[發(fā)明專利]基于熵權(quán)法的正態(tài)云模型巖溶塌陷預(yù)測分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910802105.1
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN110598281A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳李潔;陳學(xué)軍;王賀;黃翔;宋宇;陳議城
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 11429 北京中濟緯天專利代理有限公司
• 代理人: 石燕妮

本發(fā)明公開了一種基于熵權(quán)法的正態(tài)云模型巖溶塌陷預(yù)測分析方法，包括建立評價指標(biāo)特征值矩陣X，所述評價指標(biāo)特征為巖性系數(shù)、巖體結(jié)構(gòu)系數(shù)、地下水系數(shù)、覆蓋層系數(shù)、地形地貌系數(shù)或環(huán)境條件系數(shù)中的一種；對指標(biāo)特征矩陣X進行歸一化處理，根據(jù)第一函數(shù)確定隸屬度y_ij，根據(jù)第二函數(shù)確定信息熵E_j；根據(jù)第三函數(shù)確定對應(yīng)指標(biāo)權(quán)重W_j；采用正向云發(fā)生器建立云模型，根據(jù)第四函數(shù)計算得到最終確定度U；實現(xiàn)將云理論運用到巖溶塌陷分析預(yù)測中，并使用熵權(quán)法確定各項影響指標(biāo)的權(quán)重，建立相應(yīng)的預(yù)測模型，可迅速、準(zhǔn)確的判斷巖溶產(chǎn)生塌陷的可能性程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖溶塌陷預(yù)測分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于熵權(quán)法的正態(tài)云模型巖溶塌陷預(yù)測分析方法。

背景技術(shù)

巖溶塌陷是巖溶地區(qū)發(fā)生在自然或人為因素的作用下，巖溶洞隙上方的巖土體受到變形破壞而在地表產(chǎn)生塌陷坑洞，這是一種巖溶動力地質(zhì)作用的結(jié)果。由于巖溶塌陷具有突發(fā)性、隱蔽性等特點，所以預(yù)測評價巖溶塌陷成為工程建設(shè)超前預(yù)報中不可缺少的環(huán)節(jié)。巖溶塌陷受自然因素和人為因素共同影響，且影響的因素具有模糊性、隨機性，導(dǎo)致巖溶塌陷預(yù)測困難。因此急需一種較為準(zhǔn)確預(yù)測巖溶塌陷的分析方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于熵權(quán)法的正態(tài)云模型巖溶塌陷預(yù)測分析方法，使用熵權(quán)法確定各項影響指標(biāo)的權(quán)重，建立相應(yīng)的預(yù)測云模型，將巖溶塌陷判定的模糊性和非線性轉(zhuǎn)化成為一個定量的判斷，可以迅速的、準(zhǔn)確的判斷巖溶產(chǎn)生塌陷的可能性程度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于熵權(quán)法的正態(tài)云模型巖溶塌陷預(yù)測分析方法，包括：

建立評價指標(biāo)特征值矩陣X，所述評價指標(biāo)特征為巖性系數(shù)、巖體結(jié)構(gòu)系數(shù)、地下水系數(shù)、覆蓋層系數(shù)、地形地貌系數(shù)或環(huán)境條件系數(shù)中的一種；

對指標(biāo)特征矩陣X進行歸一化處理，根據(jù)第一函數(shù)確定隸屬度y_ij，根據(jù)第二函數(shù)確定信息熵E_j；根據(jù)第三函數(shù)確定對應(yīng)指標(biāo)權(quán)重W_j；

采用正向云發(fā)生器建立云模型，根據(jù)第四函數(shù)計算得到最終確定度U；其中，采用正向云發(fā)生器建立云模型包括：

以熵En為期望、超熵He為方差生成正態(tài)隨機數(shù)E_n’，其中，E_n'→N(E_n，H_e²)；

根據(jù)第五函數(shù)確定云模型的參數(shù)；

輸入一個定量值X和期望值Ex，根據(jù)第六函數(shù)計算出A相應(yīng)的確定度u(x)，其中，X為論域，A是論域上的定性概念。

優(yōu)選的，所述建立評價指標(biāo)特征值矩陣X，包括：

其中，X_ij表示第j個指標(biāo)對應(yīng)于第i個對象的取值，m為評價對象個數(shù)，n為評價指標(biāo)個數(shù)。

優(yōu)選的，所述對指標(biāo)特征矩陣X進行歸一化處理，根據(jù)第一函數(shù)確定隸屬度y_ij，包括：

高數(shù)值有利的計算公式為：

低數(shù)值有利的計算方式：

優(yōu)選的，所述根據(jù)第二函數(shù)確定信息熵E_j，包括：

其中，

優(yōu)選的，所述根據(jù)第三函數(shù)確定指標(biāo)權(quán)重W_j，包括：