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摘要:桥梁模糊评估以模糊集合论为理论基础,应用模糊关系合成原理,以公路桥涵养护规范为依据,建立多层次的评估模型,从多个因素对被评估事物隶属等级状况进行综合性评估,根据评估结果和桥梁的损伤程度,确定桥梁的最终技术等级,为桥梁的养护和维修加固提供依据。
Abstract:Bridge Fuzzy Evaluation as the theoretical basis of fuzzy set theory, fuzzy relation composite theory, highway bridge maintenance specification as the basis for the establishment of a multi-level evaluation model, things are assessed under the comprehensive assessment of grade status from a number of factors, based on the assessmentresults and bridge damage, to determine the final grade of the bridge, and provide the basis for the maintenance and repair of the bridge reinforcement.
關键词:桥梁损伤;桥梁养护;技术等级
Keywords: bridge damage; Bridge Maintenance; technical grade
中图分类号:U448.21+5文献标识码: A 文章编号:
1 模糊评估方法的介绍
模糊评估是以集合论为基础,应用合成原理,确定评估事物的隶属等级。集合论是承认事物发展的模糊性,认为对象区间的变化是逐步过渡的。判别时,从判别对象是否属于这个集合变成了判别对象对这个集合的隶属度。模糊方法并不是把复杂的对象分解成单一因素加以精确的评估,而是从大量单一因素的相互作用在整体上所呈现的模糊性去把握,对事物进行综合的评估。该法除了具有模糊集合的特点外,还具有下面的特点:(1)评估结果是一个向量;(2)评估可以是单级评估也可以是多级评估。
2建立桥梁技术状况评价模型
桥梁技术状况评判是一个多级的评判,从较低的层次中进行一级评判,再根据结果进行二级评判,依次类推。
2.1 确定模型的因素集
因素集是以影响评价对象的因素组成的集合,设集合:,其中为第i个因素子集,对于梁桥包括:下部结构、上部结构及附属设施等。每个子集包括n个因素:,其中为第i个因素集中的第j个因素。不同的子集有不同的因素,如:下部结构包括支座、桥墩及桥台、基础和地基等4个;上部结构包括主要承重构件、次要承重构件等2个;附属设施包括桥面铺装、伸缩缝、搭板、护坡等4个。
2.2建立备择集
备择集以总评判的各种可能结果所组成的集合。评价桥梁的技术状况等级,按照《公路桥梁养护规范》(JTG H11-2004)的表3.5.2-3中相关技术状况标准,根据部件的破损程度,建立备择集={完好,轻度损伤,一般损伤,严重损伤},表示为={100,88,60,40},检查人员依据部颁标准《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)的表3.5.2-1和表3.5.2-3对每个项目进行评分。
2.3构造综合评判矩阵
设评价指标因素集,评价集,将各因素的评价集作为行构成矩阵,称为评判矩阵。中的是中第个因素相对第个评价的隶属度,隶属度由隶属函数确定,并满足如下条件:。
隶属函数采用降半梯形法:设和为相邻二级的评分标准,,则级的隶属函数为:
则级的隶属函数为:
2.4确定综合评价模型,求出模糊综合评价集
2.4.1 广义模糊合成运算
广义模糊合成运算常用的模型有四种,可根据具体情况选择:
(1)模型1;;其中, 表示二者取小, 表示二者取大。这是一种“主因素突出型”的综合评价,适用于单项评判最优就能作为综合评判最优的特点。
(2)模型2;;其中, 表示普通实数乘法,表示二者取大。这也是一种“主因素突出型”的综合评价,它与模型相近,但比模型要精细些,不仅突出主要因素,也兼顾了其它因素。
(3)模型3;;其中, 表示二者取小, (有界和算子)表示的是:。这是一种对每一等级都同时考虑各种因素的综合评判。
(4)模型4;。这是在模型2的基础上改进而成的,此模型的特点:①在确定评语对模糊综合评价的隶属度时,考虑了所有因素的影响。②由于考虑到所有因素的影响,所以的大小具有体现各因素重要性程度的权系数,应满足。这种算法的评价结果向量中包括所有因素的共同作用,真正体现综合评判。
2.4.2按模型4建立评价模型
,再对作归一化处理,令,作,则称为评价模型。式中—表示集合上的权分配模糊向量,其中表示中因素的权重。
3 综合评价
由于该评价有两级指标,先进行一级评价,求出,再利用第二级的权分配模糊向量进行二级评价,即,根据评价集,确定最终评价总分。根据《公路桥梁养护规范》的等级划分依据,确定评估桥梁的技术等级,为桥梁养护、维修、加固提供依据。
图1二级指标模糊综合评判过程
图中为不同的合成运算;为模型。
4 参考文献:
[1]彭祖赠,孙韫玉.模糊(Fuzzy)数学及其应用.武汉大学出版社会.2000.
[2]陈水利,李敬功.模糊集理论及其应用.科学出版社.2005
[3]宋之杰,高晓红.一种多指标综合评价中确定指标权重的方法.燕山大学学报.2002.
[4]中华人民共和国行业标准.公路桥涵养护规范(JTJ H11—2004) .北京:人民交通出版社,2004.
