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        基于改進組合賦權(quán)物元可拓模型的泥石流危險性評價

        2017-10-24 10:28:39強躍李莉李紹紅何建
        南水北調(diào)與水利科技 2017年5期

        強躍 李莉 李紹紅 何建

        摘要:針對泥石流危險性評價中權(quán)重和危險度,基于改進的組合賦權(quán)物元可拓評價模型,提出確定權(quán)重的優(yōu)化算法。首先,根據(jù)文獻分析泥石流危險度的分級標準,建立危險度評價指標,然后結(jié)合可拓物元評價理論,針對可拓法各指標權(quán)重確定的問題,將層次分析法計算得到的主觀權(quán)重結(jié)合投影尋蹤法所得到的客觀權(quán)重通過距離函數(shù)進行耦合,從而獲取各指標最終的綜合權(quán)重,結(jié)合投影尋蹤法優(yōu)化蝙蝠算法進行求解,形成泥石流評價的組合賦權(quán)物元可拓模型。最后,借助Mat lab語言,調(diào)用內(nèi)嵌工具箱和相應數(shù)學函數(shù),編制程序得以實現(xiàn)。結(jié)合已有工程實例驗證表明:危險性評價與實際工程相符合,評價結(jié)果相對合理,具有一定的工程應用價值。

        關(guān)鍵詞:泥石流;危險性評價;物元可拓模型;組合賦權(quán)

        中圖分類號:P642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-1683(2017)05-0104-06

        泥石流是一種危害甚大的地質(zhì)災害,通常暴發(fā)在中高山溝谷侵蝕地區(qū),一般具有爆發(fā)突然、運動快速、歷時短暫等特點。由于泥石流形成機制復雜、影響因素眾多,很難對具體發(fā)育過程進行量化和監(jiān)測。從防災減災的角度出發(fā),針對不同的危險區(qū)域,根據(jù)泥石流危險性評價結(jié)果采取相應的防治措施,對保障人民生命財產(chǎn)安全有著重要的意義。

        近年來,隨著一些現(xiàn)代數(shù)學方法和交叉學科的發(fā)展,泥石流危險性評價的研究也步入一個多學科交叉階段。曹洪洋、金星等將改進灰色關(guān)聯(lián)分析用于泥石流危險評價研究;寧娜等基于信息熵和模糊數(shù)學方法,建立了泥石流危險性評價的熵權(quán)模糊評判模型;曹水合等對大渡河色斯?jié)M溝泥石流形成條件及風險性進行了評價;劉海、任光明等基于層次分析法,建立了泥石流危險性評價的層次識別模型;安玉華等將突變模型用于對泥石流危險性的劃分;曹祿來等將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡用于泥石流的危險性評價中;同時,根據(jù)不同區(qū)域泥石流應用地質(zhì)調(diào)查、特征分析及不同尺度建立了危險性評價基礎體系。上述探討或研究,都取得了一定的成果,但也存在一些的不足。例如灰色關(guān)聯(lián)和神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)需要大量的先驗樣本,而且網(wǎng)絡的泛化性能難以保證導致在某些情況下產(chǎn)生誤判,模糊評判的主觀影響因素較多,未知測度理論中的置信水平確定缺乏一定的標準,突變理論的指標排列順序過于主觀。

        可拓學借助形式化的工具研究非相容和對立的矛盾,從定性和定量兩個方面去解決矛盾中的規(guī)律和方法,目前主要用于巖爆等級和隧道瓦斯突出的識別。然而,可拓評價的權(quán)重確定往往采用單一的方法,如層次分析法、熵權(quán)法、簡單關(guān)聯(lián)函數(shù)法等,導致不能有效的考慮主客觀因素?;诂F(xiàn)狀,本文將層次分析法所計算而得的主觀權(quán)重和由投影尋蹤法所得的客觀權(quán)重通過距離函數(shù)進行耦合,提出泥石流危險性評價的改進組合賦權(quán)可拓評價模型,并通過工程實例驗證所提出方法的有效性。

        1泥石流危險性評價體系構(gòu)建

        涉及到評價問題時,首先需選擇合適的評價指標,對泥石流危險性評價也是如此。待評區(qū)域的地形地貌特征、地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性特征、自然氣候區(qū)域人口分布等都可能對評價結(jié)果造成影響。為了對泥石流危險性進行評價,需要從影響特征方面提取出具體的危險因子。根據(jù)有關(guān)文獻,結(jié)合研究現(xiàn)狀,建立表1所示泥石流危險度評價因子。確定待選定具體有關(guān)危險因子后,需要對具體指標的區(qū)間進行劃分,具體分級標準見表2,將泥石流危險性分為4級,從N級到0級,等級越高表示該待評區(qū)域泥石流危險程度越高,應予以重點關(guān)注。

        2可拓評價模型

        2.1確定經(jīng)典域和節(jié)域

        由可拓學易知經(jīng)典域為:endprint

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