基于组合赋权-非线性FAHP的钻爆法施工风险评价方法技术

本发明专利技术公开了基于组合赋权

【技术实现步骤摘要】
基于组合赋权
‑
非线性FAHP的钻爆法施工风险评价方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，具体涉及基于组合赋权
‑
非线性FAHP的钻爆法施工风险评价方法。

技术介绍

[0002]钻爆法因其具有适应性广、工效高、灵活性大、经济性好等特点，很好的适应了我国国土面积大，地质条件千差万别的国情。但钻爆作业环节仍大量使用人工凿眼和手工装药等没有机械化作业的工序，作业环境差，对人员专业技术和管理要求较高，并且具有一定的危险性，操作不当或管理混乱易导致严重的安全生产事故。现有的施工风险评估方法大多依靠专家的经验对钻爆法施工进行专家打分进而分析计算，其主观性较强，评价结果可能会因专家的主观原因出现片面性。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了基于组合赋权
‑
非线性FAHP的钻爆法施工风险评价方法，包括如下步骤：
[0004]步骤一：建立钻爆法施工风险指标体系；
[0005]步骤二：根据施工风险指标体系计算权重，并将权重协调分配为组合权重；
[0006]根据施工风险指标体系构建风险因素，通过对风险因素评估确定隶属度向量，通过隶属度向量构造模糊关系矩阵；
[0007]步骤三：分析组合权重和模糊关系矩阵得到综合评判结果，对综合评判结果通过最大隶属度原则，确定钻爆法施工的风险等级。
[0008]进一步地，所述步骤一中，根据现场实际施工管理的经验和WBS
‑
RBS法建立钻爆法施工风险指标体系。
[0009]进一步地，通过构建钻爆法隧道施工工作分解结构和钻爆法施工风险源分解结构，对钻爆法隧道施工过程中涉及到的施工工序和施工风险源进行识别，并建立风险辨识耦合矩阵，通过风险辨识耦合矩阵构建钻爆法施工风险指标体系。
[0010]进一步地，所述权重包括：主观权重和客观权重；
[0011]所述步骤二中，根据施工风险指标体系计算主观权重和客观权重，并通过博弈论组合赋权法协调分配主观权重和客观权重为组合权重。
[0012]进一步地，所述步骤三中，利用非线性算子综合分析组合权重和模糊关系矩阵，并通过最大隶属度原则，确定钻爆法施工的风险等级。
[0013]进一步地，所述主观权重计算：
[0014]建立判断矩阵G：G＝(g
ij
)
n
×
n
，求解建立的判断矩阵G得到最大特征值λ
max
及对应的特征向量M；
[0015]对构建的判断矩阵进行一致性检验，通过后进一步归一化处理得到主观权重向量；
[0016]其中，一致性检验包括：
[0017]一致性指标：
[0018][0019]式中：CI为一致性指标。
[0020]一致性比率：
[0021][0022]式中：CR为一致性比率。
[0023]进一步地，所述客观权重计算：
[0024]对钻爆法施工风险各项指标进行打分，得到原始样本矩阵X并对样本矩阵进行标准化处理，得到协方差矩阵Z；
[0025][0026]求解协方差矩阵Z，得到特征值λ
′
＝[λ
′1,λ
′2,
…
λ
′
m
]和对应的特征向量v＝[v1,v2,
…
,v
m
]T
；
[0027]计算各特征值的方差贡献率b
j
和累计方差贡献率a
p
，并确定主成分个数；
[0028][0029]计算各评价指标的得分系数得到各指标客观权重系数，并归一化处理得到最终的客观权重向量。
[0030]进一步地，所述组合权重计算：
[0031]根据得到的主观权重和客观权重构建权重向量集Mk，得到权重向量Mk的任意线性组合为：
[0032][0033]式中：α
k
为线性组合权重系数；
[0034]对线性组合系数α
k
进行优化，使M与Mk的离差极小化得出最优权重，目标函数为：
[0035][0036]根据矩阵微分性质得出上式最优化的一阶导数条件的线性方程组为:
[0037][0038]对求出的优化权重系数进行归一化处理得到优化线性系数β：
[0039][0040]进而得到组合权重M*：
[0041][0042]进一步地，所述模糊关系矩阵计算：
[0043]通过对钻爆法施工风险因素打分，确定各风险因素对风险等级的隶属度向量：D
