基于改进遗传算法优化的大坝安全性态研究

在大坝安全综合评价过程中,各评价指标权值的确定对大坝安全评价结果的准确性与合理性具有十分重要的影响。针对传统大坝安全综合评价指标权值计算方法的局限性,提出了基于改进遗传算法优化的大坝安全评价模型,以判断矩阵一致性指标F_(CI)作为适应度值,对大坝安全综合评价指标权重进行智能优化。通过与传统层次分析法计算结果对比分析,本文方法计算精度更高,收敛速度较快,评价结果准确,具有一定的理论和实践应用价值。     

基于向量相似度的大坝安全综合评价方法研究

根据向量相似度的基本原理,建立了一种对大坝安全进行综合评价的方法。该方法首先将影响大坝安全的区域分为坝体和近坝区,进而根据影响大坝安全的各项因素的重要度,构建了大坝安全评价指标体系,根据综合评价指标的实际监测和专家评分资料,通过建立的评价指标度量方法将其定量化,然后利用向量相似度原理,计算各评价指标的权重,最后由各评价指标的期望值与其对应的权重,求和得到大坝安全综合评价的结果。在实例中的应用结果表明该方法是合理、可行的。     

基于组合赋权-正态云的大坝安全评价模型

针对大坝安全评价问题,提出了一种基于组合赋权和正态云耦合的安全评价模型。选取变形、渗流、环境因素为大坝安全评价指标体系,根据既定评价指标体系确定大坝安全评价标准,在此基础上确定云模型的特征参数和各评价指标的综合权重,由云模型正向发生器给出评价指标在各评价等级下的隶属度,最后由各评价指标的综合权重矩阵和对应评价等级下的隶属度矩阵得出大坝安全评价结果。运用该模型对某大坝进行了安全评价,结果表明,该方法可以得出准确的结果。     

大坝工作性态安全评估模糊云模型及其应用

针对大坝安全评价问题,提出了一种基于组合赋权和正态云耦合的安全评价模型。选取变形、渗流、环境因素作为大坝安全评价指标体系,根据既定体系确定大坝安全评价指标标准,在此基础上确定云模型的特征参数和各评价指标的综合权重,由云模型正向发生器给出评价指标的在各评价等级下的隶属度,最后由各评价指标的综合权重矩阵和对应评价等级下的隶属度矩阵给出大坝安全评价结果。最后结合工程实例,运用该模型对某大坝进行了安全评价,结果表明,该方法可以得出准确的结果。     

城市防洪工程方案优选的改进投影寻踪模型

城市防洪规划方案的综合评价系统是由许多自然技术指标和社会经济指标组成的多目标决策系统,其难点是如何定量该系统中各评价准则和各评价指标的权重。为此,提出了改进型投影寻踪法(IPP)作为评价模型的具体建模过程。为充分挖掘防洪标准方案评价指标样本集的数据信息,以合理确定各评价指标的权重,提出利用信息熵权法计算相对权重的大小,并采用加速遗传算法优化投影寻踪最优综合评价模型。理论分析和实例结果说明:改进投影寻踪模型直观、可行有效,计算结果稳定、精度高。     

基于模糊层次分析法的农村水库大坝安全二级模糊综合评价

基于《水库大坝安全评价导则》构建了农村地区水库大坝安全二级模糊综合评价体系,选取17个一级影响因素、5个二级影响因素作为评价指标。采用模糊层次分析法计算各指标一级权重和二级权重。该方法充分地体现了因素相对重要性比较的模糊性,有效地解决了传统的层次分析法的不足,明确了隶属函数的意义,对正态分布隶属函数进行修正,使隶属函数更加符合实际情况。采用多位专家评分的办法给出定性指标的量化值,以便得出单因素的隶属度使得因素隶属度更加合理和可信。最后,分别进行一级模糊综合评价和二级模糊综合评价。运用该方法对某农村地区水库大坝安全性进行评价,其结果合理,可供工程实践参考和借鉴。     

基于功能康复程度信息模型的病险水库除险加固效果评价

通过分析水利工程除险加固效果的关键性因素,从防洪安全、渗流稳定、结构稳定、工程地质与质量、金属与电气结构安全、抗震安全、运行管理等方面建立水库功能康复评价体系,结合指标的时效非时效、定性定量关系进行信息量化,并依据时变特征计算各指标的组合权重、动态与静态权重。然后在指标康复等级提升模型中引入Logistic方程的安全度曲线,通过信息输出实现综合评价。研究表明:在水利工程除险加固效果评价中功能康复程度信息模型具有较强的有效性与科学性,评价结果能够客观、全面的反映水库大坝加固的实际状况。     

