三角模糊数随机模拟的防洪工程联系数风险评价模型

针对受多种不确定性因素综合作用的流域防洪工程体系风险评价问题，提出用防洪工程体系风险评价指标样本与评价标准等级之间的多元联系数定量描述样本与标准等级之间隶属关系的层次性和模糊性，用三角模糊数和多元联系数理论相结合的方法处理风险评价中以区间数形式表示的评价等级标准的模糊性，用三角模糊数定量表示联系数的差异度系数的连续变化过程和各指标权重的不确定性，再通过随机模拟三角模糊数的方法建立了三角模糊数随机模拟的防洪工程联系数风险评价模型（CN-SSTFN）。研究结果表明：CN-SSTFN综合利用了流域防洪工程体系风险评价过程的各种主客观不确定性评价信息，以置信区间形式表示的评价结果比现有方法提供了评价结果可靠性方面的更多重要信息，能反映受多种不确定性因素综合影响的流域防洪工程体系风险评价的客观实际情况；CN-SSTFN的计算方法简便、通用，在各种系统风险等级评价问题中具有推广应用价值，有利于促进集对分析和可变模糊集理论的进一步发展。     

三角模糊数随机模拟的防洪工程联系数风险评价模型

针对受多种不确定性因素综合作用的流域防洪工程体系风险评价问题,提出用防洪工程体系风险评价指标样本与评价标准等级之间的多元联系数,定量描述样本与标准等级之间隶属关系的层次性和模糊性,用三角模糊数和多元联系数理论相结合的方法处理风险评价中以区间数形式表示的评价等级标准的模糊性,用三角模糊数定量表示联系数的差异度系数的连续变化过程和各指标权重的不确定性,最后通过随机模拟三角模糊数的方法建立了三角模糊数随机模拟的防洪工程联系数风险评价模型(CN-SSTFN)。研究结果表明:CN-SSTFN模型综合利用了流域防洪工程体系风险评价过程的各种主客观不确定性评价信息,在评价结果可靠性方面,以置信区间形式表示的评价结果比现有方法提供了更多的重要信息,能反映受多种不确定性因素综合影响的流域防洪工程体系风险评价的客观实际情况;本模型的计算方法简便、通用,在各种系统风险等级评价问题中具有推广应用价值。     

基于云综合评判模型的辽河流域水资源承载力评价

通过有效结合不确定性概念的随机性与模糊性,运用云综合评判模型科学评价了流域水资源承载力,其中隶属度的随机性与评价等级的模糊性分别运用超熵的概念和隶属度函数进行描述分析。然后将其评价结果与可拓评价法、模糊综合法进行对比分析,验证了模型的可行性与准确性,可为流域水资源管理规划和优化配置提供一定指导和参考。     

基于可变集方法的流域防洪工程体系风险评价

对流域防洪工程体系进行风险评价，是流域洪水管理的一项基础性工作。将可变集中的辩证法基本数学定理——对立统一定理用于防洪体系工程风险评价，提出了流域防洪工程体系风险评价的可变集方法。以某防洪体系工程为例，用所提出的方法对其进行了风险评价，并与模糊集对分析法的评价结果作了比较。实例分析表明，可变集评价方法具有理论严谨、新颖，概念清晰，方法简捷的特点，具有广阔的应用前景。     

模糊可变集合及其在防洪工程体系综合风险评价中的应用

基于立足全局的系统观,提出防洪工程体系综合评判的模糊可变集合方法,该方法能够科学、合理地确定与防洪工程体系相关的各个评价指标处于级别标准值区间的相对隶属函数,并根据工程模糊集理论,建立指标重要性二元比较与量化模型,从而合理地确定各个指标的权重,得出以流域为单元的防洪工程体系综合风险评价的级别特征值.实例证明本文所提方法的科学性与合理性.最后证明了可拓学(物元模型、物元分析)中基于“距”与“位值”概念为基础的关联函数基本公式的错误,指出该公式不能应用于防洪工程体系综合风险评价.     

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。     

基于云模型的尾矿库溃坝风险模糊评价模型

针对尾矿库溃坝风险评价过程中存在模糊性及不确定性等问题,将尾矿库溃坝作为一个整体并选取合适评价因子,结合改进的层次分析法及云模型理论,建立了适用于尾矿库的溃坝风险模糊评价模型。算例表明,依据各评价因子的赋值标准生成相应的云模型,能够充分的表征评价过程中模糊性、随机性与离散性的特点,经改进的层次分析法计算得到各评价因子的权重后,按照最大隶属度识别准则进行综合评判。最终结果与实际情况相符,进一步佐证该评价模型的正确性和有效性,为尾矿库溃坝风险评价提供了一条新途径。     

跨区域水电工程项目群风险多级模糊综合云评价

跨区域水电项目群工程量大、环境复杂、风险事故极易发生。而现有的水电项目群风险评价方法在处理随机性、模糊性和评价主体主观性等方面存在不足,为此,提出了基于云模型改进的跨区域水电项目群风险多级模糊综合评价方法。首先,系统分析了风险因素,并构建了多级模糊评价指标体系;其次,利用云模型算法改进的多级模糊评价方法,建立风险评语集云模型、风险因子权重云模型、隶属度云模型以及综合评价结果云模型;最后,用所建模型对某水电站左右岸泄洪和放空建筑物工程项目风险进行评价,结果表明该评价方法具有一定的可行性和实用性。      

