围岩稳定性评价的投影寻踪权重-属性区间识别模型

围岩的稳定性评价是一个复杂的不确定系统问题。采用粒子群算法优化投影寻踪方法,并结合属性区间识别理论,建立了围岩稳定性评价的投影寻踪权重-属性区间识别模型。选取5个围岩稳定性影响因子作为评价指标,通过构造属性测度区间函数计算单指标属性测度区间,利用基于粒子群优化的投影寻踪确定各评价指标的权重以计算综合属性测度区间,应用置信度准则和评分准则对围岩的稳定性进行属性识别。实例研究表明,该模型能有效的解决围岩稳定性评价问题,且评价结果科学可靠;评价模型采用投影寻踪确定权重,避免了权重确定中的主观性和随意性,保证了评价工作的客观性和准确性。     

基于OFA-PP模型的区域最严格水资源管理类型识别与评价

为科学识别云南省16个州市最严格水资源管理区域类型,提出最优觅食算法(OFA)-投影寻踪(PP)识别模型。从最严格水资源管理用水总量控制红线、用水效率控制红线、纳污控制红线3个方面分别构建指标体系和分级标准,利用2015年云南省各州市指标数据及分级标准阈值分别构建基于"三条红线"的投影指标函数,采用OFA分别搜索最优投影向量,并计算各州市综合投影值和各分级标准阈值投影值,利用分级标准阈值投影值对各区域最严格水资源管理类型进行识别。结果表明,OFA-PP识别模型具有较好的识别效果,识别结果可为云南省实行最严格水资源管理制度提供参考。     

软土地区土压盾构隧道掘进施工风险模糊评估

首先确定了软土地区土压式盾构掘进施工主要风险,针对掘进施工风险的随机性与模糊性特点,提出采用模糊综合评价模型对其进行研究,其中采用层次分析法计算各风险事件的相对权重,并采用梯形隶属函数来计算各风险事件对风险水平的隶属度,将风险事件的权重与风险事件对风险水平的隶属度进行模糊综合运算,可得出掘进施工的总体风险水平,最后通过算例进行实证研究,评价结果基本能反映实际情况。     

基于集对云模型的边坡稳定性评价

集对分析对边坡稳定性进行评价时,采用线性公式来表达联系度,难以准确反映工程实际,且具体的联系度扼杀了系统的随机性。对此,将云理论中“隶属云”的概念引入对联系度进行改进得到云联系度,形成了集对云模型。该模型将云联系度矩阵与云理论改进AHP确定的权重矩阵相结合,得到综合云联系度矩阵,通过云发生器绘出等级云图。该模型兼顾系统的模糊性和随机性,且实现了等级的可视化,并通过X云发生器得到隶属不同等级的概率。将该模型应用于边坡工程中,与既有模型和工程实际进行对比分析,验证该模型的准确性,并对不同的边坡进行稳定性排序。模型结合云理论与集对分析的优点,充分考虑系统的随机性,为边坡稳定性评价提供了一种思路和参考。      

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。     

水库边坡稳定性评价的改进云模型

水库边坡的稳定性受诸多因素的影响,以致其准确评价仍存在一定的困难。为克服传统的正态云模型方法在实际应用中存在的云模型特征值取值不统一以及使用期望隶属度而非实际隶属度两个问题,提出了改进型正态云模型,并在MATLAB软件平台上开发了便于模型应用的程序。选取影响水库边坡稳定性的12个主要因素作为评价指标,应用程序生成各评价指标在各稳定性等级的综合隶属度云模型,接着使用改进的熵权层次分析法确定各评价指标的相应权重,最后将平均综合隶属度最高值所在的级别确定为边坡的稳定性等级。将该方法应用于34个水电边坡工程稳定性评价实例,并将结果与现行国家规范推荐的CSMR法及这些边坡的实际状态进行了比对。结果表明该方法的准确度比CSMR法高,具有较好的可靠性和实用性,也可供公路、铁路或建筑等其他岩质边坡在进行稳定性评价时参考。     

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PSO-PP的围岩稳定性评价

围岩的稳定性评价是一个复杂的不确定系统问题。结合投影寻踪方法、粒子群算法和逻辑斯谛曲线函数,建立了围岩稳定性评价的粒子群优化投影寻踪(projection pursuit based on particle swarm optimization,PSO-PP)模型。该模型一方面采用粒子群算法优化投影指标函数及逻辑斯谛曲线函数参数,确保了模型的准确性;另一方面利用逻辑斯谛曲线函数建立投影值与经验等级之间的非线性关系。模型的测试结果显示了良好的精度,实例分析结果与实际状态完全一致,表明该模型在围岩稳定性评价中的可行性和有效性。     