作者简介:
石武利(1983- ),男,陕西省,宝鸡市,2006年毕业于西安石油大学,工程师
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
Abstract:Bridge Fuzzy Evaluation as the theoretical basis of fuzzy set theory, fuzzy relation composite theory, highway bridge maintenance specification as the basis for the establishment of a multi-level evaluation model, things are assessed under the comprehensive assessment of grade status from a number of factors, based on the assessmentresults and bridge damage, to determine the final grade of the bridge, and provide the basis for the maintenance and repair of the bridge reinforcement.
關键词:桥梁损伤;桥梁养护;技术等级
Keywords: bridge damage; Bridge Maintenance; technical grade
中图分类号:U448.21+5文献标识码: A 文章编号:
1 模糊评估方法的介绍
模糊评估是以集合论为基础,应用合成原理,确定评估事物的隶属等级。集合论是承认事物发展的模糊性,认为对象区间的变化是逐步过渡的。判别时,从判别对象是否属于这个集合变成了判别对象对这个集合的隶属度。模糊方法并不是把复杂的对象分解成单一因素加以精确的评估,而是从大量单一因素的相互作用在整体上所呈现的模糊性去把握,对事物进行综合的评估。该法除了具有模糊集合的特点外,还具有下面的特点:(1)评估结果是一个向量;(2)评估可以是单级评估也可以是多级评估。
2建立桥梁技术状况评价模型
桥梁技术状况评判是一个多级的评判,从较低的层次中进行一级评判,再根据结果进行二级评判,依次类推。
2.1 确定模型的因素集
因素集是以影响评价对象的因素组成的集合,设集合:,其中为第i个因素子集,对于梁桥包括:下部结构、上部结构及附属设施等。每个子集包括n个因素:,其中为第i个因素集中的第j个因素。不同的子集有不同的因素,如:下部结构包括支座、桥墩及桥台、基础和地基等4个;上部结构包括主要承重构件、次要承重构件等2个;附属设施包括桥面铺装、伸缩缝、搭板、护坡等4个。
2.2建立备择集
备择集以总评判的各种可能结果所组成的集合。评价桥梁的技术状况等级,按照《公路桥梁养护规范》(JTG H11-2004)的表3.5.2-3中相关技术状况标准,根据部件的破损程度,建立备择集={完好,轻度损伤,一般损伤,严重损伤},表示为={100,88,60,40},检查人员依据部颁标准《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)的表3.5.2-1和表3.5.2-3对每个项目进行评分。
2.3构造综合评判矩阵
设评价指标因素集,评价集,将各因素的评价集作为行构成矩阵,称为评判矩阵。中的是中第个因素相对第个评价的隶属度,隶属度由隶属函数确定,并满足如下条件:。
隶属函数采用降半梯形法:设和为相邻二级的评分标准,,则级的隶属函数为:
则级的隶属函数为:
2.4确定综合评价模型,求出模糊综合评价集
2.4.1 广义模糊合成运算
广义模糊合成运算常用的模型有四种,可根据具体情况选择:
(1)模型1;;其中, 表示二者取小, 表示二者取大。这是一种“主因素突出型”的综合评价,适用于单项评判最优就能作为综合评判最优的特点。
(2)模型2;;其中, 表示普通实数乘法,表示二者取大。这也是一种“主因素突出型”的综合评价,它与模型相近,但比模型要精细些,不仅突出主要因素,也兼顾了其它因素。
(3)模型3;;其中, 表示二者取小, (有界和算子)表示的是:。这是一种对每一等级都同时考虑各种因素的综合评判。
(4)模型4;。这是在模型2的基础上改进而成的,此模型的特点:①在确定评语对模糊综合评价的隶属度时,考虑了所有因素的影响。②由于考虑到所有因素的影响,所以的大小具有体现各因素重要性程度的权系数,应满足。这种算法的评价结果向量中包括所有因素的共同作用,真正体现综合评判。
2.4.2按模型4建立评价模型
,再对作归一化处理,令,作,则称为评价模型。式中—表示集合上的权分配模糊向量,其中表示中因素的权重。
3 综合评价
由于该评价有两级指标,先进行一级评价,求出,再利用第二级的权分配模糊向量进行二级评价,即,根据评价集,确定最终评价总分。根据《公路桥梁养护规范》的等级划分依据,确定评估桥梁的技术等级,为桥梁养护、维修、加固提供依据。
图1二级指标模糊综合评判过程
图中为不同的合成运算;为模型。
4 参考文献:
[1]彭祖赠,孙韫玉.模糊(Fuzzy)数学及其应用.武汉大学出版社会.2000.
[2]陈水利,李敬功.模糊集理论及其应用.科学出版社.2005
[3]宋之杰,高晓红.一种多指标综合评价中确定指标权重的方法.燕山大学学报.2002.
[4]中华人民共和国行业标准.公路桥涵养护规范(JTJ H11—2004) .北京:人民交通出版社,2004.
作者简介:
石武利(1983- ),男,陕西省,宝鸡市,2006年毕业于西安石油大学,工程师
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