基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判方法分析

王静云（中国水利水电第八工程局有限公司）

基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判方法分析

王静云（中国水利水电第八工程局有限公司）

针对目前大坝工程项目建设安全检测系统过程中存在的问题，本文分析了采用多层次模糊综合评判方法的作用原理、作用过程，并提出了各个评判因子的获取方法。其目的是为相关建设者提供一些理论依据。

安全监测系统；多层次模糊综合评判方法；评判因子

引言

大坝是我国实现经济现代化建设发展目标的重要基础设施，其安全监测系统应用的可靠性是提升管理控制水平的关键。而大坝安全监测系统中的监测仪器设备本身就具有一定的效应度限制，这就导致获取的系统运行情况信息缺乏稳定性。基于此，相关建设人员可采用大坝安全多层次模糊综合评判方法，来评判安全监测系统设备仪器提供的工程使用效应量数据可信度。这样一来，水利工程建设人员就能根据安全监测系统产生的信息数据，对建设使用管理方式进行调整，以适应其实际运行过程中发生的变化。

1 多层次模糊综合评判方法的作用原理

模糊综合评判方法的作用原理，是通过模糊变换技术原理与评判对象的各个影响因子，建立一个综合评判体系。这样一来，评判对象所在系统的研究人员就能根据数学手段，通过度量每个评判影响因子，来得到最终的评判结果。该方法实现了数学模型与度量结构判断的结合，使得获取的评判结果更具可靠性。而多层次模糊综合评判方法，就是通过假设给定的有限论域来转化为模糊变换。这里指的有限论域包括：因素集、评语集、模糊子集以及评判矩阵等。对于模糊综合评判模型的建立，就是通过计算模糊变换的合成过程，来实现模糊算子公理化结构的判断。就目前的科研成果来说，可供选择的多层次模糊综合评判模型包括：主因素决定型和主因素突出。这两种模型均涉及到取大取小的运算，这就使得一些有效信息出现的流失问题。为此，模糊变换模型建立人员应将所有评判因子集中起来，其实现评判对象有效信息的充分利用[1]。

2 基于安全监测系统大坝安全多层次模糊综合评判方法应用

2.1 大坝安全多层次模糊综合评判结构

相关研究表明，基于安全监测系统的大坝多层系模糊综合评判方法主要作用于两方面，即评判系统监测仪器的运行状态和评判各层次系统的大坝建设使用安全性。具体来说，就是通过获取大坝安全监测系统的原始数据，并将其整理成能够充分反映大坝建设各类作用效果的实际情况。这样一来，研究人员就能根据其安全层次的分析结构，来得出大坝安全监测仪器设备的运行状态[2]。如图1所示，为大坝安全多层次模糊综合评判的结构示意图。在此情况下，水利工程施工建设管理人员就能根据安全监测仪器设备给出的使用效应量，来判断获取数据信息的可靠性。

图1 大坝安全多层次模糊综合评判结构示意图

2.2 获取评判因子集

大坝安全多层次模糊综合评判方法作用于安全监测系统的方面有很多，即监测仪器布置的合理性、仪器工作环境、仪器运行精度情况、测值有效测次等。评判分析人员应结合大坝工程项目建设的实际情况，找出模糊综合评判方法的作用对象。在选取评判因子集的过程中，研究人员可按照《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178-2003）中的规范要求，将坝体、坝肩、坝基以及会对工程造成重大影响的近坝岸坡作为安全监测系统的评判对象。由于评判因子坝体或是坝基的安全监测系统是相互影响的，因此评判因子确定人员可将近坝岸坡以及坝肩作为大坝安全多层次综合模糊评判的主要对象。

2.3 评语集建立

一方面，大坝安全监测系统仪器应设置好作用状态的评语等级，即很好、好、一般、不好、很不好。另一方面，评语集的建立还要囊括大坝工程项目的安全状态评语。即根据工程建设的设计规范标准，划分不同的大坝安全综合评价论域，将所处的安全程度划分为五个等级，很安全、安全、一般、不安全以及很不安全[3]。

2.4 评判矩阵

基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判矩阵，是通过获取监测仪器的隶属度以及大坝评判因子的隶属度来进行实际作用的。对于安全监测系统仪器设备的运行状态来说，其量化程度非常困难，这就使得模糊综合评判人员难以获得具有准确性的隶属函数。因此，研究人员采用了模糊权数法，即通过给出评语或得分，来确定监测仪器设备运行所处的安全等级。此过程，评判人员要采用模糊评判原理，来获取仪器设备的整体运行状态信息，从而为仪器评判因子提供相应的权重向量。如表1所示，为监测仪器设备运行状态的评判因子。

表1 监测仪器设备运行状态的评判因子

而大坝评判因子隶属度的获取，则应根据次级评判矩阵提供上级评判矩阵的方式来获得五级评判因子。因此，多层次模糊综合评判人员可通过逐层评判结果，来获取大坝监测安全系统作用的安全程度。此过程，能够有效消除评判过程中人员的主观思维模式的影响，从而使得评判方法的应用更具科学合理性[4]。此评判因子隶属度获取过程：①要根据大坝安全监测系统确定的评语隶属关系，来得出各个评判因子的评语得分向量，从而组成评判矩阵。②经过从低层因子到高层因子的评判后，就能得出评判第一层的大坝安全评语得分的隶属度向量。③经过计算就能得到大坝安全监测系统的运行状态。

3 基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判因子的权重分析

大坝安全多层次模糊综合评判因子的权重先要确定仪器设备的评判因子，即从仪器布置情况、仪器运行环境、仪器运行精度、仪器运行可靠性、仪器运行稳定性以及仪器有效测次，六个消毒来验证安全监测系统仪器的整体运行情况。然后，就可以对大坝各层评判权重进行确定，即评判相同监测项目下采用的不同监测方法以及相应的评判因子权重求解，来划分大坝安全监测系统的作用形式[5]。具体来说，就是结合大坝工程项目实际运行的条件，来计算初始权重，从而采用监测仪器对不理想的系统作用状态进行调整。上述即为最终权重的确定过程，其结果充分反映了安全监测系统监测仪器的运行状态。

4 结束语

总而言之，大坝安全多层次模糊综合评判方法的应用能够通过科学技术手段，判断出安全监测系统仪器设备及其反映出的大坝整体运行状态数据的准确与否。为此，相关建设人员应在明确其作用原理的基础上，将其应用于实践，从而提高水利工程项目建设使用的目标效果。

[1]郑付刚，游强强.基于安全监测系统的大坝安全多层次模糊综合评判方法[J].河海大学学报（自然科学版），2011，04：407～414.

[2]江沛华，汪 莲.基于变权的多层次模糊综合评判在大坝安全评价中的应用[J].中国农村水利水电，2010，04：112～114.

[3]陆 晨，李子阳，刘成栋，刘红坤.大坝安全预警的综合信息模糊推理[J].南水北调与水利科技，2014，01：122～125.

[4]殷安庆，黄 铭，蔚 清，杨运宝.大坝基岩变形安全监测模糊综合评价权值比较[J].人民黄河，2013，11：107～110.

[5]姜 彤，杜国倩.模糊评判法在大坝安全评价中的应用[J].人民黄河，2012，03：117～119.

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2016-11-23