定的可行性,为岩爆预测提供了一种新的研究方法与思路。     

基于模糊神经网络的泥石流危险性评价

将T-S模糊系统理论和人工神经网络相结合,利用模糊理论隶属度对模糊性有很强的识别精度,将泥石流危险性指标隶属度作为神经网络的激活函数输入,使用正态分布方法产生训练数据,再利用BP神经网络的误差反向传播对TS模糊系统隶属度函数等的参数进行训练调整,从而建立泥石流危险性评价的模糊神经网络模型。利用建立好的模型对云南东川八条典型泥石流沟的危险性进行评价,获得客观合理的评价结果。与刘希林的灰色聚类法和可拓物元方法的纵向对比和与线性内插产生训练数据方法横向对比表明:使用该方法能较真实地反映实际泥石流沟的危险性等级,证明模糊神经网络理论应用于泥石流危险性评价的有效性和可行性。     

基于EW-AHP和未确知测度理论的崩塌危险性评价

危险性评价和预测是崩塌灾害防治工作的重要内容。为了解决传统危险性评价中指标权重确定方法的不足以及影响因素的不确定性,本文以G4217线汶川-理县段公路沿线发育的崩塌为例,据其特有的地质环境条件,选取坡向、坡度等12项影响因子作为崩塌危险性评价指标,并建立了危险性分级标准。将熵权法（EW）和层次分析法（AHP）耦合在一起,确定了崩塌影响因子的权重,采用基于EW-AHP和未确知测度理论的综合评价模型,对研究区内20个崩塌进行危险性评价,并与现场调查结果和熵权法（EW）的评价结果进行对比分析。研究结果表明:该模型的评价结果更符合实际情况,评价方法合理有效,可为今后崩塌危险性预测提供新思路。     

潼关金矿区矿渣型泥石流熵权评价

在简述信息熵概念的基础上,对陕西潼关金矿区8条泥石流沟堆积的采矿废石量、沟谷纵坡降比等9个定量、定性调查指标进行了统计,求出各指标熵Hj、熵权Wj以及沟谷指标可能的概率值fij后,计算得出了潼关金矿区矿渣型泥石流潜势度信息熵的综合评价值;探讨了熵权评价与主观赋权评价的结果差异的原因及建议.     

一种Gamma-云的富营养化评价方法及其应用

基于富营养化评价中隶属分布的非对称性和"单侧受限"假设,引入云模型理论提出了一种基于Gamma-云模型的富营养化评价方法。由既定指标区间计算各等级的Gamma-云模型参数,通过云发生器生成各指标下相应于各等级的Gamma-云模型;由层次分析法确定指标权重。将实测水质数据代入Gamma-云模型,并通过指标权重计算得到水体对各富营养化等级的确定度,由确定度最值对应的等级作为评价结果。以我国12个代表性湖库为例验证了Gamma-云评价方法的适用性,并将该方法与单一指标法,模糊可变集法和正态云法进行对比。实例表明,基于Gamma-云模型的富营养化评价方法可行有效,为水体富营养化评价工作提供了新思路。     

基于熵权-正态云模型的泥石流灾害易发性评价

近年来,由于极端天气事件频发和工程建设活动加剧,泥石流灾害对人类的威胁愈加严峻。因此,在综合分析泥石流灾害发育特征及形成机理的基础上,进行泥石流灾害易发性评价对防灾减灾工程活动具有指导意义。选取沟谷岸坡坡度、沟床纵坡比降、植被覆盖率、单位面积固体物源储量、汇水面积、雨季降雨量建立评价指标体系,采用熵权法确定评价指标权重,将泥石流灾害易发性分为高易发、中易发、低易发和不易发四级,建立基于正态云模型的泥石流灾害易发性评价方法,并以西秦岭地区5条泥石流沟为例验证了该评价模型的合理性。进一步将该模型用于陕西吴堡井沟泥石流灾害易发性评价,结果表明井沟泥石流具有中易发性,评价结果与实际相符。     

基于层次分析法的重庆山区矿山泥石流潜势度评价

重庆是典型的山地城市,矿产资源丰富,降水充沛,为矿山泥石流灾害较为严重的城市。为分析重庆山区孕育矿山泥石流灾害的地质环境特征,本文选取渣堆坡角、渣堆高度、渣堆堆积时间等13个因子构建了矿山泥石流潜势度评价指标体系,利用层次分析法确定各指标权重,建立了矿山泥石流潜势度综合指数评价模型,并以秀山溪口矿山泥石流为研究对象,通过计算得到研究区矿山泥石流潜势度指数为8.51,区内地质环境孕育矿山泥石流的潜在能力高,评价结果与实际情况吻合。     