基于投影寻踪模型和加速遗传算法的石羊河流域水资源承载力综合评价

针对区域水资源承载力状况,采用高维降维技术——投影寻踪分类模型（PPC）,利用基于实数编码的加速遗传算法（RAGA）优化其投影方向,将多维数据指标（样本评价指标）转换到低维子空间,根据投影函数值的大小评价出样本的优劣,从而做出评价,最大限度避免了灰色关联法评判中权重矩阵取值的人为干扰,为区域水资源承载力状况评价及其它评判问题提供一条新的方法与思路。     

基于XGBoost和云模型的地质灾害易发性评价

传统地质灾害易发性评价中，存在着易发性因子权重选取主观性强、因子分级具有随机性和模糊性等问题。采用单一评价模型只能对地质灾害的易发性进行定性评估，无法定量化评价。针对这一问题，文章基于改进集成算法（XGBoost）和云模型，在辽宁省朝阳市189个灾害隐患点中选择坡度、多年平均降水量、归一化植被指数、高程等12个易发性因子，通过XGBoost分类算法确定了易发性因子权重，拟合准确率为96.5%，达到了较高的精度。在此基础上利用云模型将因子分级的模糊性问题转化为定量问题，建立了朝阳市地质灾害易发性评价指标体系。以朝阳市大东山为评价单元对该评价体系进行验证。结果表明该评价单元的易发程度为高易发，与实际情况吻合，应用文章提出的方法进行地质灾害易发性评价的精度较高。     

Safety assessment for seawall based on constrained maximum entropy projection pursuit model

The safety of seawalls is crucial. A scientific and effective safety evaluation method for seawalls is an important measure to protect seawall safety. Based on the monitoring information, seepage pressure, tide level, and rainfall were taken as the safety assessment indexes of seawalls. The projection pursuit model was improved by taking the primary and secondary relations of the assessment indexes known in the professional field as constraints. The water cycle algorithm was used to solve the projection vector, and the weights of the safety assessment indexes of the seawalls were calculated using the improved projection pursuit model. The safety assessment method of seawalls was established by Fuzzy Theory. A method where the maximum membership degree principle was replaced by the comprehensive safety grade value was put forward to determine the seawall safety grade. The analysis of examples showed that the seawall safety assessment results of the constrained maximum entropy projection pursuit model conformed to the objective reality, and were more scientific and reasonable than the maximum entropy projection pursuit model and the analytical hierarchy process model.     

基于投影寻踪技术的矿井突水水源判别模型——以新庄孜煤矿为例

投影寻踪是一种降维处理技术,它可以将高维分析问题通过投影方向转化为低维问题分析.应用该法的关键在于寻求最佳投影方向,这可以转化为一个复杂的非线性优化问题,结合Matlab的遗传算法工具箱进行优化求解.本文以淮南新庄孜煤矿为例,建立突水水源判别投影寻踪模型,并与模糊综合评判模型、神经网络模型、灰色聚类模型进行分析比较.结果表明:投影寻踪判别模型能够有效地判别突水水源,比模糊综合评判、神经网络模型、灰色聚类模型具有更高的准确性,为矿井突水水源判别提供了一个新途径.     

水资源可再生能力评价的遗传投影寻踪方法

探讨了水资源可再生能力评价标准的建立。利用投影寻踪、遗传算法、倒S型曲线和水资源可再生能力评价标准,为水资源可再生能力综合评价建立了一种新的方法——遗传投影寻踪方法(GPPM)。给出了GPPM实施的步骤,并对黄河流域涉及的9个行政分区的水资源可再生能力进行了综合评价,认为黄河流域水资源总体上可再生能力较弱。GPPM的评价结果是实数值,具有直观性、有效性和通用性,可广泛应用于各种水资源综合评价问题。     

南水北调中线水源区安康段水质模糊综合评价

对水质进行合理的评价有助于对水资源进行有效的管理和调控。针对汉江安康段8个监测段断面的监测数据,运用模糊综合评判的方法对水质进行评价,采用隶属函数确定评价因子的隶属度以及改进的层次分析法（IAHP）对评价因子的权重进行确定,克服了传统层次分析法中权值计算和一致性检验的检验的复杂性,结果符合实际情况。     

Risk assessment of water inrush in karst tunnels based on two-class fuzzy comprehensive evaluation method

