基于灰色綜合評(píng)價(jià)的防護(hù)門結(jié)構(gòu)優(yōu)選研究

王 超王 瑞白 龍

1空軍勤務(wù)學(xué)院機(jī)場(chǎng)工程與保障系（221000） 2濟(jì)南軍區(qū)空軍后勤部工兵勤務(wù)隊(duì)（250300）

0 引言

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)背景下進(jìn)行防護(hù)工程的結(jié)構(gòu)防護(hù)設(shè)計(jì)，為應(yīng)對(duì)各類武器的破壞，通常在防護(hù)工程的孔口部分安裝具有一定強(qiáng)度的防護(hù)門加以防護(hù)。早期的防護(hù)門結(jié)構(gòu)大部分是采用均質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)門、鋼筋混泥土防護(hù)門和鋼絲網(wǎng)水泥門等簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。目前，某些防護(hù)門采用了內(nèi)襯鋼板的雙扇鋼纖維混凝土板與鋼桁架組合推拉門形式，是一種組合結(jié)構(gòu)[1]。一些學(xué)者研究了復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu),研究得出，爆炸荷載作用下，復(fù)合材料夾層板結(jié)構(gòu)顯示出良好的工作性能，它不僅構(gòu)造簡(jiǎn)單、重量輕，而且能充分發(fā)揮面層和芯層的力學(xué)性能[2]。

針對(duì)不同形式的防護(hù)門結(jié)構(gòu)，由于其結(jié)構(gòu)形式及組成材料不同，對(duì)不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)比優(yōu)選具有一定的困難。選取均質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)、鋼纖維混凝土內(nèi)襯鋼板結(jié)構(gòu)三種形式的防護(hù)門進(jìn)行研究,考慮到影響防護(hù)門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的因素多且復(fù)雜，并且所選取的定性指標(biāo)數(shù)據(jù)有部分不能從統(tǒng)計(jì)資料中獲得。針對(duì)這種部分信息已知，部分信息未知的灰色系統(tǒng)，可以采取灰色綜合評(píng)價(jià)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化選擇。

1 建立灰色綜合評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型[3]

1.1 模型介紹

灰色綜合評(píng)價(jià)就是利用灰色關(guān)聯(lián)度作為測(cè)度，來(lái)比較各備選方案的優(yōu)劣程度?；疑C合評(píng)價(jià)主要是利用灰色關(guān)聯(lián)分析這一工具，通過(guò)計(jì)算各方案與參考序列的關(guān)聯(lián)度來(lái)確定最優(yōu)方案?；疑C合評(píng)價(jià)法的特點(diǎn)是：分析思路清楚，分析時(shí)所需數(shù)據(jù)不多，計(jì)算方法簡(jiǎn)單，可以充分利用已知的信息，綜合評(píng)價(jià)的誤差小。

1.2 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

針對(duì)防護(hù)門的結(jié)構(gòu)，綜合考慮了其抗侵爆性能、結(jié)構(gòu)自重、機(jī)動(dòng)性、耐久性及成本五個(gè)方面作為防護(hù)門結(jié)構(gòu)優(yōu)選的評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

依據(jù)該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，均質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料夾層板結(jié)構(gòu)及鋼纖維混凝土內(nèi)襯鋼板結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)指標(biāo)如表1所示。

表1 評(píng)價(jià)指標(biāo)表

1.3 計(jì)算指標(biāo)重要性系數(shù)

根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)重要程度計(jì)算各指標(biāo)重要性系數(shù)Wj。

Wj=某項(xiàng)指標(biāo)得分fj/指標(biāo)得分總和Σfj，其中j=1,2,…,m；本項(xiàng)目 m=5。

即W=[0.303,0.227,0.182,0.152,0.136]。

1.4 確定最優(yōu)指標(biāo)集V＊

最優(yōu)指標(biāo)是從各評(píng)價(jià)對(duì)象的同一指標(biāo)中選取最優(yōu)的一個(gè)，各評(píng)價(jià)指標(biāo)的最優(yōu)值組成的集合稱為最優(yōu)指標(biāo)集，是各評(píng)價(jià)對(duì)象比較的基準(zhǔn)。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)表，確定最優(yōu)指標(biāo)集V*={20,15,12,10,9}，最優(yōu)指標(biāo)集和各評(píng)價(jià)對(duì)象的指標(biāo)組成矩陣:

注:A,B,C分別代表三種結(jié)構(gòu)形式。

1.5 數(shù)據(jù)的無(wú)量綱化處理

由于各評(píng)判因素間單位不同,無(wú)法相互比較，必須把原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。采取數(shù)據(jù)均值化對(duì)這里的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。得：

1.6 確定評(píng)價(jià)矩陣

以最優(yōu)指標(biāo)集為參考序列，三種結(jié)構(gòu)的五項(xiàng)因素指標(biāo)為比較序列。由下式：

計(jì)算第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)指標(biāo)集的第k個(gè)最優(yōu)指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)。式中，ρ為分辨系數(shù)，在[0,1]中取值，通常取0.5；為兩級(jí)最小差；為兩級(jí)最大差。由關(guān)聯(lián)系數(shù)組成評(píng)判矩陣:

1.7 灰色綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)評(píng)價(jià)矩陣R和重要性系數(shù)矩陣W，計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度:

由評(píng)價(jià)結(jié)果可知，三種結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)度排序:復(fù)合材料夾層板結(jié)構(gòu)＞鋼纖維混凝土內(nèi)襯鋼板結(jié)構(gòu)＞均質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料夾層板結(jié)構(gòu)更接近最優(yōu)指標(biāo)集，可作為優(yōu)選目標(biāo)。

2 結(jié)論

在對(duì)防護(hù)門結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)選上采用灰色綜合評(píng)價(jià)，綜合考慮了多種因素建立評(píng)價(jià)模型，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，合理可靠。該方法操作簡(jiǎn)單、效率高，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]郭文志，黎新民.淺談平原機(jī)場(chǎng)修建地面單機(jī)掩蔽庫(kù)的特點(diǎn)[J].空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2001,12：44～45.

[2]畢波,于伯毅,徐干成.一種夾層板結(jié)構(gòu)的動(dòng)力有限元方法[J].空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào),2002,6：77～80.

[3]吳祈宗.系統(tǒng)工程[M].北京：北京理工大學(xué)出版社,2006：232～238.