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【摘 要】 本文针对目前土石坝安全综合评价系统，应用多层次模糊评价理论，建立土石坝综合评价的数学模型。依据《大坝安全评价导则》并结合生产实践经验确立了模糊评价的指标体系和评价等级，并开发了土石坝综合分析评价程序。该程序对评价过程中的权重计算、隶属度计算、综合评价分析等全过程进行支持。
【关键词】 模糊评价；土石坝；安全
1 多层次模糊综合评价模型原理
模糊数学是研究和处理模糊现象的科学，模糊综合评判的方法通常是先对单个因素单独评判，再对所有因素进行综合评判[1]。总结起来，多层次模糊综合评判模型的步骤如下：
第一步：将因素集按某些属性分成S个子集合：
第二步：对每一子因素集，分别做出综合评判。设为评判集，中各因素相对V的权重分配为
其中。若为单因素评判矩阵，则得出一级评判向量：
第三步：将每个视为一个因素，记。于是u又是一个因素集，u的单因素评判矩阵为：
每个作为U的一部分，反映了U的某种特性，可以按照它们重要性给出权重分配：，于是得到二级向量：
如果每个子因素集（i=1，2，…，S）仍含有较多的因素，可将再进行划分，于是有三级模型，四级模型、五级模型等等。得到评判指标后，就需要进行一定处理以得出对评判对象的评判结果，处理的方法主要有最大隶属度法、加权平均法以及贴近度分析法等几种。
2 模糊综合评价模型在土石坝综合评价中的应用
从模糊综合评价方法的原理中可以看出，该方法非常适合应用于多层次指标体系的综合评价，土石坝安全的综合评价正是这种多层次体系的问题。在对坝体安全实际评价过程中，要构建坝体的安全评价体系和评价准则，而对应模糊综合评价指标体系就是它的因素集，评价准则就是它的隶属函数，因此土石坝安全综合评价问题也就是运用模糊综合评价方法中计算目标集与评价集贴近关系的问题。
根据前述评价模型建立的原理，并借鉴相关标准和工程实例，现将应用模糊数学模型实现土石坝安全综合评价的具体步骤归纳如下：
①确立土石坝综合评价体系；
②确立指标权重；
③确立单项指标评价准则；
④单因素模糊评判；
⑤模糊综合评判。
3 评价体系及指标权重的确定
3.1评价体系的确定
土石坝结构及其工作条件复杂，其安全评价中涉及到的因素非常多，但在评价当中并不是因素越多越好。在对大中型水库土石坝安全度评价中，分别选取主要因素作为判断因素进行判断然后逐级综合，得出评价结果。本文参照水利部《大坝安全评价导则》，并结合土石坝建设与管理运行的特点，以大中型土石坝为对象，确立的大坝安全综合评价体系如图所示：
3.2評价指标权重计算
3.2.1专家打分
按照综合评价指标体系层次结构即可生成专家打分表，对专家打分进行计算与检验，并最终得到指标权重。按照T.L.Saaty方法，在构造成对比较矩阵aij的取值时，引用数字1，2，3，4，5及其倒数1，1/2，1/3，1/4，1/5作尺度，它们代表的意义见表1。
3.2.2权重计算
在建立专家打分矩阵的基础上，可按照层次分析法原理计算各层次权重，计算步骤原理如下：
第一步：分别计算各判断矩阵的最大特征根λmax，其λmax所对应的单位特征向量即为各指标的权重。
第二步：对判断矩阵进行完全一致性检验。检验的方法为：
以CI值作为度量判断矩阵偏离一致性的指标
第三步：对通过完全一致性检验的单项权重进行分层。
4 模型程序开发
基于以上所建立的评价体系，本文开发了应用多层次模糊评价模型进行土石坝综合评价的综合评价系统。
4.1程序流程
利用程序实现的流程图如下：
4.2模型开发成果
本系统采用Visual Basic 6.0开发，程序界面友好、直观，易于操作。本文对某水库土石坝进行模糊评价，建立了专家打分表，各矩阵均通过了一致性检验，评价结果为该水库土石坝安全状况良好，达到了较为满意的效果。
5 结论
本文依据模糊数学原理，建立了土石坝综合评价体系，并开发了相应的程序软件。本文将评价体系划分为两级，而在实际工程项目应用中，有些子因素还可以进一步细分，可根据具体情况建立三级模型、四级模型等等，本软件考虑到评价指标的动态分级管理，允许用户根据实际工程情况对指标体系进行修改，具有很好的实用价值。
参考文献：
[1]李洪兴.1993.工程模糊数学方法及其应用.天津：天津科学技术出版社.
