物元可拓模型在泵站建筑物安全综合评价中的应用
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６］ 。 部分二级指标下又 包 构病害等二级评价指标 ［
具体 泵 站 建 筑 物 安 全 综 合 评 价 指 标 括三级指标 ， 体系层次结构见图 １。
。 但这些泵站 工 程 在 防 洪 、 抗 旱、 除 涝、 减少
灾害损失 、 保障人 民 生 命 财 产 安 全 及 解 决 一 些 地 区工业生产用水 、 城乡生活用水 、 改善水环境等方 面发挥了极其重要的作用 。 然而泵站工程结构复 杂， 影 响 安 全 因 素 众 多， 存在各种定量和定性因 素， 因此泵站工程 安 全 综 合 评 价 是 一 项 复 杂 的 系 统工程 。 物元分析法是思维科学 、 系统科学 、 数学 是用以解决不相容问 三者之间的交叉 边 缘 学 科 ， 题的规律和方法 的 学 科 ， 其基本原理是以物元为 基元建立物元模型 ， 以物元可拓为依据 ， 应用物元
不同表示点 ｘ ｉ 在区间 Ｘ０ 内的位置不同 。 采用距 的概念可很好地解决实际数据落在等级标准区间 ） 可得到某点 ｘ 中的位置问题 。 根据式 （ ５ ｉ 到经典 域区间 Ｘｊ ｉ 和节域区间 Ｘｐ ｉ 的距分别为 ： ／ ／ ｘ Ｘｊ ａ ｂ ２ －（ ｂ ２ ＝ ｘ ｉ， ｉ） ｉ－ （ ｉ＋ ｉ） ｉ －ａ ｉ） ｊ ｊ ｊ ｊ ρ（ 烄 烅（ ／ ／ Ｘｐ ａ ｂ ２ －（ ｂ ２ ＝ ｘ ｉ， ｉ－ （ ｉ） ｉ＋ ｉ） ｉ －ａ ｉ） ｐ ｐ ｐ ｐ ρｘ 烆 （ ） ６ 则关联函数 Ｋｊ（ 的计算公式为 ： ｘ ｉ） （ｉ， ／Ｘ Ｘ ｘ ｉ ｉ ∈Ｘ ｉ） ｉ ｊ ｊ ｊ 烄 －ρｘ （ ） （ ） Ｋ ７ （ ｉ ＝ ｊ ｘ ｘ Ｘ ｉ， ｉ） ｊ 烅 ρ ｘ ｉ Ｘ ｉ ｊ （ （ ｘ Ｘｐ ｘ Ｘ －ρ ｉ， ｉ， ｉ） ｉ） ｊ ρ 烆 步骤 ４ 确定各评价 指 标 的 权 重 。 权 重 系 数 是权衡影响被评价事物安全状态的诸因素相对重 （ ） ２ …， 即Ｗ ＝ ［ 要性 程 度 的 量 值 ， ｗ１ ， ｗ２ ， ｗｍ ］。 通 常采用专家打分法和层次分析法相结合的方式来 计算 ， 根据各评价 因 素 的 相 对 重 要 性 程 度 构 造 出 判断矩阵 ， 利用特 征 值 法 算 出 各 评 价 指 标 的 相 对
范 》 等有关规定 ， 确定泵站建筑物的安全综合评
［ ５］
价指标体系层次结构 。 泵站建筑物安全状态评价 目标 下 包 括 站 身 稳 定 、 进 水 闸 墩、 出 水 闸 墩、 站身 混凝土结构 、 上游 翼 墙 和 下 游 翼 墙 六 个 一 级 评 价 指标 。 这些一级 评 价 指 标 又 包 括 抗 滑 稳 定 、 地基
， 收稿日期 ： 修回日期 ： ２ ０ １ ２ ０ ７ ２ ０ ２ ０ １ ２ ０ ８ ２ ９ － － － －
） 基金项目 ：江苏省高校自然科学研究基金资助项目 （ １ ０ Ｋ Ｊ Ｄ ５ ７ ０ ０ １ ， ： 作者简介 ：曹邱林 （ 男， 副教授 ， 研究方向为水工结构工程 ， １ ９ ６ ５ Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ｃ ｌ ｓ ｈ ６ ３． ｃ ｏ ｍ －） ＠１ ｑ ｙ
２］ 。 鉴 此， 本文在研 变换化矛盾 问 题 为 相 容 问 题 ［
究物元可拓理论 的 基 础 上 ， 构建了泵站工程物元 可拓综合评价模 型 ， 并对临洪西泵站建筑物安全
３］ 。 状态进行了评价分析 ［
