基于可变模糊集的地震崩塌危险性评价

为了使地震崩塌危险性评价过程更具操作性,提出了可变模糊集评价方法。首先,综合考虑地形地貌、地震地质、地层、气象水文等15项影响因子作为评价地震崩塌危险性指标体系并建立了相应等级标准;其次,选取受汶川地震影响的映秀至耿达段公路两侧崩塌点为样本,将离差最大化方法引入权重计算过程中,利用指标实际数据离散性求得权重;最后,应用可变模糊集理论,通过改变可变模糊评价模型参数对地震崩塌危险性进行线性与非线性组合评价,并将均值作为最终评价结果,且通过与其他方法计算结果的对比,验证了可变模糊集方法在地震崩塌危险性评价中有更好的适用性。     

自然灾害风险评估指标体系及方法研究

提出一种基于灾害致灾因子、承灾体暴露性、脆弱性以及社区应急能力4方面因素的城市灾害(地震)风险评估体系。利用模糊隶属度函数和AHP法给出了一种可行的区域自然灾害风险评估方法。结果表明:基于给出的风险度量化公式、评估指标体系和评估方法,可以对城市灾害风险进行定量评估。模糊隶属度函数消除了量纲的影响使指标间具有可比性。AHP法可有效用于确定指标权重。基于风险度计算公式的灾害风险度综合评估指数,使城市自然灾害风险评估工作更具客观性。     

矿井采掘工作面通风效果的综合评价

运用模糊综合评价法对矿井采掘工作面进行了通风效果的评价,先确定了影响工作面通风效果的指标,并逐一构造了其隶属函数,然后采用层次分析法定出评价指标的相对权重,最后对计算模糊评判的算法进行了分析,以此来确定采掘工作面通风效果的评价等级。以东滩煤矿部分采掘工作面的环境状况为例进行了评价,据实际考察评价结果反映,通过该评价方法得到的结果与现场完全一致。     

基于云模型的电梯运行可靠性模糊综合评估

针对目前电梯可靠性评估中存在随机性和模糊性等不确定性的问题,提出了一种基于熵权法、云模型和模糊综合评价法的电梯运行可靠性评估模型。通过分析电梯各个子系统的主要特征量,建立了电梯运行可靠性评估指标体系,并运用熵权法确定各指标的权重。根据云模型实现定量指标与定性概念之间的转换,得到定量评估指标的等级隶属度。最后基于模糊综合评价法,对各指标信息进行自上而下地综合,得到整体的可靠性评估结果。实例表明了该模型的正确性与有效性,能够对电梯的状态检修提供参考。     

基于集值统计-灰色模糊的航道通航环境安全评价

鉴于航道通航环境安全评价的模糊性和随机性,结合集值统计法和灰色模糊理论,建立航道通航环境安全评价模型。在综合分析航道通航环境安全影响因素的基础上,建立了由自然环境、航道条件、交通环境3类一级指标及12项二级指标所组成的航道通航环境安全评价指标体系。该模型利用集值统计确定各个评价指标的权重;通过确定评价样本矩阵,实现对航道通航环境场景的初步构建;利用灰色模糊综合评价法,量化评估航道通航环境安全等级。以广东坭洲头航道为例进行实例分析,结果表明,基于集值统计和灰色模糊理论的安全评价方法计算简单,评价结果客观、准确,便于实际应用。     

复合地层盾构滚刀磨损风险等级模糊评判

针对盾构在复合地层隧道掘进过程中存在滚刀易磨损且不易判断磨损程度的施工难题,通过综合分析滚刀磨损的各种影响因素及其影响关系,总结提炼出4个磨损风险等级和五大类15个子项的关键影响指标。针对复合地层提出复合高度比和等效岩土强度的概念,综合运用两级模糊评判法和层次分析法建立了复合地层盾构滚刀磨损程度评判方法。通过对佛莞城际铁路长隆隧道复合地层段进行现场验证,证实了该方法在不进入盾构土仓的情况下,可对滚刀在盾构不同掘进距离下的磨损程度进行定性判断。     

基于CRITIC-有限区间云模型的边坡稳定性评价

针对岩质边坡危险性分级的不确定性,选取坡高、坡角岩体结构特征、岩石单轴抗压强度等12项定量评价指标构建评价体系。根据有限区间云模型的相关概念和计算模型,求出露天采场边坡实测数据的云模型特征参数,利用正向云发生器生成云滴图进行量性概念的转化,通过改进的CRITIC法确定指标权重,进而求出不同采场隶属于不同危险等级的综合隶属度,实现边坡稳定性等级的划分。研究结果表明:评价结果与实际相符,利用CRITIC算法求取的权重值,可以考虑各评价指标的综合信息量以及指标间的相关性系数,使评判结果更具有准确性;同时可以快速准确判断出边坡稳定性分级,进行安全预测,为评价边坡的稳定性提供了新思路。     