A feasible and accurate method named two-class fuzzy comprehensive evaluation is put forward to assess the risk of water inrush in karst tunnels. In view of regarding tunnel face as the evaluation object, 12 influencing factors of water inrush are selected as the evaluation index system consisting of 4 first-class and 12 second-class indices. Based on fuzzy mathematics theory and expert evaluation method, all the indices are quantitatively graded according to five risk grades. The weights of indices affecting water inrush are rationally distributed by using analytic hierarchy process. Membership functions and weights of indices are utilized to stepwise compute the membership degree of indices corresponding to risk grade, and the principle of maximum membership degree is carried out to discern the risk grade of water inrush. The tunnel faces in seven segments of Qiyueshan tunnel are chosen as the case studies. Evaluation results are derived from the proposed method, and they are generally consistent with the actual results through comparisons. This method provides a cogent way for evaluating the risk of water inrush in karst tunnels.     

Comprehensive evaluation of ice disaster risk of the Ningxia–Inner Mongolia Reach in the upper Yellow River

The Ningxia–Inner Mongolia Reach, in the upper Yellow River, is one of the most serious reaches suffering from ice flood disaster in China. Firstly, according to its characteristics of ice condition evolution and ice disaster, the concept of ice disaster risk of Ningxia–Inner Mongolia Reach was defined, the risk factors of ice disaster were discussed, and the theory and method of “risk identification–risk estimation–risk assessment–risk management” for the ice disaster risk analysis of Ningxia–Inner Mongolia Reach was proposed. Then, the comprehensive evaluation model of ice disaster risk was established using the projection pursuit, fuzzy clustering and accelerating genetic algorithm method. Finally, the ice disaster risk grade was formulated, and the ice disaster risk of 1991–2010 for the Ningxia–Inner Mongolia Reach was evaluated in this paper. The results show that the application results were consistent with the practical characteristics of water regime, meteorological and ice condition, revealing the rationality of the risk evaluation model. This study aims at enriching and developing the theory and method for the ice disaster risk analysis and providing scientific decision basis for the ice-prevention preparedness of Ningxia–Inner Mongolia Reach, in the upper Yellow River.     

深埋特长隧道的突涌水危险性评价研究

为评价隧道突涌水风险,确保施工安全,本文结合工程实例,利用层次分析法和模糊理论构建了隧道突涌水危险性评价模型,并利用P×C分级法确定隧道突涌水危险性等级。实例检验表明:该模型的权值求解方法具操作简单、准确性高等优点,能有效通过一致性检验,且隶属度求解过程有效综合了定性分析与定量评价,保证了分析结果的准确性;同时,该评价模型可定量评价隧道突涌水的危险性等级,且判别结果与现场实测值的判别结果具较好的一致性,验证了该评价模型的可靠性和准确性,为隧道突涌水危险性评估提供了一种有效途径。      

Comprehensive evaluation of ice disaster risk of the Ningxia–Inner Mongolia Reach in the upper Yellow River

The Ningxia–Inner Mongolia Reach, in the upper Yellow River, is one of the most serious reaches suffering from ice flood disaster in China. Firstly, according to its characteristics of ice condition evolution and ice disaster, the concept of ice disaster risk of Ningxia–Inner Mongolia Reach was defined, the risk factors of ice disaster were discussed, and the theory and method of “risk identification–risk estimation–risk assessment–risk management” for the ice disaster risk analysis of Ningxia–Inner Mongolia Reach was proposed. Then, the comprehensive evaluation model of ice disaster risk was established using the projection pursuit, fuzzy clustering and accelerating genetic algorithm method. Finally, the ice disaster risk grade was formulated, and the ice disaster risk of 1991–2010 for the Ningxia–Inner Mongolia Reach was evaluated in this paper. The results show that the application results were consistent with the practical characteristics of water regime, meteorological and ice condition, revealing the rationality of the risk evaluation model. This study aims at enriching and developing the theory and method for the ice disaster risk analysis and providing scientific decision basis for the ice-prevention preparedness of Ningxia–Inner Mongolia Reach, in the upper Yellow River.

     

天津市水资源可持续利用评价

将水资源、社会、经济和其它资源环境作为水资源可持续利用的影响因素,建立区域水资源可持续利用指标体系.根据国内有关法规并结合天津市的实际情况,划分各个基本指标的评分标准,将指标划分为五个等级,选取典型年,运用模糊数学中以相对隶属度、相对隶属函数为基础的模糊模式识别理论模型对水资源可持续利用进行评价,评价结果与实际情况基本相符.     

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。