基于赋权法比较的改进云模型应用研究——以汾河二库为例

针对传统模糊综合评价法具有评价指标权重矢量的确定主观性强、相对隶属度权系数易偏小、不能全面反映水库健康状态等缺陷,本文旨在优化水库健康评价方法,围绕水库健康评价指标体系,应用AHP、EWM、AHP-EWM、AHP-Cloud、AHP-EWM-Cloud共五种赋权方法进行权重分析比较。通过闵式距离确定最佳赋权方法,并以云模型确定隶属度函数,建立基于改进云模型的模糊综合评价模型对汾河二库进行健康评价。AHP-EWM-Cloud法被确定为用于汾河二库工程案例分析的最佳赋权法,水库整体评价等级为健康,但岸坡稳定与水质情况仍需改进。该结果与水库实际情况相符,验证了该方法的合理性与可行性。研究表明:基于AHP-EWM-Cloud法的改进云模型兼顾了数据的客观存在、决策者的主观意识以及模糊性与随机性,为水库健康评价提供了一种可行的新思路。     

基于模糊数学的博弈论组合赋权法边坡稳定性评价

为准确评价边坡的稳定性,降低滑坡风险,以湖北兴山蒋家淌边坡工程为例,选取地形地貌、地质结构、岩土性质、赋存环境4个一级指标;坡高、节理发育、内摩擦角、大气降雨等16个二级指标建立模糊综合评价模型,在层次分析法和熵权法的基础上采用博弈论组合赋权法对边坡稳定性评价指标体系进行赋权,通过求解模型得出评价指标最终权重值。结果表明,通过博弈论组合赋权法得到的指标权重均介于主客观赋权法之间,边坡稳定性的评价结果与实际情况相吻合,说明该方法具有较好的合理性。     

基于云模型的汾河水库健康评价

针对多沙河流水库健康的内涵,构建包含水库结构安全、上下游河段健康、社会服务效益和区域生态系统四个方面的汾河水库健康评价指标体系,建立基于层次分析法、云模型和加权平均法的模糊综合评价模型对其进行健康评价。结果表明汾河水库处于健康状态,但其健康值偏低,存在健康下滑趋势,主要体现在水库泥沙淤积严重、径流调节能力减弱等方面。可见,泥沙淤积对多沙河流水库的安全运行带来了多方面的影响,进而影响到了其健康状况,解决泥沙问题已经成为汾河水库运行与管理的迫切需要。     

基于改进赋权的山区堤防安全云模型评价方法

在综合分析山区堤防工程自身特性及其运行条件的基础上,结合行业规范及相关专业研究成果,构建了包含降水强度、河道形态、堤身材料、堤身渗透性及历史险情等17个评价指标的山区堤防安全评价指标体系,通过改进层次分析法和基于平均差的CRITIC法对评价指标进行主观和客观赋权,并基于博弈论组合赋权,提出了一种改进组合赋权的山区堤防安全云模型评价方法。对清远市某山区堤防工程安全云模型评价结果表明,该山区堤防工程的安全评分为706,安全等级为基本安全,与工程实际情况相符,验证了该评价方法的可靠性和合理性,可用于山区堤防安全评价。     

熵权-云模型在土石坝安全综合评价中的应用

提出了一种基于熵权-云模型的方法,借鉴云模型的特点,在构建评价层次结构模型时,采用改进层次分析法结合信息熵确定各评价指标权重,以克服运用模糊层次综合分析法时权重受人为主观判断影响较大和模糊概念会丢失部分不确定性等问题,改进隶属函数对土石坝进行综合评价,并以某均质土石坝为例评价了大坝安全状态,分析表明该方法具有可行性。     

基于级差最大化组合赋权法的地下水功能评价

针对地下水功能评价中单独采用主观赋权法或客观赋权法存在的问题,结合二者的优点,采用基于主观赋权的层次分析法与客观赋权的熵权法相结合的级差最大化组合赋权法评价地下水功能,并通过计算不同赋权方法权重结果与平均值的相对偏差来衡量级差最大化组合赋权法的准确性。将该方法应用于伊犁河谷西北部平原区浅层地下水功能评价,评价结果基本符合评价区实际情况,验证了该评价方法在地下水功能评价中的可行性。     

基于组合赋权和云模型的堤防安全评价

针对堤防安全评价研究中影响因素选择与现行规范结合不紧密以及对堤防安全状态这个复杂系统的模糊性和随机性考虑不足的问题,以现行堤防安全评价相关规范为基础,构建由5个一级评价指标、22个二级评价指标、11个三级评价指标组成的层次指标体系。在此基础上,建立组合优化赋权模型对改进群组G1法和熵权法计算的权重进行组合赋权。通过引进云模型理论,把堤防安全评价的3种安全类别转化为对应的云评语,以浮动云和综合云计算得到堤防安全状态总目标云参数和云图,能直观确定堤防的安全类别,且与实际安全状态一致。同时,分析一级指标安全状态云图,锁定影响堤防安全的关键因素,对堤防安全状态发展的趋势作出分析,给出有针对性的建议。对于复杂堤防系统,基于组合赋权和云模型的方法更好地将模糊性和随机性结合起来,可为堤防安全综合评价和除险加固提供依据。     

