【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁安全风险评估领域，具体是一种基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，以及用于实现该方法的计算机设备和存储介质。
技术介绍
1、随着新建桥梁数量日益增加，新老桥梁都承担了大量的车辆荷载，以及其他自然因素影响等都对桥梁造成了一定的危害。桥梁的健康安全也逐渐成为人们关注的重点对象，如何科学的预防、控制、评估桥梁风险，是当下亟需解决的难题。
2、但目前桥梁安全风险评估，需要耗费大量的人力、物力，也不易操作，并且对于一些特殊桥梁，影响因素较多，无法综合评估。为此，需要建立一个高效的综合评估方法，来提高风险评估效率和准确性，并相较于传统评估能够降低成本，为桥梁相关单位的管理养护提供参考和借鉴。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法、设备及介质，该评估方法通过采用熵权法和模糊综合评价方法，综合各方面因素影响，全面评估了桥梁安全风险，提高了风险评估效率及准确性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术公开一种基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，包括s1～s4。
4、s1.根据桥梁安全隐患的风险辨识结果划分评估类别，建立桥梁安全风险评估层，每个评估层由多个评估单元构成。
5、s2.对评估单元的原始数据进行无量纲标准化处理，通过熵权法对处理后的数据进行计算以得到评估单元的权重。
6、s3.计算评估单元对应桥梁不同评价等级
7、s4.对评估单元的权重及隶属度结果进行多级模糊综合评价，获取综合评分并据此判定桥梁安全风险评估等级。
8、作为上述方案的进一步改进，s1中，共有m个不同评估类别的评估层构成评价因素集a，即a＝{b1,b2,…,bm}，bi为第i个评估层，i＝1,2,…,m；评估层bi由n个评估单元组成，即bi＝{ci1,ci2,…,cin}，cij为评估层bi下的第j个评估单元，j＝1,2,…,n。
9、作为上述方案的进一步改进，s2中，根据评估单元的正负性对评估单元的原始数据进行无量纲标准化处理。
10、其中，正向评估单元的标准化公式为：
11、
12、负向评估单元的标准化公式为：
13、
14、式中，t为评估单元的样本数，i'＝1,2,…,t；xi'j为第i'个样本的第j个评估单元的原始数据；yi'j为无量纲标准化处理后的数据。
15、作为上述方案的进一步改进，s2中，通过熵权法对处理后的数据进行计算以得到评估单元的权重包括以下具体步骤，即s21～s23。
16、s21.计算第j个评估单元所在第i'样本的数值比重pi'j：
17、
18、s22.计算第j个评估单元的信息熵值ej：
19、
20、式中，使得lnpi'j有意义，设定pi'j＝0时，pi'jlnpi'j＝0。
21、s23.采用以下公式计算第j个评估单元的权重wj：
22、
23、
24、
25、式中，是各评估单元信息熵的均值。
26、作为上述方案的进一步改进，s3包括以下具体步骤，即s31～s34。
27、s31.建立桥梁评价结果集v＝{v1,v2,…,vs}，用于存放桥梁s种评价等级。
28、s32.将评价等级用百分制表示，从而设定不同评价等级对应的评分区间。
29、s33.对评分区间做模糊化处理，即确定s种评价等级所在评分区间的区间中值，从而得到评分集g＝{g1,g2,…,gs}，g1,g2,…,gs为s个区间中值。
30、s34.为评分集g中的每个区间中值选取对应的隶属函数，依据评估单元数据与各评分区间的关系，计算评估单元的隶属度。
31、作为上述方案的进一步改进，s34中，隶属函数采用梯形与三角形组合的线性函数。
32、作为上述方案的进一步改进，s4包括以下具体步骤，即s41～s44。
33、s41.一级模糊综合评价：对每个评估层下的多个评估单元进行等级评价，经过排列得到隶属度矩阵ri，将各个评估单元的隶属度与对应的权重wi进行乘积得到一级评价结果集pi，再将一级评价结果集pi与评分集gt乘积，得到评估层的评分gi，计算公式如下：
34、
35、pi＝wi·ri＝(wi1,wi2,…,win)·ri
36、gi＝pi·gt
37、式中，ri表示第i个评估层bi的隶属度矩阵，rijk为第i个评估层bi下的第j个评估单元cij对应的第k种评价等级的隶属度，k＝1,2,…,s；wi＝{wi1,wi2,…,win}表示第i个评估层中所有评估单元的权重集合；pi表示第i个评估层bi对应的一级评价结果集；gi表示第i个评估层bi的评分；评分集gt中的上标t表示矩阵的转置。
38、s42.二级模糊评价：参照s41的方式对每个评估层进行二级模糊评价，将所有一级评价结果集组合成新的隶属度矩阵，在与对应的权重进行乘积得到二级评价结果集，计算公式如下：
