基于未确知测度理论的地下洞室岩体质量评价

将未确知测度理论与关联函数相结合,用于地下洞室岩体质量评价。根据地下洞室岩体质量的影响因素和分级标准,运用未确知测度理论建立了地下洞室岩体质量评价指标的未确知测度函数,用关联函数确定评价指标的权重,依据置信度识别准则对地下洞室岩体质量进行评价,并结合实例进行了对比分析。研究结果表明,该方法评价过程合理、结果可靠,为地下洞室岩体质量评价提供了一种新方法。     

基于组合赋权-未确知测度理论的滑坡危险性评价

危险性评价与预测是滑坡灾害预防与减灾工作首要解决的重要内容。以西藏隆子县研究区内发育的滑坡为例,据其特有的地质环境条件,选取滑坡发育高程、坡度等13项影响因素作为滑坡危险性评价的指标,并建立分级标准将滑坡危险性划分为高度、中度和低度三级。采用组合赋权-未确知测度理论耦合评价模型,构建了评价指标未确知测度函数、评价指标组合赋权值、置信度判别准则,对研究区内20个滑坡进行了危险性评价,获得了每个滑坡危险性等级,并与模糊物元和突变理论评价结果及实测结果对比,评价结果基本符合实际情况,证明该方法科学合理,可为滑坡危险性预测提供新思路。     

基于组合赋权和未确知测度的深埋隧道岩爆危险性评价——以川藏交通廊道桑珠岭隧道为例

针对复杂山区深埋隧道岩爆危险性评价中的诸多不确定性因素问题,通过归纳分析典型高地应力条件下深埋隧道岩爆破坏特征及关键影响因子,从客观反映高地应力环境、岩石力学性能和围岩性质3个层面确定5项岩爆评价指标,利用未确知测度理论建立隧道岩爆危险性评价模型.为了充分考虑岩爆危险性评价的主观因素和客观因素,通过引入距离函数,采用熵权法和层次分析法相结合构建组合赋权法,综合确定各指标的权重系数.基于未确知测度理论及计算规则,结合岩爆危险性分级标准,构建直线型单指标测度函数,计算单指标测度评价矩阵和多指标测度向量,依照置信度准则进行岩爆危险性评价.将构建的岩爆危险性评价未确知测度模型应用于川藏交通廊道桑珠岭隧道,并与强度应力比法、Russenes判据、岩石脆性系数、岩体完整性系数、岩石弹性能指数等单指标判据评价结果及实际岩爆结果进行对比.研究结果表明:该模型评价结果的准确率达到94.4%,比单指标岩爆判据的准确率高16.7%~66.7%.      

基于未确知测度的边坡地震稳定性综合评价

文章提出一种基于未确知测度理论的边坡地震稳定性综合评价方法,建立了各评价指标的未确知测度函数。根据信息墒理论计算各评判因子的权重,用置信度识别准则进行等级判定,得出了评价结果。该评价方法能解决边坡地震稳定性评价中诸多因素不确定性问题,还能对其进行定量分析。对实际工程中的16个典型的地震边坡进行综合评价,并与灰色聚类法、综合指标法、实测震害的结果进行比较。研究结果表明:未确知测度评价法性能良好,正确率高,具有重要的实用价值,为边坡地震稳定性的综合评价提供了一条新途径。     

地下开采引发地面沉陷的未确知聚类预测方法

对未确知聚类预测法进行优化,并将其应用于开采地面沉陷的预测研究。采用开采地面沉陷的实测数据按最大沉陷量进行分类,利用各分类影响因素的均值表示各分类中心,并确定各影响因素的未确知测度函数。由待测对象指标的综合未确知测度与各分类指标的未确知测度间的距离来确定待预测对象所属等级,给出了预测值的计算公式。经计算验证,该方法的正确率为75％。但在实际应用中,为了保证地表建筑设施等更加安全,允许预测级高判,则正确率可达100％。针对某铁矿一观测点进行预测,并与实测数据比较,结果表明,未确知聚类预测的结果是令人满意的,为开采地面沉陷的预测提供了一种新思路。     