基于云模型-熵权法的大坝风险等级评价

大坝溃坝会造成灾难性的人员伤亡和经济损失,因此准确评价大坝的风险等级并及时加以防治对大坝安全运营至关重要。以大岗山高拱坝为工程依托,针对大坝稳定性影响因素具有复杂性和随机性的特点,提出了采用云模型评价单因素风险等级和熵权法综合评价大坝安全等级的思路。首先详细分析了影响大坝稳定性的风险因素,确定了大坝稳定性影响因素评估指标体系,并借助专家打分的方式,获得了各因素的影响分值;然后在此基础上利用云模型划分了25个三级风险指标的风险等级,结果显示均位于中风险和高风险等级区间;最后采用熵权法确定各三级指标的综合权重,计算出大岗山高拱坝稳定性加权分数5.69分,对应安全等级Ⅲ级。实践表明,云模型-熵权法评估结果可靠,符合工程实际,可为大坝风险评价提供借鉴。     

基于博弈论组合赋权法的泥石流灾害易发性评价云模型

泥石流是我国西部山区常见的地质灾害之一,其强大的致灾能力不仅使人民生命财产蒙受巨大损失,还会对山区生态地质环境造成毁灭性破坏,故准确评价泥石流灾害易发性对防灾减灾工作至关重要。将泥石流灾害易发性分为4级,分别为不易发(Ⅰ)、低易发(Ⅱ)、中易发(Ⅲ)和高易发(Ⅳ)。选取沟谷岸坡坡度(X₁)、沟床纵坡比降(X₂)、植被覆盖率(X₃)、单位面积固体物源储量(X₄)、汇水面积(X₅)、雨季降雨量(X₆)为泥石流灾害易发性定量评价指标,并确定各评价指标分级标准及正态云模型数字特征量,进而构建泥石流灾害易发性评价指标体系与评价指标正态云模型。采用层次分析法与熵权法计算评价指标主、客观权重,基于博弈论思想对主、客观权重进行组合赋权,最终建立基于博弈论组合赋权法的泥石流灾害易发性评价云模型。选取西秦岭地区5条泥石流沟实例验证评价模型有效性,结果表明博弈论组合赋权-正态云模型评价结果与实际情况基本一致。进一步应用该模型对西安大长胜坊与小长胜坊村内的一条黄土沟道进行泥石流灾害易发性评价,结果表明该黄土沟道泥石流灾害易发性等级为Ⅲ级(中易发)。     

基于组合赋权二维云模型的堤防工程风险评价

针对堤防风险评价中风险等级判定主观性太强、风险指标具有模糊性和随机性等问题,采用改进层次分析法(AHP)和熵权法组合赋权的方式,提出基于组合赋权二维云模型的堤防工程风险评价方法。以现行堤防安全评价导则为基础,综合考虑运行管理、堤基质量、堤身质量、防洪能力、渗流安全和结构安全6个方面构建堤防工程风险评价指标体系,在此基础上计算各评价指标隶属于不同风险等级的二维云模型参数,并将结果以风险云图的形式输出,直观地判定堤防的风险等级。将该方法应用于黄河下游某堤防工程的风险评价,结果与实际情况相符,表明该方法合理可行。     

基于熵权云模型评价法的省级考核断面水质评价与对比

水环境系统拥有随机性和模糊性,20世纪90年代提出的云模型可以灵活地实现数据和概念的转换,因此逐渐应用在水质评价;水质评价问题本质是一个多属性分类问题,欧式距离可以很好地表征多属性问题,其在水质评价中也开始应用。为比较变权欧式距离法及熵权云模型评价法在水质评价中的优劣性,依托陕西省渭河、汉江、丹江3条主要河流2020年水质监测数据,采用变权欧式距离法和熵权云模型评价法综合评价3条河流40个断面的地表水环境质量。结果表明：研究区域内水质状况良好,70%以上的站点水质达到Ⅲ类水。污染较为严重的断面主要分布在渭河支流,主要污染物控制指标为化学需氧量和氨氮。     

基于改进熵权法的水资源承载力评价——以曲陆坝区为例

水资源是一种战略性自然资源,对于维护区域生态环境安全和促进社会经济可持续发展具有重要意义。通过构建水资源的模糊综合评价模型,利用秩比法和最小相对信息熵原理对传统熵权法进行改进。在耦合客观与主观因素的基础上,结合区域特点选取14个评价指标对曲陆坝区5个水平年水资源承载力进行评价分析。结果表明在无调水的情况下,5个水平年水资源承载力综合评价值分别为:0.479、0.390、0.335、0.287、0.283;在有调水的情况下,5个水平年水资源承载力综合评价值分别为0.446、0.367、0.323、0.351、0.365,通过比较分析,说明外流域调水能显著改善水资源承载力状况。     

