本發(fā)明涉及系統(tǒng)評價及水庫大壩安全風險研究技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于重要貢獻度的中小型水庫大壩安全評價指標體系構(gòu)建方法，廣泛適用于各類中小型水庫大壩的安全評價，為構(gòu)建合理的大壩安全綜合評價指標體系提供了新的思路。

背景技術(shù)：

我國已有水庫總數(shù)9萬8千多座，是世界上水庫大壩數(shù)量最多的國家。已建成的大壩中96％都是中小型大壩，為我國的城市及周邊的防洪、灌溉及發(fā)電起到了重要的作用。這些中小型水庫大壩大多運行時間超過30～40年，壩齡長、運行不當、環(huán)境變化等因素使得相當一部分大壩存在安全問題，中小型水庫大壩中約36％屬于病險水庫大壩，這不僅影響了工程效益的發(fā)揮，還嚴重威脅著下游人民的生命和財產(chǎn)的安全。因此，對水庫大壩的安全性做出科學合理的評價，為水電管理工作提供決策依據(jù)，確保水庫大壩安全運行，是關(guān)系到國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全的重要課題。構(gòu)建一套合理高效的大壩安全評價指標體系是大壩安全評價的前提與關(guān)鍵，建立一種科學有效的指標篩選方法，甄選影響中小型水庫大壩安全的重要程度高、貢獻率大的因素，對于及時準確地分析大壩病險狀態(tài)并進行預警預報、除險加固具有重要意義。

水利部頒布的《大壩安全評價導則》中的指標類型多、數(shù)量大，適用于所有類型大壩，缺乏針對性，目前尚沒有專門針對中小型大壩的安全評價指標體系。針對指標篩選方法的研究也取得了一定進展，例如利用最小均方差法和極大極小值法做出指標篩選；利用相關(guān)系數(shù)分析和偏相關(guān)分析相結(jié)合的方法，篩除顯著相關(guān)性最高的指標；還有基于偏最小二乘回歸法，篩除回歸系數(shù)相對較小、對評估結(jié)果的影響較小的指標等方法。但是，由于中小型水庫大壩安全評價指標體系是一個具有多層次、多指標、不確定性特點的復雜指標體系，現(xiàn)有方法在指標的篩選上存在兩方面問題：(1)定性判斷，存在較大的主觀隨意性，(2)定量分析，主要進行數(shù)據(jù)分析，存在對專家經(jīng)驗和知識考慮不足的缺陷，目前缺乏將定性方法和定量分析合理結(jié)合的科學方法。本發(fā)明針對影響因素類型多數(shù)量大相關(guān)性復雜的狀況，提出“重要貢獻度”的概念，提出一種將專家知識和數(shù)據(jù)分析相融合的“定性+定量”的指標遴選方法，將指標相對重要性程度和結(jié)果敏感性程度進行綜合辨識，以“重要貢獻度”作為指標篩選依據(jù)，確定指標篩選的準則和閾值，從而對比出對評價重要度和貢獻率不等的因子，最終優(yōu)選出主要影響因素，精簡指標數(shù)量，建立科學、高效的指標體系，為保證評價的科學性和有效性奠定基礎(chǔ)。因此，建立一種基于重要貢獻度的中小型水庫大壩安全狀態(tài)評價指標體系具有重要的現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對上述問題和現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于重要貢獻率的中小型水庫大壩安全評價指標體系構(gòu)建方法，其提出了重要貢獻度的概念，計算指標重要度，進行了評價指標初選；采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法計算指標貢獻度；將指標重要度和貢獻率綜合集成為指標重要貢獻度，并以此為依據(jù)確定指標篩選準則和閾值，篩選重要評價指標，構(gòu)建中小型水庫大壩安全評價指標體系，為后續(xù)中小型水庫安全評價提供基礎(chǔ)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種基于重要貢獻度的中小型水庫大壩安全評價指標體系構(gòu)建方法，其特征在于，它包括以下步驟：

