邊坡治理綜合評(píng)價(jià)方法研究

趙二平，曹秀軍

(1.三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖北宜昌443002;2.鶴壁無(wú)線(xiàn)電器廠(chǎng)，河南鶴壁458030)

在水電、公路等建設(shè)工程施工中，經(jīng)常會(huì)遇到各種天然或者人工邊坡，邊坡治理不僅可確保工程安全，更可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益.

國(guó)內(nèi)外一些專(zhuān)家學(xué)者對(duì)邊坡治理方案的選取方法以及治理效果進(jìn)行了研究.鄧擎旗等［1］結(jié)合某特殊邊坡對(duì)邊坡治理設(shè)計(jì)中方案的優(yōu)選進(jìn)行了分析，通過(guò)方案優(yōu)選，節(jié)約工程投資800萬(wàn)元.房銳［2］對(duì)公路邊坡治理工程效果建立了綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng);劉懷相等［3］建立了基于層次分析法的邊坡治理方案評(píng)價(jià)模型，并利用該評(píng)價(jià)模型對(duì)某邊坡治理方案的選取進(jìn)行了實(shí)踐.楊海紅等［4］應(yīng)用層次分析法對(duì)黃土邊坡的治理方案進(jìn)行了優(yōu)選.李汀［5］探討了在高邊坡治理過(guò)程中，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性，并介紹了一些治理巖質(zhì)高邊坡的新技術(shù)、新方法.韓新強(qiáng)等［6］從安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益兩方面探討了公路邊坡的治理方法的選取.綜合以上研究，筆者考慮邊坡治理工程中的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境方面的影響因素，研究邊坡治理的綜合評(píng)價(jià)方法.

邊坡治理效果的綜合評(píng)價(jià)具有一定的模糊性［7］，在之前的研究中，未對(duì)不同行業(yè)專(zhuān)家的意見(jiàn)和建議進(jìn)行定量考慮.筆者綜合分析不同行業(yè)專(zhuān)家的意見(jiàn)，建立邊坡治理評(píng)估體系，以層析分析法、直覺(jué)模糊集理論為基礎(chǔ)，建立邊坡治理綜合評(píng)價(jià)方法，并結(jié)合實(shí)例驗(yàn)證該方法的可行性、適用性和有效性.

1 邊坡治理效果綜合評(píng)價(jià)方法

應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)和模糊數(shù)學(xué)理論將邊坡治理工程中的各種定性因素定量化，是進(jìn)行邊坡治理綜合評(píng)價(jià)的重要思路和發(fā)展趨勢(shì).

1.1 邊坡治理效果綜合評(píng)價(jià)體系的建立

邊坡治理的目的是確保人民生命、財(cái)產(chǎn)不受或少受損失，所以對(duì)邊坡治理工程治理效果的評(píng)價(jià)是邊坡治理工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié).全面、科學(xué)、合理、高效的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系必不可少.通過(guò)對(duì)邊坡治理效果各影響因素的綜合分析，建立了邊坡治理效果綜合評(píng)價(jià)體系，如圖1所示.

圖1 邊坡治理效果綜合評(píng)價(jià)體系

1.2 層次分析法確定各方案的權(quán)重系數(shù)

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)將定性與定量問(wèn)題有機(jī)結(jié)合，最終得出量化的評(píng)價(jià)指標(biāo).其一般步驟為:首先按照問(wèn)題性質(zhì)和總目標(biāo)將問(wèn)題分成不同層次，構(gòu)成一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型;然后確定最低層對(duì)于最高層的相對(duì)重要性權(quán)值.具體步驟如下.

1)寫(xiě)出針對(duì)上一層某元素的判斷矩陣B.

bij是某一層次第i項(xiàng)指標(biāo)與第j項(xiàng)指標(biāo)的重要程度對(duì)比，其取值遵循以下規(guī)律:bij=1，第i項(xiàng)指標(biāo)與第j項(xiàng)指標(biāo)同樣重要;bij=3，第i項(xiàng)指標(biāo)比第j項(xiàng)指標(biāo)稍微重要;bij=5，第i項(xiàng)指標(biāo)比第j項(xiàng)指標(biāo)明顯重要;bij=7，第i項(xiàng)指標(biāo)比第j項(xiàng)指標(biāo)重要得多;bij=9，第i項(xiàng)指標(biāo)比第j項(xiàng)指標(biāo)極端重要;bij=2，4，6，8，介于以上各情況之間;bij=1/bji，兩個(gè)元素的反比較;且只要bij滿(mǎn)足以上關(guān)系，判斷矩陣B就具有完全一致性.

2)用和積法求出各層的最大特征向量W，得出層次單排序，W=(w1，w2，…，wn)T.

3)利用層次單排序的結(jié)果，進(jìn)一步綜合得出對(duì)更上一層次的優(yōu)劣順序，即計(jì)算層次總排序.

