高速公路隧道运营安全性综合评价方法研究

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1、公路隧道2015年第1期(总第89期)高速公路隧道运营安全性综合评价方法研究付立家李海鹰谢世平(1．招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067；2．重庆高速公路集团有限公司重庆401121)摘要在分析高速公路隧道运营安全性综合评价特点和评价方法需求的基础上，将熵值理论与模糊物元建模相结合，应用于公路隧道运营安全性综合评价中，建立了基于熵权的模糊物元模型，提出了基于该模型的公路隧道运营安全性综合评价方法。最后，以渝湘高速公路(界石立交至黄草立交段)隧道为例进行工程实践应用分析。结果表明：该方法步骤清晰，易于理解，计算简便，能够定量地评价出隧道运营安

2、全性结果，为隧道运营安全管理决策提供理论和技术支持关键词公路隧道熵模糊物元权重安全评价高速公路隧道运营安全评价研究是隧道运营安的量值，则称为维模糊物元。个事物的维物元组合全保障技术研究的一项重要内容。只有通过对公路在一起便构成个事物的维复合模糊物元，即隧道运营安全状况进行分析和评价才能发现其安全M1M2M隐患的根源，以便采取相应的对策和方案。公路隧C1zl】z21Zml道运营安全评价是以实现系统运营安全为目的，通R一C21222m2过改善公路隧道运营管理条件，减少事故隐患，防止●●●隧道内安全事故的发生。因此，开展公路隧道运营Cnln322m安全评价研

3、究，具有十分重要的现实意义。公路隧式中：R为个事物的个模糊特征的复合物道是一个多元复杂体系，影响其运营安全的因素很’元；M为第i个事物(===1，2，⋯，)；Cj为第J个事多，影响机理也各不相同，一些评价指标本身又难以物第个特征对应的模糊量值。量化，这给隧道运营安全评价带来了很多不确定性1．2从优隶属度模糊物元和模糊性。因此很难建立一个能够准确描述各影响各单项指标相应的模糊值从属于标准方案各对因素之间相互关系的模型对隧道运营安全进行精确应评价指标相应模糊量值的隶属程度，称为从优隶的评价。本文提出利用物元分析理念，并结合模糊属度。从优隶属度一般为正值，由

4、此建立的原则，称集和贴近度的概念，将熵值法引入到权重的计算中，为从优隶属度原则。由于各评价指标特征值对于方建立了基于熵权的模糊物元模型，并基于该模型对案评价来说，有的是越大越优，有的是越小越优，因公路隧道运营安全进行评价，从而为隧道安全评价此，对于不同的隶属度分别采用不同的计算公式，计提供一条可行的新途径。算隶属度的公式有很多，为了更充分地反映隧道安1模糊物元模型全评价各指标的相对性，采用如下形式：越大越优型U一X／maxX1．1模糊物元及复合模糊物元越小越优型一minX，／x物元理论是中国著名学者蔡文教授于1983年式中：“为从优隶属度；maxXmi

5、nX分别为创立的一门系统科学、思维科学和数学交叉的学科，各方案中每一评价指标中的最大值和最小值。通过研究事物变化的条件、途径、规律和方法，解决由此可以构建从优隶属度模糊物元R现实世界中的矛盾或不相容问题，可以对多因素评M1M2M价指标体系进行综合评估。在物元分析中所描述的事物M及其特征c和C1n．￡王21tim1量值X组成物元或，同时把事物的名称、特征和量值R一C21222／Ira2称为物元三要素。如果物元模型中的量值X具有模●●●糊性，便称其为模糊物元。事物有个特征及其相应12研·6。付立家等高速公路隧道运营安全性综合评价方法研究1．3标准模糊物元与

6、差平方复合模糊物元化程度相悖，不切合实际，故需对lnf加以修正，将标准模糊物元R。是指从优隶属度模糊物元其定义为R中各评价指标的从优隶属度的最大值或最小，一÷值。本文以最大值作为最优，也就是各指标从优隶∑(1+b)J一1属度均为1。(4)计算评价指标的熵权W若以A(i一1，2，⋯，；一1，2，⋯，m)表示标准W一(co)1×模糊物元R。与复合从优隶属度模糊物元R中各L∞一，且满足妻一1项差的平方，则组成差平方复合模糊物元R，即△一H一(一)，可表示为M1M2M3贴近度和综合评价Cl△11△21△1R△一C2△l2△22△z贴近度是指被评价样品与标准样品

7、两者互相接近的程度，其值越大表示两者越接近，反之则相离较C△1△2△远。从而，可以根据贴近度的大小对各方案进行优劣排序，也可以根据标准值的贴近度进行类别划分。2熵值法确定权重系数考虑到本文的具体评价意义，采用欧氏贴近度pH，在确定评价指标的权重时，往往多采用主观确作为评价标准，运用(·，+)算法(即先乘后加)来计定权重的方法，如AHP方法等。这样就会造成评算和构建贴近度复合模糊物元

8、R价结果可能由于人的主观因素而形成偏差。在信息rM1M2⋯]一论中，熵值反映了信息无序化程度，其值越小，系统‘[,oHjpHpH2⋯pHj无序度越小，故可用信息熵评价所获系

9、统信息的有厂———一序度及其效用，即由评价指标值构成的判断矩阵来式中：pH，一1一／∑∞(一1