准则和因素，将大坝安全评价分为目标层、准 则层、因素层这三个层次，生成以目标层和准则层、准则层和因素层为父子关系的树状图， 如图1所示；
[0037] ②基于层次分析法得出各元素的权重，具体为：将同一层次的元素两两比较的重 要性进行定量描述为Q,(元素i相对于元素j的重要性），再利用数学方法计算构造判断 矩阵Q，将％按照元素i相对于元素j的重要性程度划分为9个等级，取值如下表：
[0038]
[0039] 表1判断矩阵Q中元素的取值定义
[0040] 为保证相对重要性的传递一致性，需要判断矩阵Q进行检定，以防止相对重要性 出现矛盾的现象，检定步骤如下：
[0041] 归一化判断矩阵Q，并求出Q的最大特征值A_及对应的特征向量M，根据以下公 式计算出一致性系数CR:
[0042] CR= (Anax-n)/((m-l)RI)
[0043] 式中，m是矩阵Q的阶，即当前元素的个数；RI是矩阵平均随机一致性指标，其取值 如下表：
[0044]
[0045] 表2RI取值
[0046] 本方法以CR取值小于等于0. 1作为判断权重分配合理的标准；如果不满足，应调 整判断矩阵Q中相关元素的取值，直至CR满足为止，这样所得到的判断矩阵Q的特征向量 M即为权重向量；
[0047] ③基于熵权法得出各元素的客观权重值，具体为：根据以下公式计算出评价指标 的熵权重W:
[0048] ffx= (l-h^/CN-H)；
[0049] 式中，Wi为第i个指标的熵权重；hi为第i个指标的信息熵值；H为所有指标的熵 总和；N为指标的总数量；
[0050] ④计算指标的综合权重，具体为：基于步骤②得到的权重向量M和步骤③得到的 熵权向量W，根据以下公式计算出综合权重向量A:
[0051]
[0052] 式中，Ai为第i个指标的综合权重；Wi为向量W中第i维的值；1^表示向量M中第 i维的值；
[0053] ⑤评价结论隶属度判断，由于大坝系统的灰色特性，精确的描述大坝的工作性态 结果并不科学，本方法使用隶属度函数法来确定大坝对于各个性态的隶属度。具体为：根据 以下公式计算出隶属度函数：
[0054]
[0055] 式中，x为各评价指标的实测值;min、max为大坝评分的分级标准值，可参照《水库 大坝安全评价导则》取值；由此可组成隶属度矩阵L;
[0056] 大坝安全的评价结论结果，参考《水库大坝安全评价导则》，本文分为四类：{:安 全，基本安全，不安全，极不安全}。
[0057] ⑥大坝性态综合评判，具体为：基于步骤④得到的综合权重向量A和步骤⑤得到 的隶属度矩阵L，根据以下公式计算出大坝的最终性态评价结果向量R:
[0058] R=AL；
[0059] 根据结果向量R中的4个因子值，分布代表对于{安全，基本安全，不安全，极不安 全}的评价结果的隶属度，则取隶属度最大的值代表的状态，为本方法最终评价结果。
[0060] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种大巧安全综合评价方法，其特征在于，包括W下步骤： ① 构建大巧安全体系的层次结构模型，生成W目标层和准则层、准则层和因素层为父 子关系的树状图； ② 基于层次分析法得出各元素的权重，具体为：将同一层次的元素两两比较的重要性 进行定量描述为Qw构造判断矩阵Q，归一化判断矩阵Q，并求出Q的最大特征值Am。,及对 应的特征向量M，根据W下公式计算出一致性系数CR: CR=(入; 式中，m是矩阵Q的阶，即当前元素的个数；RI是矩阵平均随机一致性指标； 将CR取值小于等于0. 1作为判断权重分配合理的标准，适当调整判断矩阵Q中相应元 素的取值，W使CR取值符合要求，此时判断矩阵Q的特征向量M即为权重向量； ③ 基于赌权法得出各元素的客观权重值，具体为：根据W下公式计算出评价指标的赌 权向量W: Wi= (1-hi)/^(N-H); 式中，Wi为第i个指标的赌权重；h1为第i个指标的信息赌值；H为所有指标的赌总和；N为指标的总数量； ④ 计算指标的综合权重，具体为：基于步骤②得到的权重向量M和步骤③得到的赌权 向量W，根据W下公式计算出综合权重向量A:式中，Ai为第i个指标的综合权重；Wi为向量W中第i维的值;Mi表示向量M中第i维 的值； ⑥评价结论隶属度判断，具体为：根据W下公式计算出隶属度函数：0 <.V<min min<J<max max< .、： 式中，X为各评价指标的实测值;min、max为大巧评分的分级标准值；由此可组成隶属 度矩阵L; ⑧大巧性态综合评判，具体为：基于步骤④得到的综合权重向量A和步骤⑥得到的隶 属度矩阵以根据W下公式计算出大巧的最终性态评价结果向量R: R=AL； 根据结果向量R中的4个因子值，分布代表对于安全、基本安全、不安全、极不安全的评 价结果的隶属度，则取隶属度最大的值代表的状态，为本方法最终评价结果。2. 根据权利要求1所述的大巧安全综合评价方法，其特征在于，步骤②中，同一层次的 元素两两比较时，将Qi,按照元素i相对于元素j的重要性程度划分为9个等级，取值分别 为1-9 ;RI的取值根据矩阵的阶数分别为：n= 3,RI= 0. 52;n= 4,RI= 0. 90;n= 5,RI =I. 12;n= 6,RI=I. 24;n= 7,RI=I. 32;n= 8,RI=I. 41;n= 9,RI=I. 45。
【专利摘要】本发明属于大坝安全勘测技术领域，公开了一种大坝安全综合评价方法，包括以下步骤：①构建大坝安全体系的层次结构模型，生成以目标层和准则层、准则层和因素层为父子关系的树状图；②基于层次分析法得出各元素的权重；③基于熵权法得出各元素的客观权重值；④计算指标的综合权重；⑤评价结论隶属度判断；⑥大坝性态综合评判。本发明能更充分的利用专家知识、工程经验和测量数据，更全面和深入的分析和评价大坝工作性态，且算法清晰，易于实现，鲁棒性好，能成为大坝安全管理中更为可靠的决策辅助手段。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105205329
【申请号】CN201510631769
【发明人】花胜强, 纪菁, 郑慧娟, 郭曈曈, 杨宁, 李宁宁, 蔡杰, 高磊, 郑健兵
【申请人】南京南瑞集团公司, 国网电力科学研究院
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月29日