基于熵权的地铁施工对邻近建筑物的风险模糊评价

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摘要： 结合地铁施工的特点，分析地层位移对邻近建筑物的损害形式，明确地铁施工引起地层位移对邻近建筑物安全影响的主要风险源，从而建立相应的评价指标体系；采用熵权法和模糊综合评判相结合的综合评价方法，建立风险评价模型；最后进行实证研究，结果表明具有较强的可靠性。

Abstract: The thesis combined the characteristics of subway construction，analyzed the damage form of strata displacement to the neighbouring building，defined the main risk source of the strata displacement caused by subway construction to the neighbouring building about its safety，and then，established the corresponding system of evaluation; The thesis used comprehensive evaluation method which combined with entropy and fuzzy， built the risk evaluation made. Finally， the thesis made an empirical comparison，the results showed that the method had strong reliability.

关键词： 地层位移；熵权；模糊综合评价；风险指标体系

Key words: stratum displacement；entropy；fuzzy comprehensive evaluation；risk index system

中图分类号：TU98 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）18-0115-02

0引言

地铁工程施工是在岩土体内部进行，施工时不可避免地会对岩土体产生扰动，使其失去原有的平衡状态，引起的岩土体变形可能影响到邻近建筑物。如何减少地铁施工对周围土层的扰动，最大限度地降低对邻近建筑物的影响风险，一直是专家学者研究的热门课题。目前，针对地铁施工引起风险的评价大都采用模糊综合评判方法，单纯的模糊数学方法在确定风险因素权重过程中存在较大的主观性，评价结果与实际情况容易产生偏差甚至失真。因此，笔者将熵权法与模糊评判方法相结合，建立Entropy-Fuzzy风险评价模型，该模型通过客观赋权，一定程度上弥补了模糊综合评价方法在权重确定上的缺陷，使评价结果更具有可靠性。

1Entropy-Fuzzy模型

在指标熵值确定以后，就可以计算出第i个指标的熵权wi：

1.3 确定隶属函数和模糊关系矩阵隶属度的确定采用指标隶属函数模型，边界值用aj表示。构造隶属函数如下：

当j=1时，隶属函数为：

在进行模糊评价时，首先从因素集U中的单个因素出发进行评判，确定评判对象对评价集中各元素的隶属程度。评判结果用模糊集合表示为R，将n个因素的评判集组成一个总的评价矩阵。

将Bi作为一个综合因素的单因素评价结果，可以得到更高一级指标的综合评价集B：

此时，模糊综合评判集B可作为一个新的模糊关系矩阵，将该矩阵进行第二次客观的熵信息分析，由公式（1）至公式（3）得出更高一级的综合评价因素U的模糊权向量W。

1.4 模糊综合评价由各评价指标的隶属矩阵和综合权向量，利用模糊数学理论得到模糊综合评价矩阵：

2实例应用

某地铁扩建一期工程总长约1000m，在密集的建筑物下穿过。隧道开挖跨度达34m，隧道埋置深度仅10.30m，进口段560m以内隧道埋深浅，仅为9.27m。

施工沿线道路两侧建筑物密集，地面建筑物大部分为70年代建造的砖混结构，极少数为钢筋混凝土结构，且大部分房屋位于军事管制区内。其中位于施工范围内的部分居民楼待拆除。

2.1 确定因素集和评价集采用德尔菲法，邀请10个地下工程项目专家，对指标进行评分，建立因素集和评价集。如表1所示。

2.2 确定各指标的熵权由公式（1）对原始评价矩阵标准化处理，将处理后的矩阵代入公式（2）计算得到第1个一级指标下的二级指标的熵为：H1=（0.8710，0.8722，0.8720，0.8717），同理可得到：

根据公式（9）可得模糊关系矩阵B

将模糊关系矩阵B进行第二次熵信息分析，由公式（1）至公式（3）得到一级指标的综合权向量W=（0.2592，0.2256，0.2622，0.2519）。

2.4 模糊综合评价由公式（10），可以得到评价的综合隶属度Q为：Q=WB=（0.0467，0.1092，0.0999，0.0083，0）根据最大隶属度原则，可得该地铁施工项目对邻近建筑物的风险等级属于较高。

3结束语

将熵权理论和模糊评价方法相结合应用于地铁施工引起地层位移对邻近建筑物的风险评价，不仅考虑了单个风险指标对风险等级的影响，而且还考虑到指标之间的相互联系对风险等级的影响， 在风险评价过程中，结合专家赋值，将主观判断与客观计算相结合，增加了权重的可信性，从而增强了评价的科学性。

参考文献：

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[3]叶义成，柯丽华，黄德育.系统综合评价技术及其应用[M].北京：冶金工业出版社，2006.