隧道及地下工程突涌水灾害多类型证据合成评估方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106296475A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201610623561.6(22)申请日2016.07.29(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人李利平柳尚袁永才张乾青陈迪杨张健谭英华刘善伟(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人赵敏玲(51)Int.Cl.G06Q50/08(2012.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称隧道及地下工程突涌水灾害多类型证据合成评估方法(57)摘要本发明公开了隧道及地下工程突涌水灾害多类型证据合成评估方法，对影响隧道及地下工程突涌水灾害的风险因素进行了全面系统的分析，通过遴选出主要因素构建风险评价的指标体系，采用熵权法赋予每个证据指标的权重，同时对定性指标进行定量化处理，利用专家咨询系统给出定性指标的基本可信度，即保留了专家经验对评估结果的贡献，又一定程度的减小了主观性对评估结果的影响；评价指标为多类型指标，并通过多类型指标的标准化处理，使不同类型的证据指标在同一个识别框架下对隧道及地下工程的突涌水灾害的风险进行评估；通过多类型的证据合成评价方法，评价结果用确定性数据表示，直观明确的显示了隧道及地下工程突涌水灾害发生的等级。CN106296475ACN106296475A权利要求书1/3页1.隧道及地下工程突涌水灾害多类型证据合成评估方法，其特征在于，具体步骤如下：1)根据诱发隧道及地下工程突涌水灾害的主要因素，建立证据指标体系并将证据指标体系分为：不确定自然语言定性指标、区间灰数定量指标、确定性定量指标；2)确定步骤1)中不同类型的证据指标体系在隧道及地下工程突涌水灾害中的基本可信度；3)对不同类型的证据指标进行标准化处理，确定各证据指标的熵权，以确定不同证据指标对决策者传递信息量的大小比值；4)对各类证据指标进行同一框架下的基本可信度转换；5)利用步骤3)确定的各证据指标的熵权修正步骤4)中的基本可信度；6)通过多类型D-S证据理论对各类型证据合成进行评估，得到隧洞及地下工程发生突涌水等级状态的概率。2.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述步骤1)中诱发隧道及地下工程突涌水灾害的主要因素有地表岩溶形态、地表汇水面积、断裂构造、褶皱构造、单斜构造、地下水循环交替、岩溶水动力分带、岩溶化程度、岩层产状、岩层厚度。3.如权利要求2所述的评估方法，其特征在于，不确定自然语言定性指标包括：地表岩溶形态、褶皱构造、单斜构造，区间灰数定量指标包括地表汇水面积、断裂构造、岩溶水动力分带、岩溶化程度，定量指标包括岩层产状、岩层厚度。4.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述步骤2)中通过岩溶隧道专家评判系统确定不确定自然语言定性指标的基本可信度。5.如权利要求1或4所述的评估方法，其特征在于，所述步骤4)中不确定自然语言定性指标通过步骤2)直接以信度结构给出，区间灰数定量指标通过将白化权函数与评估框架模糊集的隶属度函数结合实现信度结构转换，确定性定量指标通过利用模糊集的隶属度函数来实现信度结构转换。6.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述步骤1)的具体确定方法如下：诱发隧道及地下工程突涌水灾害的主要因素有{(z1、z2、…、zi)、(zi+1、zi+2、…、zj)、(zj、zj+1、…、zn)}，其中不确定自然语言指标为z1、z2、…、zi，区间灰数定量指标为zi+1、zi+2、…、zj，确定性定量指标为zj+1、zj+2、…、zn，风险等级划分为c1＝{Ⅰ型}＝{极危险性}、c2＝{Ⅱ型}＝{高危险性}、c3＝{Ⅲ型}＝{中等危险性}、c4＝{Ⅳ型}＝{低危险性}，c5＝{Ⅴ型}＝{微危险性}。7.如权利要求6所述的评估方法，其特征在于，不确定自然语言指标的基本可信度通过专家评判系统可以表示为βn,i表示指标zi被评估为健康状态等级Cn的信度，βC,i表示未分配给任何一个健康状态2CN106296475A权利要求书2/3页等级的信度，从而得到自然语言指标的基本可信度。8.如权利要求7所述的评估方法，其特征在于，所述步骤3)中不确定自然语言定性指标标准化处理方法如下：定义gn,i为指标zi被评为健康状态等级Cn的效用函数；G(n,zi)为指标zi被评为健康等级Cn的期望效用，则将其作为标准化后的规范值；确定性定量指标标准化处理方法如下：假设zn确定性定量指标值，若Ij为效益型指标值，则其标准化处理方法为其中：Ij，ul(j＝1，2，...，q)表示第j个评估指标的上限值，Ij,ll表示其下限值；若Ij为成本型指标值，则其标准化处理方法为若Ij为中间型指标，即Ij具有标准值Ij,a，和误差限Ij,