步驟1：計算指標重要度，進行評價指標初選；

步驟2：采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法計算指標貢獻度；

步驟3：將指標重要度和貢獻率綜合集成為指標重要貢獻度；

步驟4：確定指標篩選的準則和閾值；

步驟5：遴選對評價結(jié)果的重要貢獻度較大的指標，構(gòu)建中小型水庫大壩安全評價指標體系。

所述步驟1具體步驟為：統(tǒng)計文獻數(shù)據(jù)，分析中小型水庫大壩安全特性，以《大壩安全評價導則》為基礎(chǔ)，采用德爾菲法進行專家問卷調(diào)查，計算指標重要度W₁，從7個一級指標，24個二級指標中初選中小型大壩安全評價的21個主要影響因素，初選評價指標。

所述步驟2進一步為：選擇大壩安全評價結(jié)果為參考數(shù)列x_o(k)，將初選指標監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)處理后組成的數(shù)列作為比較數(shù)列x_i(k)；計算比較數(shù)列x_i(k)對參考數(shù)列x_o(k)的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ_oi(k)；計算比較數(shù)列x_i(k)對參考數(shù)列x_o(k)的關(guān)聯(lián)度γ；以關(guān)聯(lián)度量化計算評價指標對評價結(jié)果的貢獻率W₂。

所述步驟3進一步為：將重要度和貢獻率的歸一化值W₁、W₂組合賦值為評價指標的重要貢獻度W。

所述步驟4進一步為：確定指標篩選準則和閾值，按照累積重要貢獻度P_k≥85％作為指標篩選的閾值，依據(jù)此準則保留前k個重要指標。

所述步驟5進一步為：依據(jù)篩選準則，保留累積重要貢獻度≥85％的前k個指標，剔除21-k個重要貢獻度最小指標，構(gòu)建中小型水庫大壩安全評價指標體系。

本發(fā)明的目的在于提供一種定性定量綜合集成的、有效的、具有針對性的中小型水庫大壩安全評價指標體系構(gòu)建方法。本發(fā)明專利具有以下優(yōu)點：

(1)針對性強：本發(fā)明通過分析中小型大壩的主要安全問題、成因及影響程度作為指標篩選的前提和依據(jù)，使得研究結(jié)果具有較高的針對性；

(2)具有科學性：本發(fā)明中，指標體系的結(jié)構(gòu)主要依據(jù)《大壩安全評價導則》，采用德爾菲法結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度分析法的改進灰關(guān)聯(lián)方法，遴選對中小型水庫大壩安全評價影響大、貢獻率高的優(yōu)勢因子，將主觀分析結(jié)合定量計算，有效保證了指標體系的科學性；

(3)體系精煉、可操作性強：本發(fā)明提供的中小型水庫大壩安全評價指標體系保留了重要貢獻度較大的主要因素，使用上更加精煉、高效，且可操作性強。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1一種基于重要貢獻度的中小型水庫大壩安全評價指標體系構(gòu)建方法的基本流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做進一步的說明。

實施例1：

一種基于重要貢獻度的中小型水庫大壩安全評價指標體系構(gòu)建方法，其特征在于，它包括以下步驟：

步驟1：計算指標重要度，進行評價指標初選；

步驟2：采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法計算指標貢獻度；

步驟3：將指標重要度和貢獻率綜合集成為指標重要貢獻度；

步驟4：確定指標篩選的準則和閾值；

步驟5：遴選對評價結(jié)果的重要貢獻度較大的指標，構(gòu)建中小型水庫大壩安全評價指標體系。

進一步的，所述步驟1具體步驟為：統(tǒng)計文獻數(shù)據(jù)，分析中小型水庫大壩安全特性，以《大壩安全評價導則》為基礎(chǔ)，采用德爾菲法進行專家問卷調(diào)查，計算指標重要度W₁，從7個一級指標，24個二級指標中初選中小型大壩安全評價的21個主要影響因素，初選評價指標。

進一步的，所述步驟2進一步為：選擇大壩安全評價結(jié)果為參考數(shù)列x_o(k)，將初選指標監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)處理后組成的數(shù)列作為比較數(shù)列x_i(k)；計算比較數(shù)列x_i(k)對參考數(shù)列x_o(k)的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ_oi(k)；計算比較數(shù)列x_i(k)對參考數(shù)列x_o(k)的關(guān)聯(lián)度γ；以關(guān)聯(lián)度量化計算評價指標對評價結(jié)果的貢獻率W₂。