基于指标信度测度赋权的岩溶隧道水害危险性集对云评价研究

隧道水害危险性评价是一个非线性复杂的不确定系统问题。首先,针对其评价指标参数具有不确定性、模糊性和随机性等特点,在充分考虑岩溶隧道水害危险性评价指标关联性的基础上,提出了基于Jousselme距离的指标信度测度动态赋权理论,实现不同的实例、不同的指标实测值对整个系统的动态赋权,降低实际工作中由于指标实测值误差或错误导致评价结果偏差的风险;其次,运用云理论优化集对联系度,与所得权重加权得出系统综合云联系度,并与等级评价区间期望加权平均得到危险值,同时生成对应的等级云图判定隧道水害危险性等级,进而判定岩溶隧道水害危险状态,实现水害危险等级判定的可视化;再次,基于大气降水为岩溶隧道水害主要来源的视角,选取年均降水量、入渗系数、汇水面积、渗透系数和单位涌水量5项指标作为集对云评价指标,并以6条典型岩溶隧道为样本数据进行模型检验,发现评价结果与其他方法的评价结果相吻合,证明了该模型的可靠性和有效性。最后,将模型应用于京珠高速公路媲双坳岩溶隧道水害事故中,评价结果与实际情况相符,采取与评价等级相对应的处治措施,取得了良好的水害治理效果,表明该模型具有工程实用价值,评价流程可操作性强,为岩溶隧道水害的预测和防治提供参考。      

基于多方法的煤层底板突水危险性评价

选择平顶山煤田二矿、十矿和十二矿51个钻孔的隔水层厚度、断层复杂程度、含水层水压、含水层单位涌水量、采高5个因素为评价因子,以层次分析法和灰色关联分析法计算的常权权重为基础,应用变权理论确定各指标因子的变权权重;分别利用物元可拓法、模糊可变集理论、突变理论、模糊综合评价法,对煤层底板突水危险性进行评价并确定突水危险性等级。与实际开采情况的对比分析证明,模糊可变集理论是最适宜研究区的底板突水危险性评价方法,评价结果与开采实际较为吻合。模糊可变集理论的评价表明,二矿、十矿、十二矿带压区内安全区占比分别为4.08%、14.30%、0,低威胁区占比分别为76.91%、83.14%、85.78%,高威胁区占比分别为19.01%、2.56%、14.22%,研究区内暂无危险区。      

基于指标距离与不确定度量的岩爆云模型预测研究

岩爆灾害预测是一个需要迫切解决的世界性难题。针对其烈度等级预测过程中评价指标实测值的确定与不确定性、烈度分级的模糊性和随机性等特点,提出了一种基于指标距离与不确定度量的有限区间云模型岩爆烈度分级预测方法。在对岩爆发生机制进行系统性分析的基础上,建立了岩爆烈度分级预测的评价指标体系,并对各指标实测值赋予其相应的Mass函数,依据指标间距离与不确定性度量获取指标权值,对传统云模型加以修正,并计算出各判别因子隶属于各等级的云特征参数,生成相应的云滴图,实现了语意变量与指标值之间的不确定性和随机性映射。通过对各指标的确定度进行加权实现岩爆烈度的分级。与其他理论相对比分析结果表明,该模型一定程度上应用于岩爆烈度分级预测是行之有效的,具有较高的实用性和指导性,并为其他同类型问题提供了新思路。     

因子分析法在泥石流危险性评价中的应用

为研究因子分析法在泥石流危险性评价中的应用,在建立科学合理的评价指标基础上,利用因子分析法得到影响泥石流危险性的主因子,并进行主、次影响因子的重要性等级排序,得到泥石流主要影响因子对泥石流危险性的贡献度。根据主客观赋权理论,将多目标规划模型所得的客观赋权值与考虑组态偏好要求时的主观均衡度变权值线性组合,得到关于泥石流危险性评价的主客观赋权法主因子权重。选择2种主要分级标准对泥石流危险性指标进行标准化处理,结合权重与影响因子的贡献度建立了多因子综合评价模型,并以保山市后山10条典型泥石流沟基础数据为例,评价了该地区的泥石流危险性。研究表明,利用该方法进行泥石流危险性评价是合理可行的,评价结果与实际情况具有较好的一致性,该方法是泥石流危险性评价的一种新思路。     

