本發(fā)明屬于抽水蓄能電站設(shè)計(jì)，具體涉及一種抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

1、抽水蓄能電站設(shè)計(jì)方案研究中，地下洞室群采用tbm設(shè)備施工可加快工程進(jìn)度，提前發(fā)電，從而帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

2、然而，項(xiàng)目的地質(zhì)條件、樞紐布置、工期要求、投資造價(jià)，設(shè)備本身的制造周期、設(shè)備現(xiàn)狀、潛在攤銷(xiāo)長(zhǎng)度均有所不同，并不是每個(gè)項(xiàng)目的地下洞室都適用tbm設(shè)備。因此，需要對(duì)項(xiàng)目的地下洞室進(jìn)行tbm適用性評(píng)價(jià)。

3、傳統(tǒng)的tbm適用性評(píng)價(jià)方法為層次分析方法，其評(píng)價(jià)指標(biāo)主要依靠決策者的經(jīng)驗(yàn)確定，具有較大的不準(zhǔn)確性，無(wú)法為電站的tbm設(shè)備適用性做出準(zhǔn)確和可靠的評(píng)價(jià)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性評(píng)價(jià)方法，可有效解決上述問(wèn)題。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提供一種抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：

4、步驟1：基于層次分析法原理，結(jié)合抽水蓄能電站特點(diǎn)和tbm設(shè)備情況確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而建立按層次結(jié)構(gòu)，自上而下分別為目標(biāo)層a、準(zhǔn)則層b、子準(zhǔn)則層c和方案層d的評(píng)價(jià)模型；

5、其中，所述目標(biāo)層a為根節(jié)點(diǎn)，為抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性評(píng)價(jià)目標(biāo)；所述目標(biāo)層a的直接下層，為準(zhǔn)則層b，所述準(zhǔn)則層b包括地質(zhì)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b1、技術(shù)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b2、經(jīng)濟(jì)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b3、工期因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b4和設(shè)備因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b5；對(duì)所述準(zhǔn)則層b的每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)bi進(jìn)一步細(xì)化為多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而得到子準(zhǔn)則層c；其中，i＝1,2,3,4,5；所述方案層d具有m個(gè)地下洞室tbm適用性等級(jí)的方案，分別為方案d1,d2,…,dm；

6、步驟2：分別構(gòu)造得到準(zhǔn)則層b的判斷矩陣f(b)、子準(zhǔn)則層c的判斷矩陣f(c)和方案層d的判斷矩陣f(d)；

7、其中：準(zhǔn)則層b的判斷矩陣f(b)，為地質(zhì)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b1、技術(shù)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b2、經(jīng)濟(jì)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b3、工期因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b4和設(shè)備因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b5這五個(gè)準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)指標(biāo)中，兩兩相對(duì)比較對(duì)方案層d的影響程度形成的矩陣；

8、子準(zhǔn)則層c的判斷矩陣f(c)，包括五個(gè)判斷矩陣，分別為：針對(duì)地質(zhì)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b1的子準(zhǔn)則層判斷矩陣f(c1)、針對(duì)技術(shù)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b2的子準(zhǔn)則層判斷矩陣f(c2)、針對(duì)經(jīng)濟(jì)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b3的子準(zhǔn)則層判斷矩陣f(c3)、針對(duì)工期因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b4的子準(zhǔn)則層判斷矩陣f(c4)和針對(duì)設(shè)備因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b5的子準(zhǔn)則層判斷矩陣f(c5)；對(duì)于每個(gè)子準(zhǔn)則層判斷矩陣f(ci)，為對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)bi進(jìn)一步細(xì)化的各個(gè)子準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)指標(biāo)中，兩兩相對(duì)比較對(duì)方案層d的影響程度形成的矩陣；

9、方案層d的判斷矩陣f(d)，為對(duì)于每個(gè)地下洞室tbm適用性等級(jí)方案dm，m＝1,2,…,m，受各個(gè)子準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)指標(biāo)影響程度形成的矩陣；