1.3 直覺(jué)模糊集理論確定治理方案優(yōu)劣

直覺(jué)模糊集與傳統(tǒng)模糊集的區(qū)別是增加了非隸屬度函數(shù)，能更加真實(shí)地描述客觀世界的模糊性本質(zhì).利用模糊集理論中直覺(jué)模糊數(shù)的加權(quán)平均(IFWA)算子和混合集結(jié)(IFHA)算子［8－9］將專(zhuān)家權(quán)重引入效果評(píng)價(jià)，對(duì)邊坡治理進(jìn)行綜合屬性值的排序，確定各工程項(xiàng)目治理效果的好壞排序.

2 實(shí)例分析

假定某工程項(xiàng)目部計(jì)劃對(duì)甲、乙兩個(gè)人工開(kāi)挖邊坡進(jìn)行邊坡治理效果的綜合評(píng)價(jià)，對(duì)比兩個(gè)邊坡治理效果的優(yōu)劣.通過(guò)對(duì)邊坡進(jìn)行綜合考察與分析，建立邊坡治理效果的層次分析模型(圖1)，同時(shí)邀請(qǐng)3位專(zhuān)家對(duì)各主要評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終得出治理效果比較好的邊坡.

1)建立層間判斷矩陣，計(jì)算B層各指標(biāo)綜合權(quán)重.O－A層和A－B層的層間判斷矩陣如下.

O－A層判斷矩陣:

A1－B層判斷矩陣:

A2－B層判斷矩陣:

A3－B層判斷矩陣:

通過(guò)計(jì)算，得到B層各指標(biāo)的權(quán)重為

2)確定專(zhuān)家的直覺(jué)模糊信息.3位專(zhuān)家的權(quán)重向量 w=(0.3，0.4，0.3)，通過(guò)對(duì)兩個(gè)邊坡的綜合考察及分析，專(zhuān)家1，2，3對(duì)甲、乙兩邊坡治理項(xiàng)目的決策矩陣見(jiàn)表1—3.

3)利用IFWA算子得到3個(gè)專(zhuān)家對(duì)甲、乙兩個(gè)項(xiàng)目的個(gè)體綜合屬性值.

表1 決策矩陣1

表2 決策矩陣2

表3 決策矩陣3

4)利用IFHA算子得到甲、乙兩項(xiàng)目的群體綜合屬性值.

r1=(0.788，0.199)， r2=(0.781，0.128).則甲、乙兩個(gè)邊坡治理方案的群體綜合屬性值的得分分別為:

因?yàn)镾(r1)＞S(r2)，所以可以判斷邊坡甲比乙的治理效果好.

3 結(jié)語(yǔ)

邊坡的穩(wěn)定性涉及到工程的安全，而邊坡治理效果的綜合評(píng)價(jià)可以體現(xiàn)邊坡治理方案治理效果的好壞.以層次分析法、直覺(jué)模糊集理論為基礎(chǔ)，提出的邊坡治理綜合評(píng)價(jià)方法，經(jīng)實(shí)例驗(yàn)證，該方法將不同行業(yè)專(zhuān)家評(píng)價(jià)信息的模糊性以定量的方式描述，可以較全面地應(yīng)用專(zhuān)家信息，為邊坡治理工程設(shè)計(jì)方案的選取提供參考.但是，應(yīng)用此方法時(shí)，為了保證評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀、真實(shí)性，針對(duì)不同的邊坡，在層次結(jié)構(gòu)的建立和專(zhuān)家組成員的選擇上必須做到合情合理.

［1］鄧擎旗，王峰.高邊坡治理方案設(shè)計(jì)優(yōu)化分析［J］.陜西建筑，2009(171):66－70.

［2］房銳.公路邊坡治理工程效果評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究［D］.北京:中國(guó)鐵道科學(xué)研究院，2009.

［3］劉懷相，曾勝，朱罡.基于層次分析法的邊坡治理方案優(yōu)化選擇［J］.中外公路，2007，27(5):27 －31.

［4］楊海紅，李紅英.層次分析法在黃土邊坡治理方案優(yōu)選中的應(yīng)用［J］.長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2006，23(3):55 －58.

［5］李汀.巖質(zhì)高邊坡治理與景觀設(shè)計(jì)［J］.科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2006，16(18):90 －291.

［6］韓新強(qiáng)，王洪興，李濤.公路邊坡治理中的綜合開(kāi)發(fā)探討［J］.中國(guó)水運(yùn)，2008，6(1):120－121.

［7］高秋野.綜合決策在邊坡治理中的研究與應(yīng)用［D］.青島:山東科技大學(xué)，2008.

［8］張學(xué)軍，衛(wèi)貴武.基于直覺(jué)模糊集的風(fēng)險(xiǎn)投資項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)群體評(píng)價(jià)方法［J］.科技管理研究，2009(7):448－450.

［9］俞有光，鐘子發(fā).基于直覺(jué)模糊集的通信信號(hào)重要性評(píng)估方法研究［C］∥中國(guó)通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)工作委員會(huì).中國(guó)通信學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(上).北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2009.