直覺模糊理論在水利工程施工安全評價(jià)中的應(yīng)用

【摘要】由于水利工程施工條件復(fù)雜、安全事故危害大，因此對水利工程施工階段的安全問題做出準(zhǔn)確評價(jià)十分必要.本文從水利工程施工階段的管理因素、技術(shù)因素和應(yīng)急保障因素3個(gè)方面考慮，初步構(gòu)建水利工程施工階段的安全評價(jià)指標(biāo)體系.并結(jié)合直覺模糊理論來對水利工程施工階段的安全問題進(jìn)行評價(jià).希望能為水利工程施工階段的安全管理提供參考依據(jù).

【關(guān)鍵詞】關(guān)水利工程；施工安全；直覺模糊理論

1、引言

在過去的研究中，各方專家和學(xué)者通常采用模糊綜合評價(jià)法、AHP、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法、灰色綜合評價(jià)法等方法來評價(jià)施工階段的安全問題，與傳統(tǒng)的安全檢查表相比，這些方法實(shí)現(xiàn)了由定性評價(jià)到定量評價(jià)的跨越，但對于不確定性問題的定量評價(jià)，直覺模糊理論理論能夠做到更加準(zhǔn)確.本文將直覺模糊理論與水利工程施工階段的安全評價(jià)相結(jié)合，提出一種更加準(zhǔn)確的安全評價(jià)方法，希望能為水利工程的安全評價(jià)提供參考.

2、直覺模糊理論在水利工程施工安全評價(jià)中的應(yīng)用

2.1 直覺模糊理論的相關(guān)知識(shí)

定義1[1]設(shè)X是一個(gè)給定的論域，則X上的一個(gè)直覺模糊集定義為A={|xi∈X}，式中μA：X→int（0，1）和vA：Xint（0，1）分別為A的隸屬度函數(shù)和非隸屬度函數(shù)，且對xi∈X，有0≤sup（μA（xi））+sup（vA（xi））≤1成立.記πA（xi）=1-μA（xi）-vA（xi）為xi∈A的未知度，也稱為猶豫度，且0≤πA（xi）≤1，xi∈X.通常稱（μA（xi），vA（xi），πA（xi））為一直覺模糊數(shù)，簡記（μA（xi），vA（xi））.

定義2[1]設(shè)αj=（aj，bj），（j=1，2，…，n），為一組直覺模糊數(shù)，則稱下式為直覺模糊集成算子：

（1）

式中：W=（w1，w2，…，wn）T為aj（j=1，2，…，n）的權(quán)重向量，且wj∈[0，1]，j=1.

定義3[2]設(shè)α=（a，b）為一個(gè)直覺模糊數(shù)，稱S（α）=a-b （2）

為α的得分函數(shù)， H（α）=a+b為α的精確度函數(shù).當(dāng)S（ai）

定義4[2]設(shè)A={|xi∈X}為一直覺模糊集，稱

E（A）= （3）

為直覺模糊熵.利用公式（3）可以計(jì)算出評價(jià)矩陣中每個(gè)直覺模糊數(shù)所對應(yīng)的熵值Eij，然后通過wj= （i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）（4）來確定因素權(quán)重.

2.2水利工程施工階段安全評價(jià)內(nèi)容

根據(jù)對上文提出的水利工程施工階段安全影響因素的分析，并結(jié)合直覺模糊熵和直覺模糊集成算子建立關(guān)于水利工程施工階段的安全評價(jià)模型.

（1）確定評價(jià)因素集合U={U1，U2，…，Un}，一級指標(biāo)層共有n個(gè)主要評價(jià)指標(biāo).

（2）建立評價(jià)評語集合V={V1，V2，…，Vn}.對于水電施工安全評語集，取V={安全，比較安全，危險(xiǎn)，很危險(xiǎn)}.

