[发明专利]一种基于改进云模型的堤坝除险加固效益后评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于改进云模型的堤坝除险加固效益后评价方法，属于水库堤坝除险加固效益评价技术领域。

背景技术

我国共有水库98002座，总库容9323.12亿m³，水库在防洪、发电、供水 等方面发挥着巨大的作用。目前，各地水库堤坝相关除险加固工作陆续开展完成。 因此，还需要对已完成除险加固项目的工程重新评价，对于未满足评价要求的水 库要做进一步的治理。

对堤坝治理进行效益后评价能作为工程依据，并具有一定的指导意义，同时也是治理工作的前提与基础，能够帮助治理方案的建立和改进。目前，我国正在加强对水库堤坝除险加固的治理，部分学者也在此基础上对除险加固做了一些研究。钮新强总结水库相关病害及其特点并介绍了各类除险加固技术(钮新强. 水库病害特点及除险加固技术[J].岩土工程学报,2010,(1):153-157.)；胡江采用生命质量指数，通过风险效益分析计算溃坝损失和增量收益(胡江,苏怀智. 基于生命质量指数的病险水库除险加固效应评价方法[J].水利学报,2012,(7):852-859.)；王宁建立除险加固效果评价体系，通过模拟退火层次分析法计算指标进行评价(王宁,沈振中,徐力群等.基于模拟退火层次分析法的病险水库除险加固效果评价[J].水电能源科学,2013,(9):65-67.)。这些方法中有的数据要求高、权重较难确定，有的定性成分过多、主观性强。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于改进云模型的堤坝除险加固效益后评价方法，将改进云模型应用于堤坝除险加固效益后评价，综合考虑定性指标与定量指标，同时考虑评价过程中可能的随机性与模糊性，根据各指标相应的评价等级与标准，以投影寻踪法和熵权法通过组合评价来改进云模型求解指标权重，以条件云模型求解指标隶属度。

组合评价法是将几种评价方法进行组合，通常选择将主观赋权和客观赋权相结合，一定程度上避免了主观的随意性同时又具有一定的倾向性。云模型是一种新的评价方法，该方法兼具模糊性和随机性，比较客观精确，能够较好实现定性与定量之间的转化(李德毅,刘常昱,杜鹢等.不确定性人工智能[J].软件学报,2004,15(11):1583-1594.)。李影以变形、渗流、环境三方面构建评价体系，通过组合赋权和正态云进行大坝安全评估计算(李影.基于组合赋权-正态云的大坝安全评价模型[J].人民黄河,2017,(4):94-98.))。

云模型由三个特征值(期望Ex、熵En、超熵He)通过云发生器来实现样本定性和定量之间的转换。期望Ex：与统计学中样本的期望概念相同，是所有云滴的平均值，也是最具样本特色的值；熵En：由样本本身随机性、模糊性定义，是样本的不确定性度量，也反映云滴之间的离散和模糊程度；超熵He：由熵随机性、模糊性定义，故可以称为熵的熵，反映熵的不确定性度量，云发生器一般包括正向云发生器、逆向云发生器和条件云发生器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明所采用的技术方案是：一种基于改进云模型的堤坝除险加固效益后评价方法，按照以下步骤进行：

步骤一，获取待研究堤坝除险加固后的相关指标数据，构建水库堤坝除险加固效益后评价体系；

步骤二，根据不同水库堤坝的各项要求与各地区的发展情况制定相应的预期值，将各指标值与预期值进行标准化处理以提高系统普适性，确定堤坝除险加固综合效益后评价等级与标准；

步骤三，将投影寻踪法和熵权法计算得到的客观权重与云模型计算的初始权重相耦合，利用组合评价法计算指标权重；

步骤四，通过条件云发生器计算指标隶属度，通过条件云发生器计算指标隶属度，以置信度准则评判法进行评价等级评判得出各指标评价值与综合评价等级。

进一步的，在步骤一中，所述评价体系分为经济效益、社会效益、生态环境效益三个子体系，包含防洪增量效益、灌溉增量效益、经济净现值、经济内部收益率、经济效益费用比、投资回收期、单位保护面积投资、单位保护人口投资、水资源利用率、社会稳定、居民生活质量、就业效益、水环境影响、生态平衡、水土流失量共15项指标。

进一步地，在步骤二中，所述堤坝除险加固效益评价体系分为5个评价等级，分别是效益极佳(Ⅰ)、较好(Ⅱ)、一般(Ⅲ)、较差(Ⅳ)、极差(Ⅴ)，考虑各地区发展程度不同，差异较大，对定量指标以实测值与预期值的比值作为评判该指标达到预期效益的程度，然后确定合理的等级范围阈值。