10、步驟3：分別確定準(zhǔn)則層b中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分規(guī)則、子準(zhǔn)則層c中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分規(guī)則和方案層d中各方案的評(píng)分規(guī)則；

11、步驟4：根據(jù)步驟3確定的各評(píng)分規(guī)則，對(duì)步驟2構(gòu)建的各判斷矩陣中的元素進(jìn)行賦值，從而得到賦值后的準(zhǔn)則層b的判斷矩陣f(b)、子準(zhǔn)則層c的判斷矩陣f(c)和方案層d的判斷矩陣f(d)；

12、步驟5：對(duì)步驟4得到的賦值后的各判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)通過(guò)后執(zhí)行步驟6；

13、步驟6：分別對(duì)賦值后的準(zhǔn)則層b的判斷矩陣f(b)、子準(zhǔn)則層c的判斷矩陣f(c)和方案層d的判斷矩陣f(d)進(jìn)行分析，得到準(zhǔn)則層b的各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)方案層d的權(quán)重、子準(zhǔn)則層c的各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)方案層d的權(quán)重，以及方案層d中每個(gè)方案受子準(zhǔn)則層c的各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)影響的權(quán)重；

14、步驟7：按層次從上到下的順序，對(duì)各層權(quán)重進(jìn)行關(guān)聯(lián)計(jì)算，得到抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性評(píng)價(jià)總分，根據(jù)抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性評(píng)價(jià)總分，定量確定抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性程度。

15、優(yōu)選的，對(duì)所述準(zhǔn)則層b的每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)bi進(jìn)一步細(xì)化為多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而得到子準(zhǔn)則層c，具體為：

16、地質(zhì)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b1，細(xì)化為圍巖巖性評(píng)價(jià)指標(biāo)c11、圍巖類(lèi)別評(píng)價(jià)指標(biāo)c12、圍巖強(qiáng)度評(píng)價(jià)指標(biāo)c13和涌水情況評(píng)價(jià)指標(biāo)c14；

17、技術(shù)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b2，細(xì)化為洞室長(zhǎng)度評(píng)價(jià)指標(biāo)c21、洞室坡度評(píng)價(jià)指標(biāo)c22和洞室轉(zhuǎn)彎半徑評(píng)價(jià)指標(biāo)c23；

18、經(jīng)濟(jì)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b3，細(xì)化為設(shè)備投資評(píng)價(jià)指標(biāo)c31、提前發(fā)電效益評(píng)價(jià)指標(biāo)c32和提前發(fā)電容量電價(jià)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)c33；

19、工期因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b4，細(xì)化為是否處在關(guān)鍵線路評(píng)價(jià)指標(biāo)c41和工期提前情況評(píng)價(jià)指標(biāo)c42；

20、設(shè)備因素評(píng)價(jià)指標(biāo)b5，細(xì)化為設(shè)備制造周期評(píng)價(jià)指標(biāo)c51和設(shè)備攤銷(xiāo)情況評(píng)價(jià)指標(biāo)c52。

21、優(yōu)選的，準(zhǔn)則層b中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分規(guī)則為1～9標(biāo)度評(píng)分方法，采用評(píng)分規(guī)則得到賦值后的準(zhǔn)則層b的判斷矩陣f(b)，具體為：

22、準(zhǔn)則層b具有五個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，因此，判斷矩陣f(b)為5*5矩陣，對(duì)于矩陣中元素fij，i＝1,2,3,4,5，j＝1,2,3,4,5，代表評(píng)價(jià)指標(biāo)bi與評(píng)價(jià)指標(biāo)bj相比，評(píng)價(jià)指標(biāo)bi對(duì)方案層d的影響程度，具體評(píng)分規(guī)則為：

