考虑主客观交叉融合权重的桥梁风险评估方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑主客观交叉融合权重的桥梁风险评估方法。采用指数区间数来模糊化处理主观性数据，使主观判断的模糊性和数据的不确定性达到一致，采用聚类分析方法计算专家个人权重，消减专家个体偏差影响。基于集值统计理论，通过群决策思想采用落影法计算专家主观综合指标权重集，采用熵权法得到指标客观综合权重，进而基于最小交叉熵准则，计算主客观交叉融合指标权重。最后采用模糊综合评价方法进行逐层综合评判，综合风险概率和风险损失获得桥梁风险评价结果。本发明专利技术与同类别的评估方法相比，更好的体现决策者的主观意愿以及反映客观信息的精确性，充分考虑了群体决策的特点，为桥梁健康评估提供一种科学的、可靠的评价方法和流程。价方法和流程。价方法和流程。

【技术实现步骤摘要】
考虑主客观交叉融合权重的桥梁风险评估方法


[0001]本专利技术涉及桥梁风险评估领域，工程项目管理领域以及桥梁健康检测养护领域，具体涉及基于集值和熵权理论的桥梁工程主客观综合风险评估与管理养护方法。

技术介绍

[0002]我国是桥梁大国，新老桥数量都位于世界前列，因而高效科学的桥梁健康评测对防范、控制和降低其全寿命期间的风险和损失有着重要的意义，但现有的桥梁健康状况评估以高资源、高人耗、低效益、难操作为主要特征。因此有必要建立一套系统的评估方法，对桥梁的综合状态进行评估，从而为桥梁管理部门提供决策的依据。
[0003]目前桥梁健康评估系统，数据主要来源于人工检测的数据和健康监测系统采集的数据。然而，受到监测系统高成本、监测数据可靠性及现有评估方法的制约，目前桥梁评估仍以人工检测数据为主，监测数据为辅。传统的人工检测项目众多，且大多依靠检测人员的主观经验判断。而在评估管理领域，目前仍以主观评估方法作为主要评估手段，导致最终评估结果易受决策者经验、知识等因素的影响,造成决策的过程与结果具有较强的主观性。客观评估方法虽少有呈现，但客观评估方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑主客观交叉融合权重的桥梁风险评估方法，其特征在于，包括如下步骤：1)根据对桥梁风险源的识别结果，以风险管控目标为目标层指标，将目标层以影响风险管控目标的因素为依据划分为中间层指标，然后根据影响中间层指标的因素将各个中间层指标进一步划分，依次类推，直至达到需求的指标分解精度形成桥梁风险评估指标模型，模型最后一层作为底层指标。通过专家对底层指标进行评判，并依据韦伯定律建立指数区间数判断矩阵A。2)构建指数区间数的概率模型，建立便于一致性检验的近似数值判断矩阵B。运用特征根法计算各评判专家的主观指标权重集。3)基于聚类分析法，建立各专家的个体偏好权重，其中专家个体偏好权重由专家聚类分析后的类间权重ρ
a
及类内权重ρ
b
相乘所得，类间权重为通过聚类形成各类后的权重，类内权重即为各类内专家的权重。4)基于集值统计理论，运用落影法并结合步骤3)得到的专家个体偏好权重通过群决策进行集值分析，得到群决策判断矩阵C。运用特征根法计算群决策判断矩阵C，得到基于群决策的主观综合指标权重集ω
s
。5)采用隶属度函数，定量描述数值型指标，获得其隶属度；语义型指标采用专家调查法由统计手段获得其隶属度。将数值型指标的隶属度和语义型指标的隶属度集合形成评价隶属度矩阵。6)建立基于指标评价等级的属性矩阵D，采用熵权法计算群决策的评价指标属性矩阵D的客观综合权重集ω
o
。属性矩阵是描述各个指标隶属于各个评价等级的客观赋值矩阵。7)基于步骤4)的得到主观综合指标权重集ω
s
和客观综合权重集ω
o
，并利用最小叉熵准则建立主客观权重优化模型L(γ,ω)，求解后得到底层指标主客观融合指标权重集ω。8)基于AHP
‑
FCE法，结合底层指标主客观融合权重集和评价隶属度矩阵，计算得到对应的中间层指标评价隶属度，并采用步骤1)～7)的方法通过专家对中间层指标进行评判得到中间层指标主客观融合指标权重集，进一步计算得到更上一层的指标评价隶属度，依此逐层进行评判，最终得到目标层指标隶属度向量R，结合评语集得到目标指标风险估计结果F，根据计算结果查询相关指南得到桥梁综合风险评价。2.按照权利要求1所述的一种考虑主客观交叉融合权重的桥梁风险评估方法，其特征在于：桥梁风险源的识别具体通过桥梁事故和研究资料分析危险事态以及不确定性风险的辨识，运用资料法、故障树法、专家调查法等方法进行识别。3.按照权利要求1所述的一种考虑主客观交叉融合权重的桥梁风险评估方法，其特征在于：步骤1)中，依据韦伯
‑
费希纳定律建立“主观等差，客观等比”的指数标度通用公式：a
ij
＝u
x
,x＝0,
±
1,
±2…
,
±
8；i,j＝0,1,...,n式中：a
ij
表示评价指标i与评价指标j的重要性比率；u为比较指标的重要性比率常数，x为主观等差判断等级，n为评价指标个数。采用指数区间数标度a
′
ij
代替指数标度a
ij
，使专家主观判断的模糊性和不确定性相一致，即评估结果更加科学。致，即评估结果更加科学。
4.按照权利要求3所述的一种考虑主客观交叉融合权重的桥梁风险评估方法，其特征在于：步骤2)中，专家对任意两指标间的指数区间主观等差判断等级x可认为服从期望为μ，方差为σ2的正态分布，根据正态分布概率模型，即其中由于区间数比较值a
′
ij
为主观判断等级x的幂函数，故其概率密度函数为：采用概率分布函数均数a
′
ij,*
构成数值判断矩阵，即对上式在求偏导数求解得到:依据3σ准则(P(|x
‑
μ|≤3σ)≈0.997)对随机变量均值和方差的估计结果，即x
L
＝μ
‑
3σ，x
R
＝μ+3σ，得到μ＝(x
L
+x
R
)/2，σ＝(x
R
‑
x
L
)/6，带入上式化简得到a
′
ij,*
的近似估计数值b
ij
：并采用一致性比率CR其中λ
max
为最大特征根，n为矩阵阶数；RI为平均随机一致性指标，当CR≤0.1时，认为专家判断矩阵满足一致性的要求，否则需要重新进行重要性判断。5.按照权利要求1所述的一种考虑主客观交叉融合权重的桥梁风险评估方法，其特征在于：步骤3)中，基于聚类分析法，对比各专家的指标权重向量的差异度记为Δ(q
k
,q
l
)，q
k
为第k位专家的指标权重向量集，q
l
为第l位专家的指标权重向量集。当q
k
＝q
l
，即Δ(q
k
,q
l
)＝0时，表明专家间偏好程度完全一致，反之则相反。运用聚类分析方法，设置阈值T≤max[Δ(q
k
,q
l
)]/10。当Δ(q
k
,q
l
)≤T时，即专家k和专家l归划为同一类。专家权重ρ
k
包...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杭楷，孙博，曹文森，阮伟东，廖小伟，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：