水垫塘底板运行状态的综合评判方法

水垫塘底板安全实时监控工作的着眼点是对水垫塘底板的实际工作性态做出及时定量的安全评判，评判工作是一个多层次、多目标的复杂分析评价过程，有很大的难度：①需要利用领域内知识和经验对底板安全的概念进行统一和定量化；②水垫塘底板的振动测试所得到的信息非常复杂，不仅存在随机意义上的不确定性，且包含系统内涵和外延上的不确定性，即所谓模糊性。水垫塘底板运行某一故障可能存在多种不同表现形式，且某一等级的故障与某一表现形式之间的联系是不确定的，缺乏非此即彼和一一对应的明显关系。在评价过程中，既要考虑单个测点所反映出的局部结构性态状况，更要考虑多个测点反映出的整体结构性态状况。模糊数学的发展为水垫塘底板故障诊断和安全性态的综合评判提供了有力工具。

水垫塘底板运行性态的模糊综合评判主要进行了以下工作。

（1）评价指标的识别。根据水垫塘底板动力响应特性和领域专家经验确定的水垫塘底板安全监控综合评价指标体系如图5.7所示，评价指标体系分为四级，即：目标层、准则层、子准则层、指标层。

（2）评价等级的划分。通过对已有的划分方法、相应的规程规范、大坝安全定检的经验以及人类的心理活动等多方面因素综合分析，将水垫塘底板运行性态综合评价中的指标评价等级划分为：

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（3）指标的度量方法。根据水垫塘底板安全监控综合评价指标体系的特点，对于指标层的监控指标采用定量识别的方法，即根据监控模型的计算分析，确定X 1，X 2，X 3具体的区间范围，按照安全度等级和监控指标的研究成果进行三级划分。对于准则层的监控指标则采用专家评分的方法，即：根据水垫塘安全评价的特点，选择N个从事水工及结构振动领域的专家，每个专家根据自己的专业知识、实践经验独立地对各定性指标进行评分，然后通过对N位专家的评分进行综合而得到。目前常用的专家评分综合方法有：完全平均法、中间平均法和加权平均法。

（4）隶属函数模型的建立。根据监控指标的层次构架和复杂程度，选用“降半梯形分布图”确定隶属函数[17]。

（5）指标体系的综合评判。根据指标体系综合评判函数式（5.8），对水垫塘底板监控指标评判体系进行三级模糊综合评判。

式中：ai为准则层中第i个指标的权值；a为指标层中第j个指标权值；μ为指标层中第j个指标的隶属度。