39、
40、式中，q表示所述二级评价结果集；p表示所述新的隶属度矩阵；w＝{w1,w2,…,wm}表示所有评估层的权重集合；pm表示第m个评估层对应的一级评价结果集。
41、s43.将二级评价结果集q与评分集gt乘积，得出综合评分y＝q·gt。
42、s44.根据综合评分y确定桥梁安全风险评估的等级。
43、作为上述方案的进一步改进，步骤s4中，从低层评估单元逐渐向高层评估单元评价，直到得出最后的综合评估结果。
44、本专利技术还公开一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序以实现上述基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法。
45、本专利技术还公开一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法。
46、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
47、1、本专利技术提供的基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，能够综合各方面因素影响，全面评估了桥梁安全风险，提高了风险评估效率及准确性。
48、2、本专利技术改进的熵权法攻克了信息熵值趋于特殊情况下的不足之处，减小了误差，使得权重结果更加适宜。
49、3、本专利技术优化的模糊综合评价方法，打破了传统中仅依据最大隶属度原则判断等级的简单方法，将等级用百分制表示，并做模糊化处理，获取了桥梁的最终评分和评估等级，使得桥梁评估等级更加精确。
50、4、本专利技术提供的计算机设备及存储介质能够产生与上述方法相同的有益效果，在此不再赘述。
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1.基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，其特征在于，S1中，共有m个不同评估类别的评估层构成评价因素集A，即A＝{B1,B2,…,Bm}，Bi为第i个评估层，i＝1,2,…,m；评估层Bi由n个评估单元组成，即Bi＝{Ci1,Ci2,…,Cin}，Cij为评估层Bi下的第j个评估单元，j＝1,2,…,n。
3.根据权利要求2所述的基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，其特征在于，S2中，根据评估单元的正负性对评估单元的原始数据进行无量纲标准化处理；其中，
4.根据权利要求3所述的基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，其特征在于，S2中，通过熵权法对处理后的数据进行计算以得到评估单元的权重包括以下具体步骤：
5.根据权利要求2所述的基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，其特征在于，S3包括以下具体步骤：
6.根据权利要求5所述的基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，其特征在于，S34中，隶属函数采用梯形与三角形组合的线性函数。<...
【技术特征摘要】
1.基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，其特征在于，s1中，共有m个不同评估类别的评估层构成评价因素集a，即a＝{b1,b2,…,bm}，bi为第i个评估层，i＝1,2,…,m；评估层bi由n个评估单元组成，即bi＝{ci1,ci2,…,cin}，cij为评估层bi下的第j个评估单元，j＝1,2,…,n。
3.根据权利要求2所述的基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，其特征在于，s2中，根据评估单元的正负性对评估单元的原始数据进行无量纲标准化处理；其中，
4.根据权利要求3所述的基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，其特征在于，s2中，通过熵权法对处理后的数据进行计算以得到评估单元的权重包括以下具体步骤：
5.根据权利要求2所述的基于熵权模糊综合的桥梁安全风险评估方法，其特征在于，s...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩运，汪正兴，付明，李舒，楚帅，陈登国，
申请(专利权)人：清华大学合肥公共安全研究院，
类型：发明
国别省市：
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