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。     

基于改进云模型的堤坝除险加固效益后评价研究

针对堤坝除险加固效益后评价,从经济、社会、生态环境效益3方面构建效益评价指标体系,该体系包括防洪增量效益、灌溉增量效益、经济内部收益率、水环境影响等15项指标,确定效益极佳、较好、一般、较差、极差5个评价等级及相应标准,提出改进云模型进行综合评价。该模型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,根据指标等级与标准计算云模型的3个特征值(期望Ex,熵En,超熵He),采用条件云发生器计算各指标的隶属度,进行综合评价。将上述方法应用于湖北省黑湾水库堤坝除险加固效益后评价,验证了改进云模型评价方法的有效性和适用性。     

基于改进云模型的南水北调东线工程效益评价

根据云模型相关概念,针对南水北调东线工程效益评价结果单一、指标评价存在随机性和模糊性的问题,构建了基于组合权重和改进云模型的综合评价方法,并参照有限区间理论进行改进。该方法将G1和改进CRITIC赋权法组合得到的权重与改进梯形云模型求解得到的指标隶属度相结合,实现对南水北调东线工程效益的综合评价。以南水北调东线一期江苏段为例,从成本分析和效益分析两方面对工程效益评价影响因素进行分类,构建了工程效益评价指标体系,包括固定投资、年运行费、流动资金、经济效益、社会效益、生态效益这6个方面,共20个指标,确定了各项指标对应不同等级的标准,验证了提出的南水北调东线一期江苏段工程效益评价体系与评价方法的有效性与适用性。     

基于云模型的水库诱发地震风险多级模糊综合评价

针对水库诱发地震孕育和发生过程中的不确定性,将水库诱发地震总体组合环境条件作为一个模糊系统,构建了包括评语层、指标层、因子层和状态层等多个层次的水库诱发地震风险评价指标体系。在对其风险从下往上逐层进行权重计算和模糊映射时,考虑到重要性标度和隶属度确定容易受个人经验和主观因素影响,提出了基于云模型改进的水库诱发地震风险多级模糊综合评价方法。通过建立水库诱发地震风险评语集云模型、诱震因子权重云模型和隶属度云模型以及综合评价结果云模型,利用云模型的期望、熵和超熵3个数字特征,将模糊性、随机性和离散性有机地结合起来,实现了不确定性语言与定量数值之间的自然转换。最后,应用云模型改进的方法,对长江三峡水库的诱发地震风险进行了多级模糊综合评价实验,极大地提高了评价结果的鲁棒性和可视化。     

基于组合赋权-云模型的城市洪涝灾害韧性评价方法

基于城市系统应对洪涝灾害事件的响应过程,从基础抵御、防灾预警、应急响应和适应恢复4个方面构建了包含4个一级指标和20个二级指标的城市洪涝灾害韧性评价指标体系,在此基础上通过可拓层次分析法和熵权法对指标分别进行主观和客观赋权,结合博弈论理论进行组合赋权,提出了基于组合赋权-云模型的城市洪涝灾害韧性评价方法。南京市6个行政区的验证结果表明:该方法可有效评价城市洪涝灾害韧性水平,6个行政区中建邺区、江宁区为高韧性地区,鼓楼区、秦淮区为较高韧性地区,雨花台区为中等韧性地区,溧水区为较低韧性地区。     

基于熵权法与云模型的市政排水管网风险评估研究

将传统的熵权法和云模型相结合,从结构性方面、功能性方面、环境条件等方面研究了市政排水管网风险评估各因素之间的关系,建立了城市排水管网系统风险评估模型,并通过对某地区实际案例分析,得出该路段排水管网的综合风险、结构性方面、功能性方面的等级为中风险,而环境条件等级为高风险,需采取必要措施来降低风险。也证明了云模型运用于市政排水管网风险评价中的准确性、合理性,并具备了相当的实践运用价值。     

基于博弈论组合赋权的TOPSIS模型在地下水水质评价中的应用

农村地下水水源地水质评价是保证农村饮水安全的重要基础。考虑到权重值对TOPSIS模型的重要性,通过基于博弈论集合的模型将模糊层次分析法(FAHP)确定的主观权重和熵权法确定的客观权重进行组合赋权优化,同时引用“虚拟负理想点”代替“传统负理想点”,避免样点出现与理想点和负理想点欧式距离等距问题。并以德阳市5个典型乡镇农村地下水饮用水源水质监测数据为评价对象,计算相对贴近度确定各水质等级。该模型评价结果与F指法、熵权-TOPSIS和FAHP-TOPSIS模型评价结果的对比分析。结果表明改进的TOPSIS模型评价结果具有合理性、有效性及实用性,并能准确地反映地下水水质等级以及偏离分级标准的程度。