基于非线性测度函数的改进属性识别模型在水质综合评价中的应用

线性测度函数的传统属性识别模型,对水质评价标准随机抽样的评价结果存在较大误差。为增加其对实测样本评价的可信度,提出了基于非线性属性测度函数的改进属性识别模型。均匀随机和正交设计两种抽样的评价试验显示,改进属性识别模型评价结果准确度明显好于传统模型,说明指标的属性测度函数对属性识别模型的综合评价结果有重要影响。太原市地下水水质的综合评价实例说明,由于非线性测度函数比线性测度函数能更好地描述评价指标的实际隶属度,故改进的属性识别模型具有更高的评价可信度,在水质综合评价中具有更广泛的适用性。     

基于最小熵理论和未确知测度理论的泥石流敏感性分析

为了合理确定各影响因子权重,客观分析泥石流敏感性,基于最小熵分析原理和未确知测度理论建立泥石流敏感性分析模型。选取金沙江流域26条典型泥石流沟,确定9个主要影响因子,利用最小熵分析原理分析各因子对泥石流系统贡献率及权重,然后基于未确知测度理论计算各泥石流沟的多指标综合评价尺度向量,最后根据置信度识别准则确定各泥石流沟敏感度水平。将分析结果与已有成果进行对比可知,仅有7条泥石流沟敏感性结果有所差异。将评价结果与现场实际调查情况对比分析可知,22条泥石流沟的敏感度水平与泥石流实际发育情况相符,仅有4条沟评价结果偏于“保守”,因此,利用所提出的模型进行泥石流敏感度分析是十分有效的,并可对泥石流的防治提供合理的建议,可以在实际工程中推广应用。     

基于组合赋权的岩爆倾向性预测灰评估模型及应用

提出一种用以确定岩爆灾害评价中各指标权重的组合赋权（GEM-GW）方法。该方法依据信息熵理论,对基本熵权法进行改进,理论上解决熵权法在某些情况下不适用的问题,并引入欧几里得距离函数,使得主、客观权重之间和偏好系数间的差异程度一致,从而获得理想的综合权重。在该基础上,根据岩爆的成因及特点,选取影响岩爆的主要评价指标,同时对灰色聚类法进行优化,建立基于组合赋权的岩爆倾向性预测灰评估模型。利用该模型,对国内外一些重大深部岩石工程岩爆案例进行分析,并与模糊综合评判法、属性综合评判法、未确知测度评价法和物元分析法及实际情况进行比较。研究结果表明,该模型预测结果与实际情况吻合较好,预测精度较高,从而验证该模型的有效性及实用性。研究方法为岩爆灾害的准确预测提供一种切实可行的途径。     

边坡稳定性的聚类未确知综合识别方法及应用

影响岩石边坡稳定性的因素众多且关系复杂,且存在大量未确知信息,很难用简单的方法进行分析判断,借鉴工程类比的思想,采用聚类与未确知测度相结合的方法进行研究。针对边坡工程问题环境的复杂性,以大量的历史数据为训练样本,通过动态聚类分析,求得其分类中心。针对大量的未确知信息,利用未确知测度方法对其进行评价,提出一种分析边坡稳定问题的新方法。研究表明,该算法可以对边坡的稳定状态进行预测,正确率在90%以上,为比较合理快速地分析边坡稳定分析方法提供了一条新的途径。     

基于指标规范化的水安全评价组合极值公式

在选取各项指标参照值并设定相应规范变换式的基础上,将参数多元组合算子加以改进,提出适用于多区域、多项指标的、具有普适性的水安全评价组合极值公式,并采用粒子群算法优化公式中的参数。将优化好的具有普适性的组合极值公式应用于实例分析计算,评价结果与其他多种方法的评价结果一致,表明该公式的实用性和可行性。由于基于指标规范化的组合极值公式不受评价指标数目多少的限制,为水安全评价模型的普适化、简单化提供了一条途径。     

