[发明专利]隧道及地下工程突涌水灾害多类型证据合成评估方法

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。

主权项

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；所述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；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；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；诱发隧道及地下工程突涌水灾害的主要因素有{(z₁、z₂、…、z_i)、(z_i+1、z_i+2、…、z_j)、(z_j、z_j+1、…、z_n)}，其中不确定自然语言指标为z₁、z₂、…、z_i，区间灰数定量指标为z_i+1、z_i+2、…、z_j，确定性定量指标为z_j+1、z_j+2、…、z_n，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}；其中，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β_n,i表示指标z_i被评估为健康状态等级C_n的信度，β_C,i表示未分配给任何一个健康状态等级的信度，从而得到自然语言指标的基本可信度；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g_n,i为指标z_i被评为健康状态等级C_n的效用函数；G(n,z_i)为指标z_i被评为健康状态等级C_n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z_n是确定性定量指标值，a_j为该确定性定量指标j的定量取值，若I_j为效益型指标值，则其标准化处理方法为其中：I_j，ul(j＝1，2，...，q)表示第j个评估指标的上限值，I_j,ll表示其下限值；若I_j为成本型指标值，则其标准化处理方法为若I_j为中间型指标，即I_j具有标准值I_j,s，和误差限I_j,el，假设具有上下相同的误差限，则其标准化处理方法为其中：I_j,ul＝I_j,s+I_j,el,I_j,ll＝I_j,s‑I_j,el；区间灰数定量指标标准化处理方法如下：假设为第n个区间灰数定量指标值为的下界，为其上界，设为区间灰数的白化权函数，且所述步骤5)中根据公式(6)对步骤4)计算的基本可信度进行修正：其中m识别框架Θ上的基本可信度分配函数，m(A)为A的基本可信度，ω_i为熵的权值；m(Θ)表示无法确定分配在哪一个等级的基本可信度；m′(A)为m(A)修正后的基本可信度；m′(Θ)为m(Θ)修正后的无法确定分配在哪一个等级的基本可信度；所述步骤6)中利用式(7)进行最终证据的合成：其中，