23、如果評(píng)價(jià)指標(biāo)bi和評(píng)價(jià)指標(biāo)bj具有同等重要性，則元素fij＝1；

24、如果評(píng)價(jià)指標(biāo)bi比評(píng)價(jià)指標(biāo)bj稍微重要，則元素fij＝3；

25、如果評(píng)價(jià)指標(biāo)bi比評(píng)價(jià)指標(biāo)bj明顯重要，則元素fij＝5；

26、如果評(píng)價(jià)指標(biāo)bi比評(píng)價(jià)指標(biāo)bj強(qiáng)烈重要，則元素fij＝7；

27、如果評(píng)價(jià)指標(biāo)bi比評(píng)價(jià)指標(biāo)bj極端重要，則元素fij＝9；

28、如果位于同等重要和稍微重要之間，則元素fij＝2；如果位于稍微重要和明顯重要之間，則元素fij＝4；如果位于明顯重要和強(qiáng)烈重要之間，則元素fij＝6；如果位于強(qiáng)烈重要和極端重要之間，則元素fij＝8；

29、并且，定義元素fij和fji互為倒數(shù)，即：fij＝1/fji；

30、通過(guò)評(píng)分規(guī)則進(jìn)行賦值，得到賦值后的準(zhǔn)則層b的判斷矩陣f(b)。

31、優(yōu)選的，子準(zhǔn)則層c中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分規(guī)則為1～9標(biāo)度評(píng)分方法，與準(zhǔn)則層b中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分規(guī)則相同。

32、優(yōu)選的，方案層d具有m個(gè)地下洞室tbm適用性等級(jí)的方案中，m＝2，因此，具有地下洞室tbm適用性高的方案，以及地下洞室tbm適用性低的方案。

33、優(yōu)選的，方案層d中各方案的評(píng)分規(guī)則，以及得到賦值后的方案層d的判斷矩陣f(d)，具體為：

34、設(shè)子準(zhǔn)則層中共有n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，表示為：評(píng)價(jià)指標(biāo)cn，n＝1,2,…,n；方案層d具有兩個(gè)方案，分別為：方案d1:地下洞室tbm適用性高的方案；方案d2:地下洞室tbm適用性低的方案；

35、則方案層d的判斷矩陣f(d)為n*2矩陣，對(duì)于矩陣中元素fnk，k＝1或2，代表評(píng)價(jià)指標(biāo)cn對(duì)方案dk的影響程度，具體評(píng)分規(guī)則為：

36、將子準(zhǔn)則層中n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，劃分為定性評(píng)價(jià)指標(biāo)和定量評(píng)價(jià)指標(biāo)；其中，定性評(píng)價(jià)指標(biāo)包括圍巖巖性評(píng)價(jià)指標(biāo)c11、圍巖類(lèi)別評(píng)價(jià)指標(biāo)c12、圍巖強(qiáng)度評(píng)價(jià)指標(biāo)c13、涌水情況評(píng)價(jià)指標(biāo)c14以及是否處在關(guān)鍵線路評(píng)價(jià)指標(biāo)c41；每個(gè)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)方案dk的影響程度，采用1～9標(biāo)度評(píng)分方法確定；

37、定量評(píng)價(jià)指標(biāo)包括洞室長(zhǎng)度評(píng)價(jià)指標(biāo)c21、洞室坡度評(píng)價(jià)指標(biāo)c22、洞室轉(zhuǎn)彎半徑評(píng)價(jià)指標(biāo)c23、設(shè)備投資評(píng)價(jià)指標(biāo)c31、提前發(fā)電效益評(píng)價(jià)指標(biāo)c32、提前發(fā)電容量電價(jià)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)c33、工期提前情況評(píng)價(jià)指標(biāo)c42、設(shè)備制造周期評(píng)價(jià)指標(biāo)c51和設(shè)備攤銷(xiāo)情況評(píng)價(jià)指標(biāo)c52；各定量評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)方案dk的影響程度的評(píng)分規(guī)則為：

