突变评价法在大型起吊设备安装安全评价中的应用

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巨型龙门起重机、缆机等大型起吊设备广泛应用于道路桥梁、水利水电工程、房地产等工业生产和基础设施建设中。但大型起吊设备安装具有高危险性，任何-环节出现问题，都有可能导致人身伤亡等安全事故。为了提高大型起吊设备安装的安全性l ]，本文从安装许可、安装管理、安装技术等因素，建立安装状况 2级指标体系 ]，提出大型起吊设备安装安全突变评价模型，应用突变评价法对设备安装安全状况进行评价。

突变评价法是以突变理论为基础的综合评价方法。利用归-公式本身中的内在矛盾地位和机制确定各指标的重要程度，并进行量化，从而避免了底层指标权重确定 的主观性 。突变评价法 已广泛应用 于各种学科。赵志峰4 利用突变理论分析了边坡安全稳定性；唐明等 运用突变评价法研究旱灾风险；何金平和李珍照 运用突变理论综合分析并评判大坝安全。本文利用施玉群 的思想，自行设计-套变换方法 ，解决了突变评价法 中评价分值高的缺陷，从而符合人们心目中优、劣”的概念之分，提高了突变评价法的实用价值。

1 突变评价法的基本原理1.1 突变理论突变理论是 2O世纪 70年代发展起来的-门研究突变现象的新兴数学 学科 ，它以拓扑动力学 、奇点理论及结构稳定的拓扑概念为基础 ，专门研究动态系统在连续性变化过程中出现的非连续变化现象。其特点是根据系统的势函数将它的临界点分类，研究各类临界点附近不连续变化状态的特征，从而归纳出若干初等突变模型 ，并在此基础上研究 自然、社会中的突变现象 。

突变评价法是 以突变理论为基础发展起来的-种多准则综合评价决策方法。其主要特点是根据系统内在作用机理，确定若干评价指标，组成多层系统；把突变理论与模糊数学结合，得到底层评价指标的突变模糊隶属度值，利用不同突变模型下的归-公式进行综合量化递归运算，求出总隶属度值，从而进行评价。

1.2 典型的突变模型雷内 ·托姆(Rene Thom)证明了由控制变量个数决定的 7种初等突变模型，常见的是以下 3种 。见表 1。

表 1 3种 突变模型类型 势 函数尖点模型 f(x)-X V1X2V2X燕尾模型 f(x)-X5V1X3V2x V3X蝴蝶模型 f(x)-X V1X X。y3X V4X其中厂(z)为z的势函数，z为状态变量， 、 ：、。 、 为控制变量。尖点模型表示指标因素有 2个；燕尾模型表示指标因素有 3个；蝴蝶模型表示指标因收稿 日期 ：2Ol3～O4-O2作者简介 ：焦德 平(1986-)，男 ，山东泰安人 ，三峡 大学硕士研 究生 ，研 究方 向：工程 管理 。

147y 业山 h产y 和∞技T科e科技和产业 第 13卷 第 6期素有 4个 ，相对重要 的控制变量写在前面 ，相对次要的写在后面。

1.3 突变模型归-公式及其推导对于势函数 f(x)，令 f/(x)0，求得系统的平衡曲面方程，再令 f//(x)-0，求得平衡曲面的奇点集，联立 f/(x)-0和 f//(x)-0消去状态变量 X，求出只包含控制变量形式 的分歧方程式。系统突变发生于控制变量满足分歧方程式的前提下。利用分歧方程推导引申出归-公式，归-后可将所有状态变量和控制变量的取值范围控制在Eo，1]，实现各类变量的比较，为评价决策提供工具 。常见突变模型的归-公式见 表 2。

表 2 3个归-公 式类型 归-公式尖点模型 Xv-Vl ，Xv2-V21/3燕尾模型 Xv1-Vl1/2，Xv2-V21/3，Xv3-V3蝴蝶模型 Xv1-V1 ，Xv2-V2 门，Xv3-V31/4，Xv4-V42 起吊设备安装安全突变评价2.1 起 吊设备安装安全指标评价体系的构建建立全面合理的起吊设备安装安全指标评价体系是实现安装状况评价的基赐关键。在多家建筑企业施工过程的基础上，建立起吊设备安装安全的 2级指标评价体系。如图 1。

2.2 原始数据的标准化处理不同因素的取值范围存在差异 ，为了消除这种差异 ，需采取措施将原始数据转化为0～1范 围内无量图1 起 吊设备安装安全 的 2级指标评价体 系纲标准值 。笔者采用常用的最大-最斜方法将原始数据进行处理。标准化公式如下：yi-xi-xi(min)/xi(max)-xi(min) (1)yi-xi(max)-xi/xi(max)-xi(min) (2)其中 yi、xi、xi(min)、xi(max)分别代表 因素 i的标准值、原始值、最小值及最大值。公式 1表示安装安全状况随着因素值的增大而趋于更安全；公式 2表示安装安全状况随着 因素值 的减小而趋于更安全。

