模糊综合评价系统在桥梁美观方案选择上的应用

第1章绪论

1.1引言
计算机技术的发展给工程师们提供了非常完美的平台以进行结构计算，桥梁的跨径被工程师们快速刷新，承载能力也被极大的提高。但桥梁作为一种建筑形式，它不仅具有使用功能，还具有美学功能。工业革命时期，欧洲国家的教育体制改革致使结构工程师与建筑师职责分离，在那样一个工业大发展的时期，忽略了人们对桥梁美的需求，许多作品不仅无法给人带来愉悦甚至让人感到乏味压抑。所谓食必常饱，然后求美，当科技得到进一步发展时，人们不只满足于桥梁的使用功能，越来越多的桥梁美观上的要求被提出来，桥梁美学问题显得愈发重要了。
美学的问题不同于自然科学那样，1+1必须等于二是唯一解，它总是毫不吝啬的给人们较宽泛的思考分析“空间”。因此，对于美，无论是艺术家、工程师亦或是平民百姓都有属于自己的理解和追求，我们不仅无权剥夺反应尽力去创造。著名的桥梁设计大师莱恩哈特曾在其《桥梁建筑艺术与造型》一书中说，他的目标就是建造美丽的桥梁，他认为，美对于人类幸福生活的影响是非常重要的，人们生活中的欢乐和身心健康很大程度上取决于生活环境的美学素质。可见，当在拥有足够的科学手段满足桥梁使用功能的前提下，建筑艺术的美观性是非常重要的，本文的研究也是基于艺术美的重要性展开的。不同的人对于同一座桥梁的评价不同，即使同一个人，在不同的时期，不同的环境影响下，对同一座桥梁美的感受都可能有很大差别，美的概念以及评价的不确定性和模糊性经常给人们带来困惑，但是，美必然是具有一定的客观规律可循的。尤其是桥梁的艺术美，她一定基于结构线条的流畅和力学传递的合理性。“20世纪世界最美丽的桥梁”评选出的美丽桥梁，时至今日仍然作为地标性建筑和艺术品享誉世界。这充分说明了，即使评价主体存在差异性，评价存在主观性，但其评价结果仍然具有一定的统一性，也正是因此，对桥梁建筑进行综合评价是可行的。桥梁造型评价是一个从定性到定量，从感性到理性的模糊实践过程。模糊综合评价法是基于主观的、定性的分析而发展的学科分支，经过合理分析的评价结果可以成为管理和设计人员的参考依据。模糊数学在定性问题中的广泛应用为评价体系提供了理论支持和方法，综合评价理论为本文研究背景之二。

1.2桥梁美学设计发展概况
1.2.1国内研究现状
目前，我国工程师已经逐步认识到桥梁美学的重要性，这充分说明了，工程师们对结构构思把握已成熟，开始日益关注桥梁的鉴赏性。纵观历史，我们可以看到，追求结构与造型的完美从来就不是可以被分割的问题。“修正主义”时期之后，建筑美学在思想上逐渐脱离了混乱，上世纪80~90年代中国现代桥梁美学产生并发展。以唐寰澄为代表，他于1981年出版的《桥》一书获得了众多奖项，在国内桥梁工程界引起了非常大的轰动，也影响着很多年轻工程师；1987年至2001年间，由樊凡所著的第一本到译文本及后期和丕壮所著的各版《桥梁美学》可以发现，桥梁美学的发展从未间断，另外盛洪飞先后出版了两版《桥梁建筑美学》，第二版在内容上做了相应的调整和发展，他结合了自己长期的工作经验以及工程实际，从基本构图理论至局部进行了细致分析。2002年张师定出版了其著作《桥梁建筑的结构构思与设计技巧》，这本书客观理性的介绍了桥梁建结构设计发展以及原则，系统的阐述了结构与力学的完美结合；陈艾荣，盛勇等人于2005年出版书籍《桥梁造型》，以桥梁的美学和力学特性为基础，以造型单元为重点，系统地总结了桥梁造型设计的单元造型法、整体造型法、比例设计法、线形设计法以及源于环境的造型构思方法，书中还提出了“桥梁结构作为结构艺术的一种，其美可以通过技术手段来实现”的观点。以上著作对我国桥梁建筑美学、造型设计方面具有深远的影响和重要作用。认真研读时作者发现以上桥梁美学书籍大多都涉及到桥梁美学的评价。景观设计师俞孔坚所持的观点是，心理物理学作为评价的一种具有很高的科学性和可靠性，并且可以模拟质量评价的数量化模型运用到实际操作中，其特点就在于适于处理实际工程问题，但模型的适用范围具有局限性；与之相反，理论研究可靠性更好的应属认知学和经验学，敏感性高但却不适宜应用到实际操作过程中。随着工程数学的发展，评价体系除定性分析外，定量分析的应用越来越广泛，科学性合理性得到提高。道路景观最佳方案选择过程中应用模糊综合评价方法，可将道路景观评价转为了量化分析得到其方案等级和排序；利用模糊综合评价法对高速公路进行景观评价，同时采用灰色关联度的方法也能获得较好的结果。陈琦，石冰认为桥梁的美学评估也应成为新的桥梁评估体系的一项，把桥梁美观性分为形式、功能、色彩装饰三个指标，在指标层的基础上选取子指标，选用二层次模糊综合评价模型，确定各因素的隶属函数，利用最大隶属度原则对桥梁的美观性进行评估也具有一定可行性。美学是一种形式而评价则为具体实施过程，是包括桥梁自身和周围环境在内的总体美学