CREAM方法中控制模式分类的模糊方法

认知可靠性与差错分析方法(CREAM)通过对任务环境进行分析从而直接确定人为差错发生概率。该方法提出控制模式的概念,认定不同的任务环境下可能对应不同的控制模式,而人为差错概率直接由控制模式确定。因此,确定控制模式是其中的关键环节。针对该问题,笔者提出了一种模糊方法。通过对性能影响因子进行打分对任务环境进行量化,利用专家打分的方式确定性能影响因子分值对于控制模式的隶属度;通过拟合分析确定性能影响因子的分值对控制模式的隶属函数,得到控制模式与分值之间的对应关系;将该方法应用到两个示例中,其结果与原有方法的结果基本一致。     

基于突变级数法的离心泵机组安全评价模型

为研究层次分析法在安全评价中权重确定受主观因素影响较大的问题,提出将突变理论和模糊数学相结合的突变级数评价模型。模型考虑离心泵机组的结构、故障模式及人员管理等因素建立多层次评价指标体系,并结合模糊数学确定底层指标的隶属函数矩阵;利用突变级数法对各指标进行标准化和归一化处理;将底层指标隶属函数矩阵逐级量化递归得到总突变隶属矩阵。研究结果表明:此离心泵机组的最大总突变隶属函数值达到了0.961 9,即为“良好”。但同时也发现第一级与第二级相差不大,说明只要采取一定的安全措施,就可提高此离心泵的安全性。分析结果与实际情况相符合。     

北京市火灾风险综合评估指标体系研究

针对北京市火灾的特点,通过对北京市1995—2004年的火灾统计资料的分析,结合我国火灾分类分级及前人的研究成果,建立了北京市火灾风险的多层次评估因素集。运用模糊数学的理论和方法,建立了火灾综合评估指标特征值、隶属函数及权重的确定方法。根据模糊综合评价原理,提出北京市火灾风险的模糊综合评估模型,并应用该模型进行实例分析。通过所建立的综合评估指标体系,可在消防管理中实现管理重点更加突出、力量部署更为合理、资源分配趋于最优,对北京市综合减灾目标的实现,具有重要的参考意义。     

基于FMEA和模糊理论的海底管道建造期质量风险分析

为有效控制海底管道建造期间质量风险,采用基于模糊理论的故障模式及影响分析(FMEA)法分析海底管道在此期间众多的质量风险因素。该方法是在传统FMEA方法基础上,结合专家经验和知识确定模糊语言术语集和模糊数,对各风险因素进行模糊评价,根据各风险因素的模糊风险优先度数值(FRPN)进行风险排序,确定涂敷涂层期间需重点关注的风险因素。结果表明:涂层耐阴极剥离、管道腐蚀余量、混凝土抗压强度、密度、涂层张力等性能不满足设计要求是海底管道在涂敷涂层期间质量控制的关键因素。     

油气储运设施事故风险指数模糊逻辑评估方法

油气储运设施风险是其事故发生概率和事故后果的综合度量,而事故概率和后果的定量评估结果往往是具有不确定性的数据,以确定性风险评估准则为基础的传统风险矩阵法和风险值法显然难以评估油气储运设施风险。为此提出开展油气储运设施事故风险的模糊逻辑推理法,首先,对风险矩阵的概率语言等级和损失语言等级的边界进行定量划分;然后,建立油气储运设施风险矩阵模糊集和模糊逻辑推理规则;最后,通过风险模糊推理运算和模糊风险解模糊化以确定油气储运设施的风险水平。实例应用与分析表明,利用推荐方法可得到较为详尽的风险数据信息,不但风险指数更加清晰,而且其所属风险等级类别也更加明确,评估结果能更好地指导油气储运设施的风险管理。     

大空间建筑消防系统故障风险定量分析的新方法

在对CO2自动灭火系统的故障模式、影响及危害度定性分析的基础上,采用模糊数学方法,以系统故障影响严重度、故障模式发生概率及其可检测性为关键指标,给出了故障风险定量评价指标的建立方法,提出了一种消防系统故障风险定量分析的新方法———模糊推理法。该方法可直接输入语言变量,利用模糊定性和不确定信息或数据定量评价系统的故障风险,并以CO2自动灭火系统为例,详细阐述了该方法定量评价故障风险的全过程。该方法和推理过程可为其他建筑防火设备的同类分析所借鉴,为城市火灾风险定量评价系统的构建提供理论基础和一种新方法。     

Fuzzy logic for piping risk assessment (pfLOPA)

This paper explores the application of the fuzzy logic for risk assessment of major hazards connected with transportation of flammable substances in long pipelines. As a basis for risk assessment, the framework of the fuzzy Layer of Protection Analysis (fLOPA) was used. fLOPA presents a new approach to risk assessment based on two assumptions: 1. different effects of the layer of protection functions on particular elements of the risks (frequency and severity of consequence), and 2. the application of fuzzy logic system (FLS) composed of three elements: fuzzification, inference process and defuzzification. A further calculation follows LOPA methodology with the use of fuzzy logic system where fuzzy risk matrix is used for risk assessment. A typical case study comprising section of a long pipeline failure is performed and a comparison between the classical LOPA approach and fuzzy approach is made.     