基于投影寻踪回归的指标规范值的水质评价模型

传统的投影寻踪回归(PPR)的矩阵表示法用于水质评价,当指标较多时,不仅优化参数矩阵元的学习效率低,而且优化效果亦受到影响。若适当设置3类水体(地表水、地下水和富营养化水体)各指标的参照值及指标值的规范变换式,使不同指标的同级标准的规范值差异不大,从而可以认为用规范值表示的不同指标皆与某个规范指标"等效"。因此,只需构造并优化得出对各指标规范值都共同适用的2个指标变量的NV-PPR(2)和3个指标变量的NV-PPR(3)模型,对于指标变量较多的NV-PPR建模,只需将其分解为若干个NV-PPR(2)和(或)NV-PPR(3)的组合表示即可。对模型的实用性进行的效果检验表明:基于指标规范变换的3类水体的水质评价的投影寻踪回归模型具有形式简洁、计算简便和普适通用的特点。     

基于指标规范值的灰色聚类法的地下水质评价

为了克服传统灰色聚类法用于地下水水质评价时需要设计众多白化函数的不足,提出在设定地下水各指标"参照值"和"规范变换式"基础上,将地下水指标按同级标准的规范值的接近程度进行归类。属于同一类的指标可设计相同的白化函数,从而大大简化了函数的设计工作量。指标规范化的灰色聚类方法应用于黑龙洞泉域的地下水水质评价,得出的评价结果与识别理论方法和加权优序法的评价结果基本一致,表明该方法应用于地下水质评价中具有简单实用的特点。     

水安全评价的参数化组合算子普适指数公式

传统的参数化多元组合算子模型因取极大极小运算丢失太多信息,而且不能普适通用。若适当设定水安全评价各指标参照值和指标值的规范变换式,使规范变换后的不同指标的同级标准规范值差异很小,从而可以认为用规范值表示的不同指标皆"等效"于某个规范指标。因此,用规范值表示的水安全评价的参数化多元组合算子指数公式可以用该"等效"指标的水安全评价的参数化多元组合算子指数公式替代。在满足一定优化目标准则条件下,应用免疫猴王进化算法对公式中的参数进行优化,得到优化后对任意m项指标组合都适用的水安全评价的参数化组合算子普适指数公式。对公式的可靠性进行了理论分析,并对公式的实用性进行了效果检验。结果表明:水安全评价的参数化组合算子普适指数公式具有形式简洁、直观,计算简便和普适通用的特点。     

黄土梁峁地貌矿井水水质时空变异评估与关键控制因子水源识别

针对黄土梁峁地区砂岩-泥岩互层覆岩突水水源难以准确判别以及不同水源所占比例无法定量化问题,在系统采集了陕北朱家峁煤矿地表水、地下水水样基础上,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、常规水化学特征比值法,揭示了不同含水系统水化学演化规律和水源补给关系。通过分析水体稳定同位素组成演变特征,明确了不同环境背景下各类水源水质时空变异性。在此基础上,以常规、同位素特征比因子作为判别指标,构建了基于T-球型模糊聚集算子TOPSIS法(T-TOPSIS)、粗糙集理论(RST)、D-S证据理论(DSET)与单指标未知测度函数(SIUMF)的突水水源混合比例计算模型。结果表明,研究区地表水、地下水水化学类型虽均以Na-SO4·Cl为主,但两者受控因素有着明显差别,即地表水水化学成分受硅酸盐岩风化和蒸发结晶共同控制;地下水成分则主要受控于蒸发结晶作用。此外,经历了强烈蒸发作用的地表水对地下水存在一定程度的补给作用。T-TOPSISRST-DSET-SIUMF突水水源混合比例判别模型表明,陕北朱家峁煤矿50%以上的突水水源为顶板砂岩水和地表沙空沟水。三维高密度电法探测结果验证了该模型的准确性。     

基于蛙跳算法优化的地下水水质韦伯普适指数公式

为了建立科学合理、普适通用和计算简便的地下水水质评价模型,在适当设定指标参照值CjO和指标的规范变换式基础上,提出了一个适用于规范值的多指标地下水水质的韦伯指数公式的一般表达式.采用具有全局优化的混合蛙跳算法对公式中的参数进行优化,得出优化后对33项地下水指标皆共同适用的的地下水水质单指标评价的韦伯普适指数公式.该公式还被应用于地下水水质实例评价,其评价结果与其它方法的评价结果基本一致,从而表明:该指数公式为地下水水质评价提供了一个简便、实用的新公式.     