i
＝[d
i1
,d
i2
,d
i3
,d
i4
,d
i5
]，进一步组合为模糊关系矩阵Q：
[0044][0045]本专利技术的有益效果：
[0046]通过钻爆法施工WBS和钻爆法施工风险源RBS耦合的方式,识别钻爆法施工风险指标并建立钻爆法施工风险体系，能够更全面更系统地识别风险，减少风险的遗漏,更好地反映钻爆法施工实际情况。
[0047]利用层次分析法和主成分分析法分别计算主观权重和客观权重，再通过博弈论组合赋权协调分配并组合两种赋权方法，避免单一赋权法的局限性，提高风险评价指标权重的可靠性。
[0048]改进了传统的模糊评价方法，引入非线性算子，能够更好反映评价的非线性特征和高风险因素对评价结果的影响，得到更为合理的评价结果。
附图说明
[0049]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0050]图1为钻爆法施工工作分解结构示意图；
[0051]图2为钻爆法施工风险分解结构示意图；
[0052]图3为钻爆法施工风险评价指标体系；
[0053]图4为钻爆法施工风险评价流程图；
[0054]图5为大凉山1号隧道总体设计示意图。
具体实施方式
[0055]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。
[0056]实施例一
[0057]参见图1至图4，基于组合赋权
‑
非线性FAHP的钻爆法施工风险评价方法，包括如下步骤：
[0058]步骤一、根据现场实际施工管理的经验和WBS
‑
RBS法建立钻爆法施工风险指标体系；
[0059]其中，分别构建钻爆法隧道施工工作分解结构(WBS)和钻爆法施工风险源分解结构(RBS)对钻爆法隧道施工过程中涉及到的施工工序和施工风险进行识别，并建立风险辨识耦合矩阵，进一步构建钻爆法施工风险指标体系。
[0060]1.1、将钻爆法施工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于组合赋权
‑
非线性FAHP的钻爆法施工风险评价方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：建立钻爆法施工风险指标体系；步骤二：根据施工风险指标体系计算权重，并将权重协调分配为组合权重；根据施工风险指标体系构建风险因素，通过对风险因素评估确定隶属度向量，通过隶属度向量构造模糊关系矩阵；步骤三：分析组合权重和模糊关系矩阵得到综合评判结果，对综合评判结果通过最大隶属度原则，确定钻爆法施工的风险等级。2.根据权利要求1所述的基于组合赋权
‑
非线性FAHP的钻爆法施工风险评价方法，其特征在于，所述步骤一中，根据现场实际施工管理的经验和WBS
‑
RBS法建立钻爆法施工风险指标体系。3.根据权利要求2所述的基于组合赋权
‑
非线性FAHP的钻爆法施工风险评价方法，其特征在于，通过构建钻爆法隧道施工工作分解结构和钻爆法施工风险源分解结构，对钻爆法隧道施工过程中涉及到的施工工序和施工风险源进行识别，并建立风险辨识耦合矩阵，通过风险辨识耦合矩阵构建钻爆法施工风险指标体系。4.根据权利要求1所述的基于组合赋权
‑
非线性FAHP的钻爆法施工风险评价方法，其特征在于，所述权重包括：主观权重和客观权重；所述步骤二中，根据施工风险指标体系计算主观权重和客观权重，并通过博弈论组合赋权法协调分配主观权重和客观权重为组合权重。5.根据权利要求1所述的基于组合赋权
‑
非线性FAHP的钻爆法施工风险评价方法，其特征在于，所述步骤三中，利用非线性算子综合分析组合权重和模糊关系矩阵，并通过最大隶属度原则，确定钻爆法施工的风险等级。6.根据权利要求4所述的基于组合赋权
‑
非线性FAHP的钻爆法施工风险评价方法，其特征在于，所述主观权重计算：建立判断矩阵G：G＝(g
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昱玮，宋战平，杨棚涛，成涛，许王亮，徐磊磊，孙引浩，高永吉，
申请(专利权)人：中铁北京局集团第一工程有限公司中铁二十局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：