（3）求出評價(jià)權(quán)重集.根據(jù)直覺模糊熵權(quán)法求解出權(quán)重集W=（w1，w2，…，wk），wk為水利工程施工階段安全評價(jià)評價(jià)體系中第k個(gè)影響因素的權(quán)重.

（4）構(gòu)建隸屬度矩陣.R=（rij）m×n為評價(jià)矩陣，rij表示因素Vi屬于水利工程施工階段安全評價(jià)等級Uj的程度值，1≤i≤m，1≤j≤n.

（5）做出綜合評價(jià).

2.3 水利工程施工階段安全評價(jià)步驟

步驟1：利用公式（4）求解各二級指標(biāo)權(quán)重（j=1，2，…，m；k=1，2，…，l）.

步驟2：利用公式（1）將各二級指標(biāo)的評價(jià)結(jié)果匯總，得到二級指標(biāo)的綜合評價(jià)矩陣R1.

步驟3：利用公式（4）求解各一級指標(biāo)權(quán)重（k=1，2，…，l）.

步驟4：：利用公式（1）將各一級指標(biāo)的評價(jià)結(jié)果匯總，得到一級指標(biāo)的綜合評價(jià)矩陣R2.

步驟5：利用式（2）確定等級Ui的得分值S（Ui），（i=1，2，…，m）.

步驟6：根據(jù)S（Ui）值的大小進(jìn)行排序決策.

3 、應(yīng)用實(shí)例

針對某一在建水利工程，采用本文提出的直覺模糊評價(jià)方法，現(xiàn)聘請專家對上述9個(gè)影響指標(biāo)進(jìn)行評估，構(gòu)成如下評價(jià)矩陣R1，R2，R3：

管理因素U1的評價(jià)矩陣R（1）：

技術(shù)措施U2的評價(jià)矩陣R（2）：

應(yīng)急保障U3的評價(jià)矩陣R（3）：

針對以上數(shù)據(jù)，我們來對該工程的施工安全進(jìn)行評價(jià)：

步驟1：根據(jù)式（4）確定各二級指標(biāo)的權(quán)重為wV1=（0.285，0.258，0.239，0.218），wV2=（0.33，0.331，0.339），wV3=（0.538，0.462.

步驟2：根據(jù)公式（1）對R（1）、R（2）、R（3）進(jìn)行計(jì)算，得到綜合評價(jià)矩陣R1：

步驟3：根據(jù)式（4）確定一級指標(biāo)的權(quán)重為wV=（0.347，0.341，0.312）.

步驟4：根據(jù)公式（1）對R1進(jìn)行計(jì)算，得到綜合評價(jià)矩陣R2 ：

步驟5：根據(jù)公式（2）來計(jì)算該水利工程施工階段的安全評價(jià)得分情況，S（x1） = 0.754 - 0.137 = 0.616；同理計(jì)算，S（x2） =0.402；S（x3） =0.224；S（x4） =0.455；

步驟6：根據(jù)最大隸屬度原則，得到該工程的安全評價(jià)等級為安全.

4、 結(jié)論

本文重點(diǎn)考慮水利施工管理與技術(shù)的特殊性以及應(yīng)急保障的重要性，建立起基于直覺模糊理論的綜合評價(jià)指標(biāo)體系.采用本方法能使安全評價(jià)的結(jié)果準(zhǔn)確性和實(shí)用性進(jìn)一步提高，對于水利工程施工安全管理具有一定的理論及現(xiàn)實(shí)意義.

參考文獻(xiàn)：

[1] Atanassov K.Intuitionistic Fuzzy Sets[J].Fuzzy Sets and Set-ands，1986，20 （1）87 -96.

[2] 陳孝國，邊曉菲，母麗華，等. 基于混合型動(dòng)態(tài)決策理論的露天礦邊坡危險(xiǎn)度評價(jià)[J].災(zāi)害學(xué)，2015，30（4）：34-38.

作者簡介：張浩（1992-），男，河南省新密市人，碩士研究生，研究方向：水利工程通訊 。