图 １ 泵站建筑物安全综合评价指标体系层次结构图 Ｆ ｉ １ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｇ． ｇ ｐ ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｉ ｔ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｎ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｙ ｇ ｙ ｏ ｆ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｕ ｍ ｉ ｎ ｇ ｐ ｐ ｇ
第 ３ ０卷 第１ １期 ２ ０ １ ２年１ １月 （ ） 文章编号 ： １ ０ ０ ０ ７ ７ ０ ９ ２ ０ １ ２ １ １ ０ １ ３ ５ ０ ４ － － －
水 电 能 源 科 学 Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ
１ 评价体系的建立
《 根据 《 泵站安全鉴定 规 程》 、 泵站设计规
［ ４］
２ 物元可拓评价模型
２． １ 定义物元 物元即描述事 物 的 基 本 单 元 ， 可用有序三元 组Ｒ ＝ （ 其中 Ｎ 为给定事物 的 Ｎ， Ｃ， Ｘ）来表示 ， 名称 ， Ｘ 为事 物 Ｎ 关 于 特 征 Ｃ 的 量 值 。 若 事 物 …， 待评价的 ｍ 个 Ｎ 有ｎ 个 特 征 Ｃ（ Ｃ Ｃ Ｃ １， ２， ｎ ）， ， ， …， 物 元 Ｒ１ ＝ （ Ｎ１ ， Ｃ， Ｘ１） Ｒ２ ＝ （ Ｎ２ ， Ｃ， Ｘ２） 则具有相 Ｒｍ ＝ （ Ｎｍ ， Ｃ， Ｘｍ ）具有相同的 特 征 Ｃ ，
运行时间长 、 管理不到位等 由于设计标准低 、 ， 多方面的原因 目 前 我 国 大 型 灌 排 泵 站 普 遍 存 在 建筑 物 和 设 备 老 化 、 年 久 失 修、 功 能 减 退、 效益衰 严重影响泵站建筑物的安全状 减 等 突 出 问 题， 态
［ １］
承载 力 、 地 基 应 力 不 均 匀 系 数、 抗 渗 稳 定、 抗浮稳 混 凝 土 强 度 等 级、 碳 化 深 度、 保护层厚度和结 定、
·１ ３ ６·
７］ ： 同特征的物元体可表示为 ［
水 电 能 源 科 学 ２ ０ １ ２年
Ｎ Ｎ１ Ｎ２ 熿 Ｃ Ｘ１ Ｘ１ １ １ ２ Ｒ＝ Ｃ Ｘ２ Ｘ２ ２ １ ２
… … …
Ｎｍ 燄 Ｘ１ ｍ
（ ） １
ｘ ａ， ｂ］的距为 ： ｉ 到区间 Ｘ０ ＝ ［ ／ ／ ） ｘ Ｘ０）＝பைடு நூலகம்ｘ ａ＋ｂ） ２ －（ ｂ－ａ） ２ （ ５ ｉ， ｉ－ （ ρ（ 这里点 ｘ 负值的 ｉ 到区 间 Ｘ０ 的 距 可 为 负 值 ，
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ０Ｎ ｏ ． １ １ Ｎ ｏ ｖ ． ２ ０ １ ２
物元可拓模型在泵站建筑物安全综合评价中的应用
曹邱林 ， 许文婷
（ ） 扬州大学 水利科学与工程学院 ，江苏 扬州 ２ ２ ５ ０ ０ ９ 摘要 ：为解决泵站建筑物安全评价中部分指标间存在 的 不 相 容 性 和 关 联 性 问 题 ， 基 于 物 元 可 拓 理 论， 构建了 泵站建筑物物元可拓安全综合评价模型 ， 并以连云港市临洪西泵站为例 ， 通过筛选指标 、 确立评价等级和构建 模型对该泵站建筑物安全状态进行了全面评价 。 结果 表 明 ， 临洪西泵站建筑物安全状态为基本安全， 满足安 全运行的要求 ， 可见物元可拓模型在泵站工程安全综合评价中合理 、 实用 。 关键词 ：泵站建筑物 ；安全综合评价 ；指标体系 ；物元可拓模型 中图分类号 ： ＴＶ ６ ７ ５ 文献标志码 ：Ａ
