模糊綜合評(píng)判在建筑物安全性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

張 卓 薛學(xué)濤 李曉輝

1 概述

建筑物安全問(wèn)題是我們國(guó)家黨和政府關(guān)注的重大民生問(wèn)題之一，同時(shí)也是廣大人民群眾追求安全保護(hù)和自我幸福感實(shí)現(xiàn)的迫切需要。對(duì)既有城鎮(zhèn)建筑物安全進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)與分析，建立一個(gè)理論充分、切合實(shí)際、規(guī)范可行的城鎮(zhèn)建筑物安全評(píng)價(jià)與預(yù)警體系是變事后管理為事前預(yù)警，對(duì)城鎮(zhèn)建筑物安全有一個(gè)全面、客觀的評(píng)價(jià)，對(duì)今后其安全狀態(tài)有一個(gè)正確的估計(jì)［1］。

2 建筑物選線評(píng)價(jià)的影響因素

根據(jù)建筑物設(shè)計(jì)和抗震規(guī)范，其評(píng)價(jià)的因素主要分為以下幾個(gè)方面:安全管理，設(shè)計(jì)水平，抗震設(shè)備，施工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)承載力，使用環(huán)境，使用歷史，應(yīng)急設(shè)備［1］。

3 模糊綜合評(píng)判法原理

3.1 建立評(píng)判模型

設(shè)評(píng)價(jià)影響建筑物安全性評(píng)價(jià)因素集U={u1，u2，…，un}，評(píng)語(yǔ)集V={v1，v2，…，vn}。根據(jù)被評(píng)價(jià)對(duì)象建立單因素評(píng)價(jià)矩陣:

其中，rij∈［0，1］表示從影響安全性評(píng)價(jià)因素ui著眼，對(duì)被評(píng)對(duì)象做出vj評(píng)語(yǔ)的可能程度［2］。根據(jù)評(píng)價(jià)規(guī)則，某一建筑物在安全性評(píng)價(jià)因素中，評(píng)價(jià)很好的為1分，較好的為0.8分，一般的為0.6 分，較差的為 0.4 分，很差的為 0.2 分。

給定各因素的權(quán)重分配，記為:

其中，ai為因素ui的評(píng)價(jià)權(quán)重，有

3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度計(jì)算

對(duì)于定量評(píng)價(jià)指標(biāo)分值，可根據(jù)指數(shù)法計(jì)算出單因子評(píng)價(jià)結(jié)果，再根據(jù)德?tīng)柗品?Delphi法)確定，對(duì)于定性評(píng)價(jià)指標(biāo)分值則直接采用德?tīng)柗品ù_定［3］。引入升降半梯形方法建立評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬函數(shù):

評(píng)價(jià)因子對(duì)于vk的隸屬函數(shù):

評(píng)價(jià)因子對(duì)于vk+1的隸屬函數(shù):

其中，r(x)為隸屬函數(shù);x為評(píng)價(jià)指標(biāo)分值。

3.3 評(píng)價(jià)權(quán)重的確定

評(píng)價(jià)因素的權(quán)重實(shí)際是指各因素影響評(píng)價(jià)對(duì)象大小的數(shù)量表示。確定的方法有很多，如專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法，資金比較法等。本文結(jié)合模糊數(shù)學(xué)理論，采用專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法來(lái)確定權(quán)重，以供參考［4］。

模糊綜合評(píng)價(jià)采用模型M=(·，+)加權(quán)平均模型:

則應(yīng)用模糊矩陣的復(fù)合運(yùn)算，得到模糊綜合評(píng)價(jià)B，則得模糊綜合評(píng)價(jià)集為:A～·R～=B～=(b1，b2，…，bm)，得出評(píng)判結(jié)論。最后，根據(jù)評(píng)價(jià)集V的初賦值，給出評(píng)價(jià)的總分值為［5］:

4 模糊綜合評(píng)判在建筑物安全性評(píng)價(jià)中的實(shí)際應(yīng)用

下面結(jié)合實(shí)例來(lái)檢驗(yàn)?zāi)：u(píng)價(jià)方法的正確性。表1為河南省濮陽(yáng)市的建筑物安全性評(píng)價(jià)，經(jīng)過(guò)安全管理，設(shè)計(jì)水平，抗震設(shè)備，施工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)承載力，使用環(huán)境，使用歷史，應(yīng)急設(shè)備［1］等多方面的論證，最后作出建筑物安全性的評(píng)價(jià)。

由表1可以得到一個(gè)表示評(píng)價(jià)因素和評(píng)價(jià)尺度之間模糊關(guān)系的模糊矩陣R。

建筑物設(shè)計(jì)方案8個(gè)因素的權(quán)重取為:

建筑物安全性的評(píng)判等級(jí)如表2所示，即V=(100，90，75，65，50)。

采用模型M=(·，+)則得應(yīng)用模糊矩陣的復(fù)合運(yùn)算，得到模糊綜合評(píng)價(jià)，則得模糊綜合評(píng)價(jià)集B～為:

得出評(píng)判結(jié)論，則模糊綜合評(píng)價(jià)C為:

即該建筑物安全性評(píng)價(jià)總得分為82.68，建筑物安全性等級(jí)屬于安全水平。

表1 濮陽(yáng)市某建筑物安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)及處理結(jié)果

表2 建筑物安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

5 結(jié)語(yǔ)

1)實(shí)踐證明，模糊綜合評(píng)判對(duì)建筑物安全狀況的評(píng)價(jià)比較客觀、科學(xué)和合理，模糊綜合評(píng)判能很好地反映建筑物各構(gòu)件損壞形式及其嚴(yán)重程度對(duì)于建筑物總體狀況的影響，其結(jié)果有助于管理者做出合理的養(yǎng)護(hù)、維修、加固方案。

2)本文通過(guò)對(duì)建筑物安全性的一些重要評(píng)判因素的分析，建立其相對(duì)應(yīng)的隸屬函數(shù)和在模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)模型。但這種方法有一定的局限性，因?yàn)閷?duì)于建筑物方案安全性評(píng)判需要考慮的因素很多，并且各因素的權(quán)重系數(shù)要經(jīng)過(guò)專(zhuān)家反復(fù)論證才能得到。

3)本文的研究方法也適用于類(lèi)似工程結(jié)構(gòu)健康狀況的評(píng)價(jià)，具有工程實(shí)用價(jià)值和廣闊的開(kāi)發(fā)前景。

［1］ 鐘興潤(rùn).既有房屋建筑物安全性評(píng)價(jià)及其管理研究［D］.西安:西安建筑科技大學(xué)，2010:1-10.

［2］ 郭嗣琮，陳 剛.信息科學(xué)中的軟計(jì)算方法［M］.沈陽(yáng):東北大學(xué)出版社，2001.

［3］ 林大海.模糊綜合評(píng)價(jià)方法在橋梁狀況評(píng)估中的應(yīng)用［J］.四川建筑，2007，27(6):145-148.

［4］ 梁保松，曹殿立.模糊數(shù)學(xué)及其應(yīng)用［M］.北京:科學(xué)技術(shù)出版社，2007.

［5］ 劉沐宇，林 馳，高宏偉.橋梁生命周期環(huán)境影響的多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)［J］.土木工程學(xué)報(bào)，2009，42(1):55-59.