進一步的，所述步驟3進一步為：將重要度和貢獻率的歸一化值W₁、W₂組合賦值為評價指標的重要貢獻度W。

進一步的，所述步驟4進一步為：確定指標篩選準則和閾值，按照累積重要貢獻度P_k≥85％作為指標篩選的閾值，依據(jù)此準則保留前k個重要指標。

進一步的，所述步驟5進一步為：依據(jù)篩選準則，保留累積重要貢獻度≥85％的前k個指標，剔除21-k個重要貢獻度最小指標，構(gòu)建中小型水庫大壩安全評價指標體系。

實施例2：

大壩安全評價指標的確定是大壩安全評價體系建立的前提和關(guān)鍵，直接影響指標評判標準的建立和評價結(jié)果的科學性、合理性，為解決現(xiàn)有體系和方法存在的問題，申請人對現(xiàn)有體系和方法進行了深入的、具有創(chuàng)造性的研究工作。本發(fā)明提出了一種新的基于重要貢獻度的中小型水庫大壩安全評價指標體系構(gòu)建方法，基于改進灰色關(guān)聯(lián)度分析方法量化指標重要貢獻度，并以此為依據(jù)實現(xiàn)指標的篩選和優(yōu)化，使大壩安全評價指標體系更加科學、精煉、具有針對性。

一種基于重要貢獻度的中小型水庫大壩安全評價指標體系構(gòu)建方法，包括以下步驟：

步驟1：計算指標重要度，進行評價指標初選；

步驟2：采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法計算指標貢獻度；

步驟3：將指標重要度和貢獻率綜合集成為指標重要貢獻度；

步驟4：確定指標篩選的準則和閾值；

步驟5：遴選對評價結(jié)果的重要貢獻度較大的指標，構(gòu)建中小型水庫大壩安全評價指標體系。

具體地，該方法的實現(xiàn)過程如下：

步驟1進一步為：依據(jù)《大壩安全評價導則》，采用資料分析、實地勘察、專家咨詢等方法分析研究中小型水庫大壩安全的主要影響因素、成因和影響程度，采用德爾菲法進行專家問卷調(diào)查，計算指標重要度W₁，從7個一級指標24個二級指標中初選中小型大壩安全評價的21個主要影響因素，初選評價指標。

表1指標重要度(部分)

步驟2進一步為：選擇大壩安全評價結(jié)果為參考數(shù)列x_o(k)，將初選指標監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)處理后組成的數(shù)列作為比較數(shù)列x_i(k)；計算比較數(shù)列x_i(k)對參考數(shù)列x_o(k)的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ_oi(k)；計算比較數(shù)列x_i(k)對參考數(shù)列x_o(k)的關(guān)聯(lián)度γ；以關(guān)聯(lián)度量化計算評價指標對評價結(jié)果的貢獻率W₂。

計算比較數(shù)列x_i(k)對參考數(shù)列x_o(k)的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ_oi(k)：

式中灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)ρ一般情況下取0.5；

計算比較數(shù)列x_i(k)對參考數(shù)列x_o(k)的關(guān)聯(lián)度γ：

式中n為初選指標數(shù)量；

以關(guān)聯(lián)度量化評價指標對評價結(jié)果的貢獻率W₂：

W_2i＝γ_0i

表2指標貢獻率

步驟3進一步為：將重要度和貢獻率的歸一化值W₁、W₂組合賦值為評價指標的重要貢獻度W。

式中：偏好系數(shù)λ＝0.5。

表3評價指標的重要貢獻度

步驟4進一步為：確定指標篩選準則和閾值：按照累積重要貢獻度P_k≥85％作為指標篩選的閾值，依據(jù)此準則保留前k個重要指標。

式中：W₁、W₂…W_k是重要貢獻度最大的前k個指標的重要貢獻度值。

步驟5進一步為：依據(jù)篩選準則，保留累積重要貢獻度≥85％的前k個指標，剔除21-k個重要貢獻度最小指標，構(gòu)建中小型水庫大壩安全評價指標體系。針對中小型水庫大壩，保留累積重要貢獻度P_k≥85％的前16個指標，篩除累積重要貢獻度在85％后的5個指標，構(gòu)建中小型水庫大壩安全評價指標體系。

通過上述的說明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識。