公路隧道機電系統技術狀況評價研究

張宏軍

摘 ?要：為評估公路隧道機電系統技術狀況，文章提出了一種基于層次分析法和模糊綜合評價的評價體系和評價方法。評價體系由對象集、指標集和評價集構成。其中，指標集要素采用層次結構，覆蓋了公路隧道五大機電子系統設備設施，并結合專家法對要素進行了重要性分配。評價方法采用定性定量結合的方法，對設備設施單因素的評估可通過其技術要求結合模糊統計方法判斷后計算。結合實際算例結果可知，評估等級隸屬度能夠直觀清晰的反映系統整體以及局部不同準則要素的技術狀態。

關鍵詞：公路隧道;機電系統;技術評估;層次分析法;模糊綜合分析法

中圖分類號：U453 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）24-0151-02

Abstract： In order to evaluate the technical status of mechanical and electrical system of highway tunnel， this paper puts forward an evaluation system and method based on analytic hierarchy process and fuzzy comprehensive evaluation. The evaluation system consists of object set， index set and evaluation set. Among them， the elements of the index set adopt a hierarchical structure， covering the equipment and facilities of five major mechanical and electronic sub-systems of the highway tunnel， and assign the importance of the elements combined with the Delphi Method. As to the evaluation method， this study adopts the combination of qualitative and quantitative methods， and the evaluation of single factors of equipment and facilities can be judged by its technical requirements combined with the fuzzy statistical method. Combined with the results of practical examples， the evaluation grade membership degree can directly and clearly reflect the technical status of different criteria elements of the system as a whole and as a part.

Keywords： highway tunnel; electromechanical system; technical evaluation; analytic hierarchy process; fuzzy comprehensive analysis method

引言

公路隧道是公路交通系統的重要構成要素，為了提高道路使用者在公路隧道內行駛的安全性，道路管理單位會在隧道中配置一定規模的機電系統設備設施，用以實時監測和控制公路隧道運行環境參數。隧道機電系統的穩定運行是保持公路隧道長期安全高效運行的基礎。為了及時掌握公路隧道機電系統運行技術狀態，本文提出一種基于專家法和模糊綜合評價方法的公路隧道機電系統技術狀態評價方法，用于對公路隧道機電系統的技術狀態進行評估。

1 公路隧道機電系統技術狀況評價體系

本文所提出評價體系總體上由三類要素集合構成：對象集O，指標集U，評價集V。其中，對象集為所有待評估對象O={隧道1，隧道2，…，隧道N}。指標集采用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）建立。層次分析法是一種基于目標屬性層次結構的決策方法，具有系統性、實用性、簡潔性的特點。本文在隧道機電系統招標文件機電設備技術要求、機電設備的國家以及行業技術標準基礎上，綜合考慮評價體系的完整性、合理性以及可行性，建立了覆蓋隧道所有機電系統的技術狀態評價指標體系。體系分為四個層次：目標層，準則層1，準則層2以及指標層。其中，目標層表示總體評估結果，準則層1為公路隧道5大機電子系統要素，準則層2為各個子系統的設備構成要素。指標層為各隧道實際設備設施在準則層2中對應設備設施類型評價指標下的得分。目標層、準則層的具體要素如表1所示。部分設備設施評價指標見表2。由于多數設備設施的評價指標涉及外觀等定性評價，因此本文選擇使用模糊綜合評價方法對設備狀態進行評價，評價集V={優秀、良好、一般、較差、差}。

2 公路隧道機電系統技術狀況評價方法

公路隧道機電系統技術狀況評價體系結構建立完成后，需要建立準則要素對應的權重分配向量，從而基于單因素的狀態估計，通過加權求和得到上層要素以及整體系統的狀態估計結果。本文首先使用專家法，通過專家對各個準則層要素的重要性進行兩兩比較（同等重要、稍微重要、較強重要、強烈重要、極端重要）得到重要性判斷矩陣A。判斷矩陣滿足一致性要求后，通過求取判斷矩陣最大特征根以及特征根對應的特征向量，即可得到準則要素的重要性（見表2）：

由示例計算結果可知：各個子系統中，通風、照明、監控系統處于良好狀態的隸屬度較高;消防、供電系統處于一般狀態的隸屬度較高。整體體系處于一般狀態的隸屬度較高。

3 結束語

本文基于層次分析法與模糊綜合分析法，提出了公路隧道機電系統技術狀況評價體系和評價方法。結合實際算例結果可知，評估等級隸屬度能夠直觀清晰的反映系統整體以及局部不同準則要素（系統、子系統、設備設施）的技術狀態。從而為公路隧道機電系統維護計劃方案決策提供更系統、更直觀的數據支持，進一步提升公路隧道管養能力。

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