Forewarning of sustainable utilization of regional water resources: a model based on BP neural network and set pair analysis

Early warning for sustainable utilization of regional water resources is an important control measure for regional water security management. To establish operable and quantitative forewarning model, in this paper, a new forewarning model for sustainable utilization of water resources based on BP neural network and set pair analysis (named BPSPA-FM for short) was established. In the proposed approach, the accelerating genetic algorithm–based fuzzy analytic hierarchy process was suggested to determine the weights of evaluation indexes, back-propagation neural network updating model was used to predict the values of the evaluation indexes, and the set pair analysis was used to determine the function values of relative membership in variable fuzzy set of the samples. BPSPA-FM was applied to early warning for sustainable utilization of regional water resources of Yuanyang Hani terrace in Yunnan Province of China. The results show that the states of sustainable utilization in this system were near the critical value between nonalarm and slight alarm from 1990 to 2000, the states of the system fell into slight alarm and were rapidly close to intermediate alarm from 2001 to 2004, and the states of the system were predicted to be near the critical value between slight alarm and intermediate alarm from 2005 to 2010. The main alarm indexes of the system were utilization ratio of water in agriculture, control ratio of surface water, per capita water supply, per unit area irrigation water and per capita water consumption. BPSPA-FM can take full advantage of the changing information of the evaluation indexes in adjacent periods and the relationship between the samples and the criterion grades. The results of BPSPA-FM are reasonable with high accuracy. BPSPA-FM is general and can be applied to early warning problems of different natural hazards systems such as drought disaster.     

地表水水环境容量计算方法回顾与展望

为厘清中国地表水水环境容量计算方法演变历史,探讨计算方法发展趋势,在系统调研大量水环境容量研究文献基础上,详细梳理水环境容量从概念引入到研究至今的过程,归纳出中国地表水水环境容量研究过程中产生的五大类计算方法:公式法、模型试错法、系统最优化法（线性规划法和随机规划法）、概率稀释模型法和未确知数学法。解析了各类方法的基本思路、产生过程及应用进展,评述了各类方法的优缺点及适用范围。通过与国外水环境容量计算方法的比较,基于水环境系统复杂性及中国水资源管理特点与应用需求,认为中国应强化对概率稀释模型法、未确知数学法及随机规划法等3种方法的研究和改进。     

原状黄土的压缩曲线特性

原状黄土是一种具有结构强度的欠压密土,其侧限压缩变形特性区别于一般土。为研究原状黄土侧限压缩变形的共性,对西安、兰州6个场地不同含水率的原状Q3、Q2黄土进行了侧限压缩试验,得到了相应场地不同含水率原状黄土的压缩曲线,分析了其压缩曲线的形态,通过曲线对应的压缩屈服应力及初始孔隙比,将各黄土不同含水率下的压缩曲线归一化为同一曲线,且形成时代相同的黄土归一化曲线位置相同,并利用复合幂?指数模式分别描述了Q3、Q2黄土归一化的曲线。将文献中试验黄土的初始孔隙比与压缩屈服应力代入归一化曲线的表达式,计算得其压缩曲线和压缩性指标。经对比,与文献实测压缩曲线及压缩性指标很接近,验证了黄土压缩曲线的归一化特性并对其进行了应用。结果表明：试验黄土压缩曲线具有可被其初始孔隙比和压缩屈服应力归一化的特性,此特性为黄土侧限变形性质的分析提供了一条便捷的途径。