基于不同方法的泥石流危险性评价对比分析——以四川汶川七盘沟泥石流为例

以汶川县七盘沟泥石流为研究对象,综合灾害环境选择危险性评价指标,以流域划分评价单元,基于熵值法、层次分析法和灰色关联法三种赋权方法,并采用危险性多因子评价模型,设计了基于上述三种方法的危险评价流程,开展了危险评价与有效性分析试验。研究结果得到研究区泥石流危险性级别,从危险分区与泥石流淹没范围以及单位面积内滑坡面积比重可得,熵值法和层次分析法的评价结果中单位滑坡面积随着危险级别的提高而增大,其中熵值法的评价结果精度较高,层次分析法计算结果与其他方法差异较大,灰色关联法没有达到良好的梯度。实验结果表明该实验方法能有效进行七盘沟泥石流危险评价,可为泥石流灾害环境的危险评估和应急预警提供合理和有效的参考依据。     

基于层次分析法的可拓学理论在山区公路泥石流危险性评价中的应用

基于可拓工程方法,在物元模型理论的基础上建立了公路泥石流危险性评价的物元模型,并采用层次分析法计算物元模型中各评价指标的权系数。通过实际公路泥石流危险性等级的关联度计算,对四川地区雅泸高速公路的5条泥石流沟进行了评价,得出与实际相符合的结论。并与其他评价方法相比表明：该方法不仅可以应用在泥石流危险性评价上,而且所得的结果会更加合理,具有较好的适用性。     

熵权模糊综合评价模型在极软岩隧洞围岩分级中的应用

为解决传统围岩分级方法对极软岩隧洞复杂性考虑不足的缺陷,引入模糊数学理论,选取单轴抗压强度、岩石完整性指标RQD、结构面间距、结构面特征、岩石含水量及干燥饱和吸水率6个因素作为评价指标,为避免评价指标赋值的主观性,利用熵权法计算各指标的权重,建立起围岩分级的熵权模糊综合评价模型。将该模型应用于印度尼西亚某在建水电站黏土岩隧洞围岩分级当中,选取15个待评洞段进行评价,结果表明,隧洞围岩以Ⅳ级或Ⅴ级为主,利用该模型计算的围岩分级结果与现场确定的围岩支护等级高度吻合,通过对比分析,认为该模型分级结果较传统RMR分级法更优,表明模糊数学理论可以解决极软岩隧洞影响因素的复杂性及模糊性问题,熵权法能够降低人为赋值的主观性,两者结合可实现对黏土岩隧洞的客观评价,该方法可为极软岩隧洞分级提供参考。     

典型金属矿山泥石流潜势度的模糊层次综合评判

针对金属矿山泥石流发育与潜势度的关系,对影响矿山泥石流发育的主要因素进行综合分析,确定其隶属函数,采用层次分析法确定各影响因素的权重系数,并应用模糊数学理论的方法来判定金属矿山泥石流发育潜势度的级别,通过确定潜势度的级别对矿区内地质灾害进行定量化评价确定灾害等级,为金属矿山泥石流地质灾害的防治提供依据。     

泥石流防治工程效果后评价初探

防治工程效果后评价是泥石流灾害防治工作中的重要环节,一方面可用以检验防治工程质量、机理认识及方案选取合理性等,另一方面可以为后续泥石流灾害治理提供借鉴。依据大量西北地区典型泥石流防治工程实例,引入建设项目后评价理论,筛选出3项一级指标、10项二级指标,建立泥石流防治工程效果后评价指标体系如下:防治目标有效性,包括地形地貌变化度、固源物质固化度、疏导排水畅通度; 工程效果效益性,包括经济效益产出度、环境效益发挥度、社会效益明显度; 防治方案合理性,包括灾害机理认知度、参数取值安全度、防治工程协调度、工程实施难易度。采用层次分析法确定权值的模糊综合评判理论,建立泥石流防治工程效果后评价模型,以西安临潼大水沟泥石流防治工程为例,检验模型效果良好,具有一定的推广应用价值。