基于TOPSIS法的改进在岩爆等级评价中的应用探究

基于 TOPSIS 法的改进在岩爆等级评价中的应用探究

冯磊磊

河北工程大学 土木工程学院，河北 邯郸 056038

摘要：本文主要基于研究岩爆等级预测，由于传统TOPSIS在进行对岩爆的综合评价时具有较大的弊端，故本文对其进行合理改进，通过两种不同的方式对其进行改进，并通过相关实验数据对其进行印证，结果表明改进后的TOPSIS法评价岩爆等级，与真实值一致，具有较强的现实意义。

关键词：岩爆等级预测；TOPSIS法；综合评价

中图分类号：TD324 文献标识码：A

Abstract:In this paper, based on the research level of rock burst prediction, because the traditional TOPSIS in carries on the comprehensive evaluation of rock burst has great disadvantages, therefore, this article carries on the reasonable improvement, through two different ways to improve, and through the relevant experimental data to verify, the results show that the improved TOPSIS method to evaluate the level of rock burst, consistent with the real value, has the strong practical significance.

Key words:Rockburst grade prediction; TOPSIS method. Comprehensive evaluation of

在深埋隧道等地下工程建设施工过程中，岩爆时较为常见的一种不可控制的地质灾害，岩爆的不可预知性和严重的爆炸威力常常带给人类生产生活毁灭性的伤害，因此研究怎样防止岩爆的发生成为一个尤为尖锐的问题，但是由于岩爆发生的影响因素多种多样，以及地下工程的地质情况复杂，很难将岩爆的发生预测的非常精准，所以在岩土工程领域，对岩爆的预测和隧道结构的设计的研究都显得十分有重要意义。对岩爆的预测可以使用赋权法对影响岩爆的影响因子进行权重的计算，然后结合评价模型预测出岩爆的发生等级，在使用赋权法中，较为常见的是使用传统的TOPSIS法，但是这个方法存在一定的弊端，基于此情况，本文提出一种对传统TOPSIS赋权法进行改进使得对岩爆的预测更加精准贴近真实情况。

1岩爆等级预测的评价方法

岩爆是一种地下工程中常见的灾害现象，对其进行合理预测是国内外学者的热点研究话题，但是由于岩爆的影响因素众多，所以岩爆的预测方法体系截至到现在仍不是很健全。学习参考相关文献，将岩爆预测的方法总的归结为以下几类：（1）以岩爆的发生机理为条件，提出相应的理论判据预测方法；（2）通过实地测试，检测岩体内部参数变化情况，从而建立的岩爆预测方法；（3）采用数学方法来研究岩爆的判别指标，即多种因素的综合岩爆预测法。

（1）理论分析法

理论分析法是基于岩爆发生机制的一种方法，在岩爆预测方面有一定的优势，它不仅可以满足岩爆预测的目的，还能降低成本，可以很好地拟合不同影响因素下岩爆的发生状况。该方法主要有强度理论判据、岩爆倾向性判据、能量指标判据等。其中，强度理论判据在岩爆预测方面较为成熟。

（2）现场测试法

现场测试法通常是采用测量岩体数据的仪器，对地下岩体直接进行测试来判别是否有岩爆发生的可能，一般做法是对受应力重分布影响的岩体力学性质进行检测，来预测岩爆发生的大概时刻和影响范围。在岩爆发生前可及时对人员进行疏离，并对机械设备进行妥善安置，达到降低成本、安全生产的目的。比较常用的方法有：电磁辐射法、流变法、回弹法、微重力法、声发射法、钻屑法、电阻法、微震法等。

1传统的TOPSIS

TOPSIS法^[1]主要用于多目标，多方案的评价选择的综合评判方法，它是一种以概念简单，操作过程简洁，计算效率高为显著优势的数学计算法，其适用范围广和包容性强决定了能够评价多影响因素目标的特点，原始样本数据无论大小，多少，质量的高低都可通过TOPSIS计算，能较好的解决实际的问题。其主要思想是，首先通过评价体系确定各个指标的最优解和最劣解，其最优是整个评价体系中指标最好的候选方案，最劣解是整个评价体系中最差的方案。然后通过计算候选方案与最优解最劣解的距离相对靠近程度来确定方案的好坏程度，最优解越近（离最劣解越远）方案越好，离最优解越远（离最劣解越近）方案越差。由于在使用传统TOPSIS对评价目标进行综合评价时由于自身评价属性存在一定的弊端，所以需要对此情况进行改进，使得此方法评价更加全面真实。

2改进的TOPSIS

传统的TOPSIS法在对评价指标进行赋权时，可以采取以下几种方式进行改进：一是因为传统TOPSIS通常使用单一主观赋权法对评价目标进行赋权，由于主观赋权法通常是采用专家打分评价的方式，带有较强的主观色彩，因此得出的结果会有一定误差，因此可以在赋权法的选择和结合方面进行改进，可以采取主客观赋权法相结合的形式，例如主观赋权法使用层次分析法^[2]，客观赋权法使用熵值法^[3]，这样得出的综合权重具有较强的参考意义，也更贴近真实值；二是根据TOPSIS自身属性的弊端提出一种合理的改进方法，因为TOPSIS法在计算正负理想距离时通常采用的是欧氏距离去评价，但是欧式距离在候选方案距离正负理想解点的距离很近的时候就会不适用了容易产生误差，所以可以运用空间几何学知识，利用垂面距离代替传统的欧式距离，避免了使用欧式距离带来的弊端，使得评价结果更真实，更全面。

3总结

在对岩爆等级的综合评价时，传统的TOPSIS法会逐渐随着时代的发展和变迁而废弃，取而代之的是改进的全面的TOPSIS法，保留传统的TOPSIS经典的思想，并用新的方法进行改进，得到评价结果更全面真实的TOPSIS，显然是对岩爆预测研究的贡献，通过根据TOPSIS自身的属性、评价方法等存在的弊端，提出相对应的改进方式，得出新型的TOPSIS方法对岩爆发生等级进行综合评价，得出更加全面真实的评价结果

参考文献

1张瑜.网络团购客户满意度综合评价研究[Dl.沈阳:东北大学，2011.

2陈明伟.城市公交系统满意度模糊多目标综合评价研究「Dl.成都:西南交通大学，2006.

3赵丹.山区中小城市常规公交服务水平分析研究「D}.西安:长安大学，2015.