2.3 突变评价法得分值较高的处理由于归-公式具有聚焦特点 ，最终得到的总突变值-般较高(接近 1)，通过排序可得到优”与劣”之分，但不符合人们习惯认识的绝对优”与劣”含义。

笔者借鉴施玉群的思路设计-套转换方法。取底层因素值均为 ( -1，2n)时，利用归-公式得到总突变值 yi(i1，2n)，当 ”足够大时，则建立与 z 之间 的变换关系。-般底层 因素值具有 习惯意义上的优”与劣”之分 ，通过 与 之问的变换 ，进而得到 的优”或劣”。见表 3。

表 3 x与 Y对应关系x- o x- o.6 x- o.7 x- o.8 x- o.9 x- 1Y- o Y- o.88O1 Y - o.9147 Y- o.9457 Y- o.974o Y- 1表 4 通过 x与 Y互换得 到起 吊设备安装安全的评价 集总突变 y O.9740～1 O.9457-o.947o o.9147--o.9457 o.8801--o.9147 O-o.8801评价结果 安全 较 安全 -般 较危险 危险2.4 突变评价法的互补与非互补原则多 目标评价决策采用突变评价法时，要遵守互补与非互补原则。即若-个系统的诸控制变量(V 、： 、V。、V )之间不能相互补充，则按非互补原则处理，即按大中取斜的原则处理；若系统的诸控制变量( 、V 、V。、V )之间有相互关联 ，则按互不原则处理，即按取平均值处理。

只有遵守以上两个原则 ，才能满足突变评价中分1 48歧方程的要求 。通过归-公式的递归综合运算 ，最终得到起 吊设备安装安全的评价结果。总突变值越大，设备安装安全状况越好。

3 实例计算3.1 专家打分本文对某公 司的起 吊设备安装安全评价 。按照图-所列 的评价指标体系，根据突变评价法进行评判 。首先 ，请 12位专家对公司的底层因素打分 ，去掉突变评价法在大型起吊设备安装安全评价中的应用每个底层因素评分的最高值和最低值，取剩余评分的平均值，即为每个底层因素最终的得分。

然后利用标准化公式(1)和 (2)计算各因素的标准化值，再 按不同突变模 型 的归-公式及互补”与非互补”原则递归运算，最总得到设备安装安全状况的总突变隶属度值 。

c 、C 、c。、C 构成蝴蝶突变模型，利用归-公式及非互补原则 ，计算 ：Xc -0.81641/2- 0.9035，Xc，- 0.82381/3-0.9374，Xc30.83561/4-0.9561，Xc4-0.81271/5- 0.9594B1：rain(Xc1，Xc2，Xc3，Xc4)- 0.9035C 、C 、C 构成燕尾 突变模型 ，利用归-公式及非互补原则 ，计算 ：B2-0.8865C 、C。、C 。构成燕尾突变模 型，利用归-公式及互补原则，计算：B。-0.9379逐层递归运算，求出起吊设备安装安全状况的总突变值 A-0.9505表 5 公司的具体数据目标 层 规则层 因素层总 突变值 因子值 归-化值 标 准值 归-化值C - 0.8164 Xc1- 0.9035C。- 0.8238 Xc2- 0.9374B -0.9035 XBl-0.9505 C -0.8356 Xc30.9356C - 0.8127 X(：4- 0.9594A-0.9505 C -0.7858 Xc5-0.8865B2- 0.9035 XB2- 0.9505 C6- 0.7532 Xc6- 0.9049C - 0.7667 X( 7- 0.9357C8-0.8762 Xc80.9361B3- 0.9035 XB3- 0.9505 C。- 0.8323 Xc9 0.9406C0- 0.7705 Xco- 0.93693.2 结果分析从表 7的数据可以看出，公司的起 吊设备安装安全状况总突变值 为 0.9505，评级结果为较安全 。对于本文具体研究的公司，若管理层要进-步提高起吊设备安装安全状况，主要是加强设备电气单元安装的管理。

4 结束语1)突变评价法可依据突变理论的基本原理 ，研究分析作用机理尚不十分明确的突变事物 ，它主要依据分歧方程引申出的归-公式对建立的多因素评价问题进行综合量化递归运算，利用归-公式本身中的内在矛盾地位和机制 ，确定各指标 的重要程度，从而避免底层因素权重确定的主观性，且计算方便、简单。

2)由于归-公式的聚集特点，突变评价法存在总突变隶属度值较大的缺陷，本文笔者借鉴施玉群的思想，提供-种解决手段，即通过底层因素与总突变隶属度值相互变换 ，得到人们 习惯意义上 的优”、劣”之分 ，使突变评价法实用性更强。

3)运用突变评价法评价起吊设备安装安全状况是笔者的尝试 ，对于总指标分解的层数多少、底层 因素专家评分、各指标相对重要程度及互补”与非互补”原则的利用，可能需要进-步的研究和完善 。