基于灰色綜合評價的防護門結構優選研究

王 超王 瑞白 龍

1空軍勤務學院機場工程與保障系（221000） 2濟南軍區空軍后勤部工兵勤務隊（250300）

0 引言

在現代戰爭背景下進行防護工程的結構防護設計，為應對各類武器的破壞，通常在防護工程的孔口部分安裝具有一定強度的防護門加以防護。早期的防護門結構大部分是采用均質鋼結構防護門、鋼筋混泥土防護門和鋼絲網水泥門等簡單結構。目前，某些防護門采用了內襯鋼板的雙扇鋼纖維混凝土板與鋼桁架組合推拉門形式，是一種組合結構[1]。一些學者研究了復合材料夾層結構,研究得出，爆炸荷載作用下，復合材料夾層板結構顯示出良好的工作性能，它不僅構造簡單、重量輕，而且能充分發揮面層和芯層的力學性能[2]。

針對不同形式的防護門結構，由于其結構形式及組成材料不同，對不同結構進行評比優選具有一定的困難。選取均質鋼結構、復合材料夾層結構、鋼纖維混凝土內襯鋼板結構三種形式的防護門進行研究,考慮到影響防護門結構設計的因素多且復雜，并且所選取的定性指標數據有部分不能從統計資料中獲得。針對這種部分信息已知，部分信息未知的灰色系統，可以采取灰色綜合評價對其進行優化選擇。

1 建立灰色綜合評價的數學模型[3]

1.1 模型介紹

灰色綜合評價就是利用灰色關聯度作為測度，來比較各備選方案的優劣程度。灰色綜合評價主要是利用灰色關聯分析這一工具，通過計算各方案與參考序列的關聯度來確定最優方案。灰色綜合評價法的特點是：分析思路清楚，分析時所需數據不多，計算方法簡單，可以充分利用已知的信息，綜合評價的誤差小。

1.2 建立評價指標體系

針對防護門的結構，綜合考慮了其抗侵爆性能、結構自重、機動性、耐久性及成本五個方面作為防護門結構優選的評價指標，建立評價指標體系。

依據該評價指標體系，均質鋼結構、復合材料夾層板結構及鋼纖維混凝土內襯鋼板結構三種結構的評價指標如表1所示。

表1 評價指標表

1.3 計算指標重要性系數

根據各項指標重要程度計算各指標重要性系數Wj。

Wj=某項指標得分fj/指標得分總和Σfj，其中j=1,2,…,m；本項目 m=5。

即W=[0.303,0.227,0.182,0.152,0.136]。

1.4 確定最優指標集V＊

最優指標是從各評價對象的同一指標中選取最優的一個，各評價指標的最優值組成的集合稱為最優指標集，是各評價對象比較的基準。根據評價指標表，確定最優指標集V*={20,15,12,10,9}，最優指標集和各評價對象的指標組成矩陣:

注:A,B,C分別代表三種結構形式。

1.5 數據的無量綱化處理

由于各評判因素間單位不同,無法相互比較，必須把原始數據進行無量綱化處理。采取數據均值化對這里的相關數據進行無量綱化處理。得：

1.6 確定評價矩陣

以最優指標集為參考序列，三種結構的五項因素指標為比較序列。由下式：

計算第i個評價對象與最優指標集的第k個最優指標的灰色關聯系數。式中，ρ為分辨系數，在[0,1]中取值，通常取0.5；為兩級最小差；為兩級最大差。由關聯系數組成評判矩陣:

1.7 灰色綜合評價

根據評價矩陣R和重要性系數矩陣W，計算灰色關聯度:

由評價結果可知，三種結構的關聯度排序:復合材料夾層板結構＞鋼纖維混凝土內襯鋼板結構＞均質鋼結構。復合材料夾層板結構更接近最優指標集，可作為優選目標。

2 結論

在對防護門結構進行優選上采用灰色綜合評價，綜合考慮了多種因素建立評價模型，結合專家經驗，合理可靠。該方法操作簡單、效率高，具有重要的現實意義。

[1]郭文志，黎新民.淺談平原機場修建地面單機掩蔽庫的特點[J].空軍工程大學學報，2001,12：44～45.

[2]畢波,于伯毅,徐干成.一種夾層板結構的動力有限元方法[J].空軍工程大學學報,2002,6：77～80.

[3]吳祈宗.系統工程[M].北京：北京理工大學出版社,2006：232～238.