[2]王绍泉.1997.多层次阈值模糊综合评判在分析大坝安全中的应用.大坝观测与土工测试，（4）：14-16.
[3]刘增良.1997.模糊技术与应用选编.北京：北京航空航天大学出版社.
【关键词】 模糊评价；土石坝；安全
1 多层次模糊综合评价模型原理
模糊数学是研究和处理模糊现象的科学，模糊综合评判的方法通常是先对单个因素单独评判，再对所有因素进行综合评判[1]。总结起来，多层次模糊综合评判模型的步骤如下：
第一步：将因素集按某些属性分成S个子集合：
第二步：对每一子因素集，分别做出综合评判。设为评判集，中各因素相对V的权重分配为
其中。若为单因素评判矩阵，则得出一级评判向量：
第三步：将每个视为一个因素，记。于是u又是一个因素集，u的单因素评判矩阵为：
每个作为U的一部分，反映了U的某种特性，可以按照它们重要性给出权重分配：，于是得到二级向量：
如果每个子因素集（i=1，2，…，S）仍含有较多的因素，可将再进行划分，于是有三级模型，四级模型、五级模型等等。得到评判指标后，就需要进行一定处理以得出对评判对象的评判结果，处理的方法主要有最大隶属度法、加权平均法以及贴近度分析法等几种。
2 模糊综合评价模型在土石坝综合评价中的应用
从模糊综合评价方法的原理中可以看出，该方法非常适合应用于多层次指标体系的综合评价，土石坝安全的综合评价正是这种多层次体系的问题。在对坝体安全实际评价过程中，要构建坝体的安全评价体系和评价准则，而对应模糊综合评价指标体系就是它的因素集，评价准则就是它的隶属函数，因此土石坝安全综合评价问题也就是运用模糊综合评价方法中计算目标集与评价集贴近关系的问题。
根据前述评价模型建立的原理，并借鉴相关标准和工程实例，现将应用模糊数学模型实现土石坝安全综合评价的具体步骤归纳如下：
①确立土石坝综合评价体系；
②确立指标权重；
③确立单项指标评价准则；
④单因素模糊评判；
⑤模糊综合评判。
3 评价体系及指标权重的确定
3.1评价体系的确定
土石坝结构及其工作条件复杂，其安全评价中涉及到的因素非常多，但在评价当中并不是因素越多越好。在对大中型水库土石坝安全度评价中，分别选取主要因素作为判断因素进行判断然后逐级综合，得出评价结果。本文参照水利部《大坝安全评价导则》，并结合土石坝建设与管理运行的特点，以大中型土石坝为对象，确立的大坝安全综合评价体系如图所示：
3.2評价指标权重计算
3.2.1专家打分
按照综合评价指标体系层次结构即可生成专家打分表，对专家打分进行计算与检验，并最终得到指标权重。按照T.L.Saaty方法，在构造成对比较矩阵aij的取值时，引用数字1，2，3，4，5及其倒数1，1/2，1/3，1/4，1/5作尺度，它们代表的意义见表1。
3.2.2权重计算
在建立专家打分矩阵的基础上，可按照层次分析法原理计算各层次权重，计算步骤原理如下：
第一步：分别计算各判断矩阵的最大特征根λmax，其λmax所对应的单位特征向量即为各指标的权重。
第二步：对判断矩阵进行完全一致性检验。检验的方法为：
以CI值作为度量判断矩阵偏离一致性的指标
第三步：对通过完全一致性检验的单项权重进行分层。
4 模型程序开发
基于以上所建立的评价体系，本文开发了应用多层次模糊评价模型进行土石坝综合评价的综合评价系统。
4.1程序流程
利用程序实现的流程图如下：
4.2模型开发成果
本系统采用Visual Basic 6.0开发，程序界面友好、直观，易于操作。本文对某水库土石坝进行模糊评价，建立了专家打分表，各矩阵均通过了一致性检验，评价结果为该水库土石坝安全状况良好，达到了较为满意的效果。
5 结论
本文依据模糊数学原理，建立了土石坝综合评价体系，并开发了相应的程序软件。本文将评价体系划分为两级，而在实际工程项目应用中，有些子因素还可以进一步细分，可根据具体情况建立三级模型、四级模型等等，本软件考虑到评价指标的动态分级管理，允许用户根据实际工程情况对指标体系进行修改，具有很好的实用价值。
参考文献：
[1]李洪兴.1993.工程模糊数学方法及其应用.天津：天津科学技术出版社.
[2]王绍泉.1997.多层次阈值模糊综合评判在分析大坝安全中的应用.大坝观测与土工测试，（4）：14-16.
[3]刘增良.1997.模糊技术与应用选编.北京：北京航空航天大学出版社.