基于未确知测度模型的拆除爆破效果综合评价研究

李　鸿，代青松，李　杰

(贵州新联爆破工程集团有限公司，　贵州 贵阳　550002)



基于未确知测度模型的拆除爆破效果综合评价研究

李鸿，代青松，李杰

(贵州新联爆破工程集团有限公司，贵州 贵阳550002)

在未确知测度理论模型研究基础上，建立了拆除爆破效果相关评价模型，并结合贵阳市发电厂2#冷却塔抢险拆除爆破工程的现场情况，采用信息熵及置信度对该抢险工程拆除爆破效果进行客观的综合评价。最终评价结果表明：在评价指标相关权重以及识别准则的基础上，该抢险工程拆除爆破效果评价等级为“好”。

未确知测度；拆除爆破；综合评价

随着城市快速发展及节能减排相关要求，需对城市部分高大建(构)筑物进行爆破拆除，使得相应的拆除爆破技术在建(构)筑物拆除施工过程中的应用越来越多。然而在拆除爆破过程中影响拆除爆破效果有许多外界因素，为了保证拆除过程中的爆破效果，有必要分析找出影响拆除爆破效果的因素之间主要和次要的关系。本文以未确知测度基础，对拆除爆破效果进行客观评价，为拆除爆破工程提供相应的指导和参考。

1　未确知测度模型

上世纪90年代由王光远教授提出了未确知信息及其相应的理论，该理论是一种新型的不确定性信息理论[1]。随着该不确定性信息理论的发展，不同行业的专家学者将该理论转化为未确知测度评价模型，并应用到各个学科领域当中[2￣3]。

1.1单指标未确知测度

现在假设一个评价对象空间集合，该评价对象空间集合由评价对象组成，集合记为α，则评价对象空间集合可表示为α=[α1，α2，α3，…，αi]。每个评价对象的评价指标有j个，用β1，β2，…，βj表示，则评判指标空间集合可表示为β=[β1，β2，…，βj]，其中若αij表示第i个评价对象αi关于第j个评价指标βj的观测值，那么αi可表示为向量αi=(αi1，αi2，…，αim)。

(1)

1.2指标权重确定

(2)

现在将未确知测度μij看着为式(2)中的P(xi)，则：

(3)

现在假设ωj为相对重要程度，指测量指标αij相对于其他指标的重要度，且ωj必须满足0≤ωj≤1。则ω=(ω1，ω2，…，ωm)为拆除爆破效果综合评价因素各个评价指标相对应的权重向量。

1.3综合评价系统

假设令μj表示拆除爆破效果的评价对象其评价结果，且属于第j个评语等级的未确知程度，则：

(4)

其中μ=(μ1，μ2，…，μj)为拆除爆破效果评价对象评价向量，该评价向量描述了拆除爆破效果评价对象在相对应的第j个评语等级不确定性程度。为了得到对评价对象的确定性程度，需要对其评价向量进行相应的置信度识别。假设λ为置信度(λ必须大于等于0.5，通常情况下λ取0.6或0.7)，且其置信度识别模型为：

(5)

取j值满足式(5)，则拆除爆破效果评价对象的评价结果为第j0个评价等级μj。

2　预评价指标体系的建立

基于未确知测度理论及多年来拆除爆破工程实例的统计资料分析，立足工程爆破现场施工以及爆破区域周边环境的具体情况，建立一套方便且完整的拆除爆破效果综合评价相关模型体系，为爆破现场施工管理以及具体内容的实施提供一些经验性的参考指导。确定了高大建(构)筑物拆除爆破效果以爆破安全B1、爆破质量B2、爆破经济B3为一级指标体系[6-7]，以爆破振动C1、触底振动C2、爆破飞石C3、空气冲击波C4、人员伤害C5、倒塌方向C6、倒塌距离C7、爆堆高度C8、施工效率C9、爆破单耗C10、爆破成本C11、人工成本C12等12个因素作为拆除爆破效果评价指标体系二级指标，具体指标体系见图1。

图1　拆除爆破效果评价指标体系

3　工程应用实例

根据图1中拆除爆破效果评价模型，对贵阳市发电厂2#冷却塔抢险拆除爆破工程进行基于未确知测度的爆破效果综合评价。将该模型的评判划分为5个等级，且依次为：很好、好、一般、较差、差，由爆破行业专家库里的相关专家组分别给每个待评价指标进行打分，打分结果见表1。

表1　专家打分结果

根据爆破行业专家库里的相关专家组的打分结果，得到相应未确知测度的具体矩阵为：

由公式(3)计算出评价因素的指标权重为：

W=(0.1726,0.1726,0.0651,0.0340,0.1726,0.0733,0.0474,0.1140,0.0405,0.0508,0.0087,0.0483)

由公式(4)可得最后的评价结果为：

μ=(0.6794,0.1567,0.1032,0.0404,0.0202)

现置信度λ取值为0.7，由公式(5)置信度识别准则判定贵阳市发电厂2#冷却塔抢险拆除爆破效果的评价等级为“好”。考虑到了本次抢险拆除爆破效果的评价空间是有序的，因此未确知测度方法给出了相对合理的置信度以及相应的排序评分准则，而这正是事故树分析、层次分析、模糊评价以及灰色关联等所不具有的。

4　结　论

运用系统工程的相关理论及方法，从爆破安全、爆破质量、爆破经济3个主要方面出发，建立基于未确知测度的拆除爆破效果综合评价指标体系模型，结合贵阳市发电厂2#冷却塔抢险拆除爆破工程，对未确知测度模型在拆除爆破效果综合评价中的应用进行了相关探讨研究，得出2#冷却塔抢险拆除爆破效果的评价等级为“好”，实现了对拆除爆破效果的综合评价。

[1]王光远.论未确知性信息及其数学处理[J].哈尔滨建筑工程学院学报,1990,23(4):52￣58.

[2]李树刚,马超,王国旗.基于未确知测度理论的矿井通风安全评价[J].北京科技大学学报,2006,28(2):101￣103.

[3]龚凤强,李夕兵,董陇军,等.基于未确知测度理论的采空区危险性评价研究[J].岩石力学与工程学报,2008,27(2):323￣330.

[4]阳富强,吴超.基于未确知测度理论的硫化矿石爆堆自燃危险性评价[J].中南大学学报(自然科学版),2010,41(6):2373￣2379.

[5]张殿祜.熵-度量随机变量不确定性的一种尺度[J].系统工程理论与实践,1997(11):1￣3.

[6]袁梅,王作强,张义平.基于模糊数学-层次分析的露天矿深孔爆破效果评价研究[J].矿业研究与开发,2010,30(10):81￣84.

[7]雷振,杨仁树,陶铁军.基于未确知测度理论的台阶爆破效果综合评价[J].煤炭学报,2015,40(2):353￣359.

2016￣04￣12)

李鸿(1965-)，男，高级工程师，主要从事爆破工程方向研究。