具体 泵 站 建 筑 物 安 全 综 合 评 价 指 标 括三级指标 ， 体系层次结构见图 １。
。 但这些泵站 工 程 在 防 洪 、 抗 旱、 除 涝、 减少
灾害损失 、 保障人 民 生 命 财 产 安 全 及 解 决 一 些 地 区工业生产用水 、 城乡生活用水 、 改善水环境等方 面发挥了极其重要的作用 。 然而泵站工程结构复 杂， 影 响 安 全 因 素 众 多， 存在各种定量和定性因 素， 因此泵站工程 安 全 综 合 评 价 是 一 项 复 杂 的 系 统工程 。 物元分析法是思维科学 、 系统科学 、 数学 是用以解决不相容问 三者之间的交叉 边 缘 学 科 ， 题的规律和方法 的 学 科 ， 其基本原理是以物元为 基元建立物元模型 ， 以物元可拓为依据 ， 应用物元
不同表示点 ｘ ｉ 在区间 Ｘ０ 内的位置不同 。 采用距 的概念可很好地解决实际数据落在等级标准区间 ） 可得到某点 ｘ 中的位置问题 。 根据式 （ ５ ｉ 到经典 域区间 Ｘｊ ｉ 和节域区间 Ｘｐ ｉ 的距分别为 ： ／ ／ ｘ Ｘｊ ａ ｂ ２ －（ ｂ ２ ＝ ｘ ｉ， ｉ） ｉ－ （ ｉ＋ ｉ） ｉ －ａ ｉ） ｊ ｊ ｊ ｊ ρ（ 烄 烅（ ／ ／ Ｘｐ ａ ｂ ２ －（ ｂ ２ ＝ ｘ ｉ， ｉ－ （ ｉ） ｉ＋ ｉ） ｉ －ａ ｉ） ｐ ｐ ｐ ｐ ρｘ 烆 （ ） ６ 则关联函数 Ｋｊ（ 的计算公式为 ： ｘ ｉ） （ｉ， ／Ｘ Ｘ ｘ ｉ ｉ ∈Ｘ ｉ） ｉ ｊ ｊ ｊ 烄 －ρｘ （ ） （ ） Ｋ ７ （ ｉ ＝ ｊ ｘ ｘ Ｘ ｉ， ｉ） ｊ 烅 ρ ｘ ｉ Ｘ ｉ ｊ （ （ ｘ Ｘｐ ｘ Ｘ －ρ ｉ， ｉ， ｉ） ｉ） ｊ ρ 烆 步骤 ４ 确定各评价 指 标 的 权 重 。 权 重 系 数 是权衡影响被评价事物安全状态的诸因素相对重 （ ） ２ …， 即Ｗ ＝ ［ 要性 程 度 的 量 值 ， ｗ１ ， ｗ２ ， ｗｍ ］。 通 常采用专家打分法和层次分析法相结合的方式来 计算 ， 根据各评价 因 素 的 相 对 重 要 性 程 度 构 造 出 判断矩阵 ， 利用特 征 值 法 算 出 各 评 价 指 标 的 相 对
范 》 等有关规定 ， 确定泵站建筑物的安全综合评
［ ５］
价指标体系层次结构 。 泵站建筑物安全状态评价 目标 下 包 括 站 身 稳 定 、 进 水 闸 墩、 出 水 闸 墩、 站身 混凝土结构 、 上游 翼 墙 和 下 游 翼 墙 六 个 一 级 评 价 指标 。 这些一级 评 价 指 标 又 包 括 抗 滑 稳 定 、 地基
， 收稿日期 ： 修回日期 ： ２ ０ １ ２ ０ ７ ２ ０ ２ ０ １ ２ ０ ８ ２ ９ － － － －
） 基金项目 ：江苏省高校自然科学研究基金资助项目 （ １ ０ Ｋ Ｊ Ｄ ５ ７ ０ ０ １ ， ： 作者简介 ：曹邱林 （ 男， 副教授 ， 研究方向为水工结构工程 ， １ ９ ６ ５ Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ｃ ｌ ｓ ｈ ６ ３． ｃ ｏ ｍ －） ＠１ ｑ ｙ
２］ 。 鉴 此， 本文在研 变换化矛盾 问 题 为 相 容 问 题 ［
究物元可拓理论 的 基 础 上 ， 构建了泵站工程物元 可拓综合评价模 型 ， 并对临洪西泵站建筑物安全
３］ 。 状态进行了评价分析 ［