基于风险优先数的范家屯水库大坝安全评估

为解决现有的FMECA法忽略水库大坝各安全隐患间相互影响以及安全评估存在较强主观性的问题，研究提出适用于水库大坝安全性评估的FMECA-模糊层次分析法，通过计算失效后果严重程度和失效发生概率建立FMECA评分表，在FMECA评分表中应用风险矩阵的权重计算方法构造判断矩阵，并进一步合理分配各隐患权重，综合评定大坝安全等级。以铁岭县范家屯水库为例，应用FMECA-模糊层次分析法评定其安全等级为A，这与水库安全的鉴定结论一致，可以为水库大坝安全评价提供一种新的方法和途径。     

物元模型在大坝安全度评价中的应用

将物元分析理论应用于大坝安全度评价,应用层次分析法计算各因素的权重,通过关联度确定待评大坝的安全度等级.应用表明,物元模型能够较客观地反映大坝安全程度,为大坝安全度评价提供了一条新途径.     

博弈论云模型在大坝安全评估中的应用

为提升大坝安全评估工作的准确性,本文在结合博弈论原理基础上,探索构建了大坝安全评估云模型。同时,评价大坝的安全系数,选取涵盖大坝渗流指标、形变指标以及环境量指标等要素建立大坝安全评估指标体系。在确定云模型各特征系数及综合权重基础上,实现针对云模型评估指标体系各层级隶属度值的推求,从而在综合权重与隶属度矩阵基础上评估大坝安全程度。研究成果可为大坝安全运行评估及风险防控提供决策依据。     

高拱坝抗震安全评价指标研究——以白鹤滩拱坝为例

为研究拱冠梁中上部在地震作用下的局部稳定性,提出合理的局部抗震安全评价指标,本文以白鹤滩拱坝为例,建立三维有限元模型进行数值模拟计算。将拱冠梁中上部作为研究对象,以基于坝段的抗滑安全系数及抗滑安全系数持时作为局部安全评价指标,研究了两个指标随地震动峰值加速度(PGA)的变化规律及其沿坝段高程的分布规律,并基于指标的统计结果明确了拱冠梁中上部薄弱位置。结果表明,随着PGA的增加,拱冠梁中上部抗震安全薄弱面所在的位置是逐步降低的。PGA低于0.8g时,拱冠梁中上部位抗震安全的薄弱面位于0.79~0.83倍坝高位置;PGA大于等于0.8g时,拱冠梁中上部抗震安全的薄弱面位于0.76~0.79倍坝高位置。本文计算结果与高拱坝振动台地震破坏试验结果相近,提出的评价指标应用于拱冠梁中上部的评价效果较好,可为高拱坝中上部抗震薄弱部位的定位及大坝安全监测提供参考。     

熵权-集对分析方法在大坝运行风险评价中的应用

根据大坝实际运行状况,确立恰当的评价指标和评价准则并对大坝运行风险状况做出准确的判断,是水利工程运行管理的重要内容。然而,评价指标和评价准则之间往往存在复杂的模糊、非线性关系。集对分析法在定量处理多因素间不确定性问题上有较大的优越性,可以用来进行大坝运行风险的评价。采用信息论中的熵权理论,通过定量计算各指标所提供的信息量的大小来确定指标权重,建立基于熵权的大坝运行风险评价集对分析模型,将该模型应用于某坝运行风险评价中,计算分析得出该坝安全等级,并预测其风险发展的趋势。实例证明,基于熵权的集对分析方法简单可行、科学合理,为大坝运行和风险评价提供了新的方法。     

大坝除险加固效果评价的时效性指标量化模型

大坝除险加固效果评价指标包括时效性指标和非时效性指标两类,时效性指标的量化是进行大坝除险加固效果定量评价的关键。针对现有大坝除险加固评价体系中时效性指标量化理论较为缺失的问题,基于无量纲化的定量时效性指标,研究了大坝性态变化以及指标等级变化对时效性指标评价的影响,推导了安全度和等级提升系数的公式,进而建立了时效性指标量化模型。以江西某水库除险加固为例,分析除险加固前、后各时效性指标的变化情况,并对模型的合理性进行了验证。结果表明,应用本文建立的大坝除险加固时效性指标量化模型可合理评价除险加固过程中的时效性指标。     

基于单位约束组合赋权的混凝土坝性态安全评价云模型

针对大坝性态安全评价中梯阶逐层指标权重的不确定性、主客观组合赋权中合理配权及隶属区间模糊性等问题,提出基于单位约束组合赋权的混凝土坝性态安全评价云模型。以运行期混凝土坝为对象,在其已建性态评价体系的基础上,综合运用基于G1法和熵权法的组合赋权理论,构建了单位约束条件下性态指标组合权重寻优新方法;引入云模型概念,量化了大坝性态安全评价中评价指标的随机性与隶属区间的模糊性。将该模型应用到某实际混凝土坝工程中,其安全评价结果与其他评价模型的结果基本一致,且与大坝实际情况相符,从而验证了该模型的有效性与可行性。     

