张宏军

摘  要：为评估公路隧道机电系统技术状况，文章提出了一种基于层次分析法和模糊综合评价的评价体系和评价方法。评价体系由对象集、指标集和评价集构成。其中，指标集要素采用层次结构，覆盖了公路隧道五大机电子系统设备设施，并结合专家法对要素进行了重要性分配。评价方法采用定性定量结合的方法，对设备设施单因素的评估可通过其技术要求结合模糊统计方法判断后计算。结合实际算例结果可知，评估等级隶属度能够直观清晰的反映系统整体以及局部不同准则要素的技术状态。

关键词：公路隧道;机电系统;技术评估;层次分析法;模糊综合分析法

中图分类号：U453 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）24-0151-02

Abstract： In order to evaluate the technical status of mechanical and electrical system of highway tunnel， this paper puts forward an evaluation system and method based on analytic hierarchy process and fuzzy comprehensive evaluation. The evaluation system consists of object set， index set and evaluation set. Among them， the elements of the index set adopt a hierarchical structure， covering the equipment and facilities of five major mechanical and electronic sub-systems of the highway tunnel， and assign the importance of the elements combined with the Delphi Method. As to the evaluation method， this study adopts the combination of qualitative and quantitative methods， and the evaluation of single factors of equipment and facilities can be judged by its technical requirements combined with the fuzzy statistical method. Combined with the results of practical examples， the evaluation grade membership degree can directly and clearly reflect the technical status of different criteria elements of the system as a whole and as a part.

Keywords： highway tunnel; electromechanical system; technical evaluation; analytic hierarchy process; fuzzy comprehensive analysis method

引言

公路隧道是公路交通系統的重要构成要素，为了提高道路使用者在公路隧道内行驶的安全性，道路管理单位会在隧道中配置一定规模的机电系统设备设施，用以实时监测和控制公路隧道运行环境参数。隧道机电系统的稳定运行是保持公路隧道长期安全高效运行的基础。为了及时掌握公路隧道机电系统运行技术状态，本文提出一种基于专家法和模糊综合评价方法的公路隧道机电系统技术状态评价方法，用于对公路隧道机电系统的技术状态进行评估。

1 公路隧道机电系统技术状况评价体系

本文所提出评价体系总体上由三类要素集合构成：对象集O，指标集U，评价集V。其中，对象集为所有待评估对象O={隧道1，隧道2，…，隧道N}。指标集采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）建立。层次分析法是一种基于目标属性层次结构的决策方法，具有系统性、实用性、简洁性的特点。本文在隧道机电系统招标文件机电设备技术要求、机电设备的国家以及行业技术标准基础上，综合考虑评价体系的完整性、合理性以及可行性，建立了覆盖隧道所有机电系统的技术状态评价指标体系。体系分为四个层次：目标层，准则层1，准则层2以及指标层。其中，目标层表示总体评估结果，准则层1为公路隧道5大机电子系统要素，准则层2为各个子系统的设备构成要素。指标层为各隧道实际设备设施在准则层2中对应设备设施类型评价指标下的得分。目标层、准则层的具体要素如表1所示。部分设备设施评价指标见表2。由于多数设备设施的评价指标涉及外观等定性评价，因此本文选择使用模糊综合评价方法对设备状态进行评价，评价集V={优秀、良好、一般、较差、差}。

2 公路隧道机电系统技术状况评价方法

公路隧道机电系统技术状况评价体系结构建立完成后，需要建立准则要素对应的权重分配向量，从而基于单因素的状态估计，通过加权求和得到上层要素以及整体系统的状态估计结果。本文首先使用专家法，通过专家对各个准则层要素的重要性进行两两比较（同等重要、稍微重要、较强重要、强烈重要、极端重要）得到重要性判断矩阵A。判断矩阵满足一致性要求后，通过求取判断矩阵最大特征根以及特征根对应的特征向量，即可得到准则要素的重要性（见表2）：

由示例计算结果可知：各个子系统中，通风、照明、监控系统处于良好状态的隶属度较高;消防、供电系统处于一般状态的隶属度较高。整体体系处于一般状态的隶属度较高。

3 结束语

本文基于层次分析法与模糊综合分析法，提出了公路隧道机电系统技术状况评价体系和评价方法。结合实际算例结果可知，评估等级隶属度能够直观清晰的反映系统整体以及局部不同准则要素（系统、子系统、设备设施）的技术状态。从而为公路隧道机电系统维护计划方案决策提供更系统、更直观的数据支持，进一步提升公路隧道管养能力。

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