基于正态云-模糊可变耦合模型的水环境质量评价

水环境质量评价作为了解和分析水环境现状及问题的基本内容,是河流规划、治理和管理的重要依据。针对水环境质量评价存在的模糊性、随机性和最大隶属度不严谨等问题,提出正态云-模糊可变评价耦合模型。模型对模糊边界问题进行定量化处理,确定隶属函数和识别水质级别,并采用最小相对熵原理计算组合权重。运用该模型评价秦淮河流域2016年的水环境,评价结果同单因子指数评价法、模糊综合评价法和云模型评价法进行对比。结果表明:正态云-模糊可变耦合模型更加合理、有效可靠;模型级别特征值H分析表明秦淮河上游和秦淮新河段汛期水环境大部分优于非汛期,但同时也表现出城镇工业、生活等污染特征;内、外秦淮河段,汛期河岸的污染物排入河流中,故汛期水环境劣于非汛期,表现出典型的城市生活及餐饮等"三产"污水污染特征。研究方法和结果对地区和流域的水环境质量评价和研究具有一定的借鉴和指导意义。     

基于云理论的区域水资源承载力评价模型研究

针对水资源承载力评价中存在不确定性的特征,将云模型引入到区域水资源承载力综合评价研究领域中,利用云理论实现评价等级的定性与定量转换。将云综合评判模型应用于海河流域的水资源承载力研究,结果表明:海河流域水资源承载力为"较弱"等级;南水北调中线调水100亿m~3后,海河流域水资源承载力介于"中等"和"较弱"等级之间,改善不明显。该模型可以将不确定性概念的模糊性和随机性有机地结合在一起,既用隶属函数描述了评价等级的模糊性,又利用超熵概念充分考虑了隶属度本身存在的随机性,是一种有效可行的水资源承载力评价模型。     

基于云模型的单沟泥石流危险性模糊综合评价

针对泥石流孕育和发生过程中的不确定性,为解决传统单沟泥石流危险性评价过程中指标权重和隶属度确定易受到个人经验和主观偏好的影响,以及定性概念和定量描述之间转换的限制问题,以单沟泥石流沟为研究对象,应用云模型对模糊综合评价进行改进。评价结果表明:(1)通过改进的评价方法得到11条泥石流沟中处于中度危险的有3条,其余8条处于高度危险,与泥石流灾害防治工程勘察规范(DZ/T0220-2006)所计算的结果较为一致;(2)改进方法考虑了传统模糊综合评价结果用单一的数字表示定性概念所带来的局限性,且综合考虑了评价结果的中心值、模糊性和随机性,用云模型表示单沟泥石流评价结果极大地提高了评价结果的可靠性和可视化。     

熵权法-正态云模型在云南省水生态承载力评价中的应用

为科学衡量水生态承载力评价过程中的随机性与模糊性,将正态云模型引入水生态承载力评价,建立熵权法-正态云模型对云南省2006-2016年和2020年水生态承载力进行评价。从水资源系统、水环境系统、经济系统和社会系统遴选19个指标构建水生态承载力评价指标体系和分级标准,采用云模型正向发生器计算水生态承载力分级评价指标的隶属度,利用熵权法求出各指标权重,再根据隶属度矩阵和权重矩阵给出水生态承载力分级确定度并进行评价,将评价结果与模糊综合评价法、投影寻踪法的评价结果进行比较。结果表明:2006-2009年云南省水生态承载力评价为基本可承载,2010-2016年评价为可承载,2020年评价为绝对可承载;评价结果与模糊综合评价法、投影寻踪法的评价结果基本一致;该模型兼具模糊性和随机性,用于水生态承载力评价是可行的,可作为一种新的水生态承载力评价模型。     

Fuzzy Risk Assessment of Flash Floods Using a Cloud-Based Information Diffusion Approach

The assessment of flash flood risks is the basis on which flash flood prevention measures and early-warning systems can be proposed and reasonably implemented. However, inadequate monitoring of flash flood data which mainly occurs in remote areas restricts quantitative risk assessment. This study aimed to address the problems of limited data availability. A new model that integrating the Cloud-based Information Diffusion (CID) model and Analytic Hierarchy Process (AHP) approach is developed to assess flash flood risks. The proposed method improves the information diffusion function by introducing cloud model, while converting single-valued observations with incomplete information into fuzzy set-valued samples. The new approach can perform comprehensive risk assessment tasks with various indexes that are composed of incomplete information. Another advantage of this approach is that it can illustrate fuzzy uncertainty, fuzziness, and randomness of risk indexes by coupling with the cloud model, the risk magnitude is quantified with membership degree. A mountainous watershed in Southern China named Yangshan County was selected as the study area. Compared with information diffusion (ID) and entropy-based information diffusion (EID), the assessment results of the three models are, in general, consistent with one another, and agree with the reported values. According to the principle of maximum membership degree, Yangshan County is determined as a high-risk region when confronting with flash flood hazards. This model provides a feasible and effective method on fuzzy risk assessment of flash flooding, and is expected to be applied in other multi-criteria decision with limited available information or small sample problems.

     

水电工程施工疲劳风险分析与量化评价研究

为量化评估作业疲劳风险,提高施工作业安全水平,提出基于云模型改进的水电工程施工疲劳风险模糊综合评价方法。在评价过程中,利用云模型的3个数字特征Ex(期望)、En(熵),He(超熵)表征常规模糊综合评判法中的综合评判矩阵和权重矩阵;运用正态云模型代替模糊隶属度函数,计算疲劳风险发生的可能性等级;综合运用正向云及逆向云,可视化评价研究结果。用所建立的方法对某水电工程高边坡作业疲劳风险进行评估,结果表明,该水电工程的疲劳风险发生的可能性为5.419,处于“一般”等级,但明显偏向于风险“较大”等级。该评价方法综合考虑风险评估的随机性、模糊性及评价主体的主观性,为客观测量和及时预防水电施工作业疲劳风险提供一种行之有效的新方法。