图 １ 泵站建筑物安全综合评价指标体系层次结构图 Ｆ ｉ １ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｇ． ｇ ｐ ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｉ ｔ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｎ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｙ ｇ ｙ ｏ ｆ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｕ ｍ ｉ ｎ ｇ ｐ ｐ ｇ
第 ３ ０卷 第１ １期 ２ ０ １ ２年１ １月 （ ） 文章编号 ： １ ０ ０ ０ ７ ７ ０ ９ ２ ０ １ ２ １ １ ０ １ ３ ５ ０ ４ － － －
水 电 能 源 科 学 Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ
１ 评价体系的建立
《 根据 《 泵站安全鉴定 规 程》 、 泵站设计规
［ ４］
２ 物元可拓评价模型
２． １ 定义物元 物元即描述事 物 的 基 本 单 元 ， 可用有序三元 组Ｒ ＝ （ 其中 Ｎ 为给定事物 的 Ｎ， Ｃ， Ｘ）来表示 ， 名称 ， Ｘ 为事 物 Ｎ 关 于 特 征 Ｃ 的 量 值 。 若 事 物 …， 待评价的 ｍ 个 Ｎ 有ｎ 个 特 征 Ｃ（ Ｃ Ｃ Ｃ １， ２， ｎ ）， ， ， …， 物 元 Ｒ１ ＝ （ Ｎ１ ， Ｃ， Ｘ１） Ｒ２ ＝ （ Ｎ２ ， Ｃ， Ｘ２） 则具有相 Ｒｍ ＝ （ Ｎｍ ， Ｃ， Ｘｍ ）具有相同的 特 征 Ｃ ，
运行时间长 、 管理不到位等 由于设计标准低 、 ， 多方面的原因 目 前 我 国 大 型 灌 排 泵 站 普 遍 存 在 建筑 物 和 设 备 老 化 、 年 久 失 修、 功 能 减 退、 效益衰 严重影响泵站建筑物的安全状 减 等 突 出 问 题， 态
［ １］
承载 力 、 地 基 应 力 不 均 匀 系 数、 抗 渗 稳 定、 抗浮稳 混 凝 土 强 度 等 级、 碳 化 深 度、 保护层厚度和结 定、
·１ ３ ６·
７］ ： 同特征的物元体可表示为 ［
水 电 能 源 科 学 ２ ０ １ ２年
Ｎ Ｎ１ Ｎ２ 熿 Ｃ Ｘ１ Ｘ１ １ １ ２ Ｒ＝ Ｃ Ｘ２ Ｘ２ ２ １ ２
… … …
Ｎｍ 燄 Ｘ１ ｍ
（ ） １
ｘ ａ， ｂ］的距为 ： ｉ 到区间 Ｘ０ ＝ ［ ／ ／ ） ｘ Ｘ０）＝பைடு நூலகம்ｘ ａ＋ｂ） ２ －（ ｂ－ａ） ２ （ ５ ｉ， ｉ－ （ ρ（ 这里点 ｘ 负值的 ｉ 到区 间 Ｘ０ 的 距 可 为 负 值 ，
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ０Ｎ ｏ ． １ １ Ｎ ｏ ｖ ． ２ ０ １ ２
物元可拓模型在泵站建筑物安全综合评价中的应用
曹邱林 ， 许文婷
（ ） 扬州大学 水利科学与工程学院 ，江苏 扬州 ２ ２ ５ ０ ０ ９ 摘要 ：为解决泵站建筑物安全评价中部分指标间存在 的 不 相 容 性 和 关 联 性 问 题 ， 基 于 物 元 可 拓 理 论， 构建了 泵站建筑物物元可拓安全综合评价模型 ， 并以连云港市临洪西泵站为例 ， 通过筛选指标 、 确立评价等级和构建 模型对该泵站建筑物安全状态进行了全面评价 。 结果 表 明 ， 临洪西泵站建筑物安全状态为基本安全， 满足安 全运行的要求 ， 可见物元可拓模型在泵站工程安全综合评价中合理 、 实用 。 关键词 ：泵站建筑物 ；安全综合评价 ；指标体系 ；物元可拓模型 中图分类号 ： ＴＶ ６ ７ ５ 文献标志码 ：Ａ