38、設(shè)定方案d1:地下洞室tbm適用性高的方案的初始分值為0；

39、設(shè)定方案d2:地下洞室tbm適用性低的方案的初始分值為0；

40、分別設(shè)定洞室長(zhǎng)度基礎(chǔ)值、洞室坡度基礎(chǔ)值、洞室轉(zhuǎn)彎半徑基礎(chǔ)值、設(shè)備投資基礎(chǔ)值、提前發(fā)電效益基礎(chǔ)值、提前發(fā)電容量電價(jià)效益基礎(chǔ)值、工期提前情況基礎(chǔ)值、設(shè)備制造周期基礎(chǔ)值、設(shè)備攤銷(xiāo)情況基數(shù)；

41、則評(píng)分規(guī)則如下表：

42、

43、

44、其中：對(duì)于以上每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定一個(gè)方案的評(píng)分后，另一個(gè)方案的評(píng)分為已確定評(píng)分方案的倒數(shù)；

45、由此可確定賦值后的方案層d的判斷矩陣f(d)。

46、優(yōu)選的，步驟5：對(duì)步驟4得到的賦值后的各判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，具體為：

47、步驟5.1：將每個(gè)判斷矩陣統(tǒng)一表示為：判斷矩陣h；判斷矩陣h的秩為d；判斷矩陣h的每個(gè)元素表示為：hxy，其中，x＝1,2,…,d，y＝1,2,…,d；

48、步驟5.2：采用下式，得到判斷矩陣h的特征向量wx:

49、

50、將各特征向量wx標(biāo)準(zhǔn)化，從而得到標(biāo)準(zhǔn)化后的特征向量w＝(w1,w2,,,wd)t；

51、步驟5.3：計(jì)算判斷矩陣h的最大特征值λmax：

52、

53、步驟5.4：計(jì)算一致性指標(biāo)c.i.

54、

55、步驟5.5：根據(jù)判斷矩陣h的秩d，查找下表，確定相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)r.i.：

56、

57、

58、步驟5.6：計(jì)算一致性比例c.r.

59、

60、如果c.r.<0.1，則判斷矩陣h通過(guò)一致性檢驗(yàn)；如果c.r.>0.1，則判斷矩陣h不符合一致性要求，需要對(duì)該判斷矩陣h進(jìn)行重新修正。

61、優(yōu)選的，步驟6中，根據(jù)判斷矩陣得到權(quán)重，具體為：

62、步驟5.2中得到的標(biāo)準(zhǔn)化后的特征向量w＝(w1,w2,,,wd)t，即為對(duì)應(yīng)判斷矩陣h的權(quán)重向量，即：w1,w2,,,wd，分別為判斷矩陣h的各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

63、優(yōu)選的，步驟7中，采用以下方法，得到抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性評(píng)價(jià)總分：

64、對(duì)于每個(gè)子準(zhǔn)則層c的評(píng)價(jià)指標(biāo)，假設(shè)其對(duì)方案層d的權(quán)重為β1，其上一級(jí)直接關(guān)聯(lián)的準(zhǔn)則層b的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)方案層d的權(quán)重為α1，方案層d中某個(gè)方案受該子準(zhǔn)則層c的評(píng)價(jià)指標(biāo)影響的權(quán)重為γ1，則按公式s1＝α1β1γ1，得到按子準(zhǔn)則層c的評(píng)價(jià)指標(biāo)得到的評(píng)分；

65、對(duì)子準(zhǔn)則層c的每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，均計(jì)算得到一個(gè)評(píng)分，再將各評(píng)分相加，得到最終的抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性評(píng)價(jià)總分。

66、本發(fā)明提供的一種抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性評(píng)價(jià)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

67、本發(fā)明提供一種抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性評(píng)價(jià)方法，是一種基于層次分析法、綜合定性與定量評(píng)價(jià)的抽水蓄能電站地下洞室tbm適用性評(píng)價(jià)方法，充分考慮了不同抽水蓄能電站的項(xiàng)目特點(diǎn)，定量確定評(píng)價(jià)指標(biāo)以及評(píng)分規(guī)則，并進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，通過(guò)權(quán)重大小定量得出更合理的方案，達(dá)到提高決策應(yīng)用科學(xué)性、合理性和準(zhǔn)確性的目的。