公路隧道機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)狀況評價研究

張宏軍

摘 ?要：為評估公路隧道機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)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(biāo)集和評價集構(gòu)成。其中，指標(biāo)集要素采用層次結(jié)構(gòu)，覆蓋了公路隧道五大機(jī)電子系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施，并結(jié)合專家法對要素進(jìn)行了重要性分配。評價方法采用定性定量結(jié)合的方法，對設(shè)備設(shè)施單因素的評估可通過其技術(shù)要求結(jié)合模糊統(tǒng)計(jì)方法判斷后計(jì)算。結(jié)合實(shí)際算例結(jié)果可知，評估等級隸屬度能夠直觀清晰的反映系統(tǒng)整體以及局部不同準(zhǔn)則要素的技術(shù)狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：公路隧道;機(jī)電系統(tǒng);技術(shù)評估;層次分析法;模糊綜合分析法

中圖分類號：U453 文獻(xiàn)標(biāo)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(tǒng)的重要構(gòu)成要素，為了提高道路使用者在公路隧道內(nèi)行駛的安全性，道路管理單位會在隧道中配置一定規(guī)模的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施，用以實(shí)時監(jiān)測和控制公路隧道運(yùn)行環(huán)境參數(shù)。隧道機(jī)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是保持公路隧道長期安全高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。為了及時掌握公路隧道機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)，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(jī)電系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)評價方法，用于對公路隧道機(jī)電系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行評估。

1 公路隧道機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)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(gòu)成：對象集O，指標(biāo)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(biāo)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(biāo)屬性層次結(jié)構(gòu)的決策方法，具有系統(tǒng)性、實(shí)用性、簡潔性的特點(diǎn)。本文在隧道機(jī)電系統(tǒng)招標(biāo)文件機(jī)電設(shè)備技術(shù)要求、機(jī)電設(shè)備的國家以及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)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(jī)電系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)評價指標(biāo)體系。體系分為四個層次：目標(biāo)層，準(zhǔn)則層1，準(zhǔn)則層2以及指標(biāo)層。其中，目標(biāo)層表示總體評估結(jié)果，準(zhǔn)則層1為公路隧道5大機(jī)電子系統(tǒng)要素，準(zhǔn)則層2為各個子系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成要素。指標(biāo)層為各隧道實(shí)際設(shè)備設(shè)施在準(zhǔn)則層2中對應(yīng)設(shè)備設(shè)施類型評價指標(biāo)下的得分。目標(biāo)層、準(zhǔn)則層的具體要素如表1所示。部分設(shè)備設(shè)施評價指標(biāo)見表2。由于多數(shù)設(shè)備設(shè)施的評價指標(biāo)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(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評價，評價集V={優(yōu)秀、良好、一般、較差、差}。

2 公路隧道機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)狀況評價方法

公路隧道機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)狀況評價體系結(jié)構(gòu)建立完成后，需要建立準(zhǔn)則要素對應(yīng)的權(quán)重分配向量，從而基于單因素的狀態(tài)估計(jì)，通過加權(quán)求和得到上層要素以及整體系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)結(jié)果。本文首先使用專家法，通過專家對各個準(zhǔn)則層要素的重要性進(jìn)行兩兩比較（同等重要、稍微重要、較強(qiáng)重要、強(qiáng)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(yīng)的特征向量，即可得到準(zhǔn)則要素的重要性（見表2）：

由示例計(jì)算結(jié)果可知：各個子系統(tǒng)中，通風(fēng)、照明、監(jiān)控系統(tǒng)處于良好狀態(tài)的隸屬度較高;消防、供電系統(tǒng)處于一般狀態(tài)的隸屬度較高。整體體系處于一般狀態(tài)的隸屬度較高。

3 結(jié)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(jī)電系統(tǒng)技術(shù)狀況評價體系和評價方法。結(jié)合實(shí)際算例結(jié)果可知，評估等級隸屬度能夠直觀清晰的反映系統(tǒng)整體以及局部不同準(zhǔn)則要素（系統(tǒng)、子系統(tǒng)、設(shè)備設(shè)施）的技術(shù)狀態(tài)。從而為公路隧道機(jī)電系統(tǒng)維護(hù)計(jì)劃方案決策提供更系統(tǒng)、更直觀的數(shù)據(jù)支持，進(jìn)一步提升公路隧道管養(yǎng)能力。

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