基于可变模糊集理论的混凝土坝安全评价

引入可变模糊集理论进行大坝安全评价工作,以混凝土坝安全监测数据为依托,选取监测中关注度较高的核心指标组建并确立混凝土坝安全评价指标体系及评价标准,采用层次分析法确定各待评指标权重值,建立基于可变模糊集理论的大坝安全评价模型;选取工程实例与其他评价方法进行对比分析,验证了该评价模型的准确性和适用性。结果表明,该方法能够较为全面地反馈大坝安全等级,提高了评价结果的可靠性,评价过程简单、逻辑清晰,具有较强的实用价值。     

神经网络应用于大坝安全评价的方法研究

运用神经网络方法评价大坝安全极具优越性,但传统大坝安全评价方法不能为神经网络模型提供学习样本。提出一种新的大坝安全评价方法,为神经网络应用于大坝安全评价提供可能。     

A Method for Evaluating Sea Dike Safety

To implement the maintenance and management of the sea dike engineering, the qualitative factors and quantitative factors need to be combined to evaluate the sea dike safety. Firstly, the evaluation index system and evaluation grading criterions of sea dike safety are established. Secondly, a new weight structure of evaluation indexes is proposed to combine the subjective weight and objective weight. Fuzzy Analytic Hierarchy Process method is used to determine the subjective weight and implement the qualitative analysis for sea dike safety. Projection Pursuit algorithm is introduced to calculate the objective weight and implement the quantitative analysis for sea dike safety. Based on the minimum relative information entropy principle, above two weights are combined. Thirdly, an evaluation model of sea dike safety is built with the improved Set Pair Analysis method. Finally, the proposed analysis method is used to assess one sea dike safety in China. It is shown that the combined weight can describe both the subjective information of expert experience and objective variation information of samples values, the uncertainty of information can be handled by the improved Set Pair Analysis method. The evaluation model has the clear physical concepts and intuitive modeling process. The calculation result is reasonable. The proposed method can be applied to sea dike safety evaluation and other complex systems evaluation as well.     

基于RFM模型的大坝实测性态自适应综合评价方法

针对当前大坝安全监控连续时空监测能力弱、单测点馈控范围小的不足,在充分挖掘大坝原型监测数据的基础上,发展了一种弱化主观干扰的RFM(Recency Frequency Magnitude)自适应大坝性态评价模型。首先,模型结合大坝行为的强周期性时序特征,提出“中层型”和“底层型”监测序列的概念;其次,引入K-means聚类算法实现自适应划分监测序列类别;最后,基于RFM指标评分体系,明确各类别所表征的工程健康状态,建立大坝性态的安全评价体系。以某大坝水平位移监测资料为例,详细展示了所提出的大坝运行性态评价模型的应用流程。工程实例表明,该模型评价合理,客观反映了大坝服役状态,有效减少了评价过程中的经验性活动。     

基于D-S证据理论融合采空区多源信息的大坝安全评价

为结合周边采空区性状对大坝进行安全评价,构建了基于D-S证据理论融合多源信息的安全性评价模型。结合现场勘查、物理力学试验、数值计算、实地测量以及监测结果,获取多种定性及定量指标,组成多源证据指标体系。通过欧氏距离法加权优化传统D-S证据理论,确定各证据指标所属评价等级的质量分配函数,采用多比例两两对比法与熵值法确定各证据指标的权重从而融合多源信息。应用此评价主法以周边存在采空区的某均质土坝为例进行安全评价,结果显示,定性指标中地质构造与覆岩岩性所占权重较大;定量指标中水位的影响最大达到0.446 1,其次是大坝沉降为0.221 3。而影响因素重要性分析表明,观测信息的结果最能表现大坝运行形态,所占比重为0.498 1。综合评判结果显示大坝处于"较不安全"的信任值最大,结果与安全鉴定"三类坝"结论一致,验证了多源证据指标体系评价方法的可行性和有效性。     

三维可视化大坝安全监控系统研发及应用

先进可靠的三维可视化大坝安全监控系统能准确检查大坝结构,展示仪器埋设位置,提高实时监测信息及大坝安全管理的效率。通过对大坝监测数据的深入分析,并依据规范拟定应力、渗流量等监控指标对三维数值模型进行正反分析,可确定大坝变形预警值。以湖南托口水电站为例,采用BIM技术构建了大坝实体、地形场景以及监测信息的三维可视化模型,并开发出集成了三维可视化模型展示、数据查询、数据展示及安全预警四大模块的大坝安全监控系统。该系统能全方位展示大坝结构、监测数据分析结果、监控指标等信息,并直观展示实时信息,实现了大坝安全监控预警,提高了大坝安全管理效率。相关经验可供类似水利水电工程的安全监控系统开发借鉴。