基于直觉模糊层次法和云模型的水工钢闸门评估

李奇　郑圣义

关键词：直觉模糊层次法;云模型;水工钢闸门;安全评估

中图分类号：TV62;TV882.1 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2022.03.023

引用格式：李奇，郑圣義.基于直觉模糊层次法和云模型的水工钢闸门评估[J].人民黄河，2022，44（3）：118-121，143.

近年来，我国水利水电事业蓬勃发展，建设了众多大型水电站、水闸等水利设施，而在这些建筑物中起调节水量作用的水工钢闸门也大力发展，闸门的水头越来越高，孔口和流量越来越大，但闸门越来越轻型化，其安全性显得尤为重要[1]。钢闸门在运行多年后难免产生磨损、锈蚀、老化、安全系数降低等一系列影响其安全运行的问题，因此必须定期对钢闸门进行检测[2]，合理评估闸门的安全状态，对其存在的安全问题及时发现并处理。早在1997年，郑圣义等[3]就对水工钢闸门安全检测和安全评估进行了简要描述。之后杨光明等[4]分析了综合评价法和可靠度分析法用于水工钢闸门安全评价的可行性。随着无损检测技术的发展，其也在钢闸门检测中得到推广应用，LIK[5]基于贝叶斯定理和钢闸门无损检测结果，对钢闸门的疲劳可靠度进行了更新。李剑斌等[6]采用层次法和模糊评价方法对水工钢闸门的安全状态进行了全面评价，证明这种方法是有效的。贾文斌等[7]采用改进的层次法对钢闸门进行分析，解决了层次法中判断矩阵一致性较难满足的问题。危文广等[8]采用变权法对层次法分析闸门时各项指标权重加以修正，减少了主观因素的影响。蒋荣等[9]建立了基于TOPSIS方法的水工钢闸门安全评价模型。水工钢闸门的安全状态评估是一个不确定性和模糊性的问题，评估指标中定量与定性指标同时存在，采用传统的方法难以避免这些方面的影响。考虑到这些因素的影响，笔者将直觉模糊层次法和云模型方法相结合进行钢闸门安全评估。

1构建水工钢闸门安全评估指标体系

依据《水闸安全评价导则》[10]，采用层次分析的方法，将钢闸门的安全评估体系分为3个层次：①目标层，水工钢闸门安全状态的评估结果;②一级指标层，包含水工钢闸门的闸门质量、腐蚀情况、焊缝情况、闸门强度、闸门刚度、启闭力、运转情况等;③二级指标层，闸门各项检测指标，这些指标都对闸门的安全灵活运行有着重要影响，是闸门安全检测的基础。通过对钢闸门检测指标进行层次分析，建立评估指标体系，见表1。评估指标包含定性和定量两类：对于定性指标，可以结合专家意见和经验给出评估指标标准及标准值;对于定量指标，由于其物理含义各不相同，评估的标准值也不同，因此在进行安全评估之前，必须对各项指标值进行标准化处理。

2直觉模糊层次法

4结论

本文将直觉模糊层次法和云模型方法相结合用于闸门的安全评估，为闸门的安全状态评估开辟了一种新途径。基于直觉模糊层次分析的方法求得各项指标的权重，考虑了专家做决定时的犹豫性和不确定性的影响，得出的权重更加符合实际情况。同时，采用诊断云图和状态云图相互比较的方法得到闸门的评估结果，考虑了指标的不确定性和模糊性。通过工程实例评估表明，本文方法评估结果是准确合理的。

【责任编辑 张华岩】