[发明专利]一种地下巷道稳定性预测和可靠性评价方法

权利要求书

1.一种地下巷道稳定性预测和可靠性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、筛选提取影响地下巷道稳定性的风险因子，依据目标层、准则层和要素层构建地下巷道风险评价的递阶层次结构模型；

b、通过对层次分析法改进，构建FAHP模型，并同时构建GRA模型；

FAHP模型的构建是将层次分析法和模糊综合评价法相结合的方式，首先确定影响地下巷道稳定性的各个风险因子的权重，然后采用所述的模糊综合评价法对各个风险因子的模糊指标进行演算处理；

GRA模型的构建是采用多指标统计分析方法，以各个指标的信息数据为依据，通过关联度值来分析评价指标间的关联性；

步骤b中对层次分析法改进是在构建好递阶层次结构模型的基础上，构造层次分析法判断矩阵，判断矩阵的构造是将层次分析结构中低层次的因素与高一级层次中的因素互相比较而形成的，所比较的元素对于某准则层的重要性即为权重；之后为层次分析法权数算列计算并检验，根据评价影响指标间的关联性，以存在同级关系的评价指标进行比较矩阵构造，将判断矩阵比例标度作为评价影响指标重要性的依据，通过比例标度法将评价影响指标数量化处理；

步骤b中，GRA模型的关联度值的计算步骤为：首先确定风险因子判定矩阵，然后求解灰色关联系数，之后通过加权平均法计算关联度，最后判定参评风险等级；

c、根据Kendall检验法对FAHP-GRA算法融合度进行一致性检验；

d、当通过一致性检验后，进行FAHP算法和GRA算法的融合，获取融合算子，利用所述的融合算子进行风险判别，实现风险的管控；

若一致性检验不通过，则返回步骤b再次构建FAHP模型，直至通过一致性检验；

步骤d中，融合算子是FAHP-GRA融合后的结果，即：将FAHP算法最终得出的权重值引入到GRA算法的关联度求解过程中，将两者的算法结果进行融合，融合算子如下式所示：

式中：为第i个参评对象的第η个指标权数值；

为参评对象的关联度；

融合算子将主观权重与客观关联度相结合得到综合风险度，综合风险度的数值越大表明风险等级越高，需采取更加严格的风险管控措施。

2.根据权利要求1所述的一种地下巷道稳定性预测和可靠性评价方法，其特征在于：步骤a中，所述的目标层是用于分析问题的预定目标或理想结果，所述的准则层和要素层在目标层的基础上进一步构建，所述的递阶层次结构模型是由目标层、准则层和要素层组成的金字塔结构的模型。

3.根据权利要求1所述的一种地下巷道稳定性预测和可靠性评价方法，其特征在于：步骤c中，所述的Kendall检验法是为确保FAHP-GRA双算法融合后得出的新模型算法准确，通过协同系数将FAHP-GRA双算法融合后评价结果与单算法结果进行一致性评定，具体包括以下步骤：

首先建立数据库假设H₀：假设FAHP、GRA和FAHP-GRA算法不具有一致性；

然后计算Kendall方法的协调程度ψ，计算公式如式(1)所示：

Kendall协同系数求解：

式中：R_i为每个参评对象的秩之和；

n为参评对象数；

k为参与评价的算法数量；

最后根据协同系数获得Kendall法协调程度临界值ψ_临界，当ψ＞ψ_临界时，推翻假设H₀，并认为FAHP、GRA和FAHP-GRA算法具有一致性。

4.根据权利要求1所述的一种地下巷道稳定性预测和可靠性评价方法，其特征在于：步骤a中风险因子主要包括地质构造影响、弱支护、大跨度断面、岩层属性情况、埋深、倾角、巷道围岩情况以及临近工程影响。

5.根据权利要求1所述的一种地下巷道稳定性预测和可靠性评价方法，其特征在于：FAHP模型的构建步骤为：首先假设模糊风险因子的权重集，其次构造FAHP一致矩阵，最后对模糊综合算法进行评判并完成对FAHP模型的构建。