基于AHP-CRITIC的电梯安全性评估

针对电梯安全评估方法中指标权重主观性大的问题,为提高评估结果的科学性,综合AHP法、CRITIC法和模糊综合评价理论,建立了电梯安全性评估模型。从设备情况、使用情况、人员管理3个方面出发,构建了电梯安全性评估指标体系。采用AHP法,根据专家经验构造判断矩阵,得到指标的主观权重。采用CRITIC法,计算同一指标的对比强度和指标间的冲突性,得到指标的客观权重。通过加权求和的方式,兼顾主客观权重,得到指标的综合权重。基于模糊综合评价法,应用"升半梯形分布"对各级指标构造模糊评估矩阵,并量化评估结果向量。以南京市某电梯为实例,应用该模型得出此电梯的安全值为68.8,安全等级为"较安全",与此电梯的实际情况相符;并与其他方法所得的评估结果进行比较,进一步验证了该模型的正确性和有效性。     

基于神经网络的闸阀模糊可靠度计算

为提高闸阀可靠度计算准确性,将模糊准则引入闸阀可靠性设计,将闸阀应力与阀体通径、内压之间隐式关系显式化,并基于神经网络构建地震工况下闸阀数学模型;利用蒙特卡洛法,计算闸阀在常规方法下的可靠度;利用正态型隶属函数描述闸阀强度的模糊性,计算闸阀在考虑模糊强度时的可靠度;对比强度的模糊性对可靠度计算结果的影响,分析不同隶属函数下的闸阀模糊可靠度。与传统随机可靠度计算方法相比,该方法对不确定性描述更合理,理论上对可靠度的计算更加准确。     

模糊评价法在生物安全实验室环境风险评价中的应用

提出一种有关生物安全实验室环境风险的评价方法。构建生物安全实验室环境风险评价指标体系(体系共分为4级,包含3个一级指标,12个二级指标,10个三级指标,69个四级指标)和生物安全实验室环境风险评价的模糊综合评价模型;应用专家打分法确定指标的权重判断矩阵数据和隶属度数据;采用层次分析法对判断矩阵进行处理得到指标权重数据;按照评价模型的程序对权重数据和隶属度数据进行处理,最终得到生物安全实验室的风险评价值。以某生物安全实验室作为案例,运用笔者提出的方法,得到该实验室的评价值,因而为更好地分析实验室的环境风险,采取有效的风险预防措施提供了依据。     

基于模糊层次分析的门座起重机回转机构状态综合评价

针对门座起重机回转机构故障发生的特点,基于模糊层次分析法原理,建立了门座起重机回转机构状态综合评价模型。引入三角模糊数描述专家的判断信息,建立模糊互补判断矩阵,采用基于可能度的重要度排序确定各评价指标的权重值,以此判断各评价指标对整个机构的影响程度。邀请专家对列出的各评价指标的综合性能予以评价,根据得到的指标评价矩阵和权重矩阵,求出整个回转机构的模糊综合评价矩阵。根据最大隶属度原则,确定机构的工作状态和综合性能的得分情况。     

Confidence-based quantitative risk analysis for offshore accidental hydrocarbon release events

Quantitative risk analysis (QRA) has been widely used to conduct the assessment of offshore accidental risks. However, the accuracy and validity of QRA is significantly affected by uncertainties when subjective judgments are involved. Therefore, it is unrealistic to determine the probability of a hazardous event by using one single explicit value when safety experts have a relatively low confidence level in their judgments. This paper proposes a new methodology for incorporating uncertainties into conventional QRA using the concept of confidence level. Offshore hydrocarbon release hazards are focused on and a barrier and operational risk analysis (BORA-Release) method is selected as the basic model to illustrate the proposed methodology. A left–right (L–R) bell-shaped fuzzy number is employed and its membership curve is able to control its shape to represent different confidence levels. As to the complex geometry of the bell-shaped fuzzy number, an α-cut operation is introduced to conduct the arithmetic operations of the fuzzy number, and a defuzzification method with total integral value is chosen to match the α-cut operations and acquire complete information for the fuzzy numbers. In the meantime, an optimism index is used to describe the attitude of the decision-maker. One case study is provided in this paper to demonstrate the implementation of this method.     

基于免疫机理的氯化工艺事故风险模糊评价

为预防氯化工艺安全生产事故,基于生物免疫机理,先应用仿生学方法分析了氯化安全生产事故预警体系与生物免疫系统的相似性,结合氯化生产工艺的实际情况,构建了基于抗原-抗体模式的安全生产预警体系的层次模型,并确定了各评价指标的权重。结果表明,影响较大的抗原A指标有A12(个体的防护水平)、A24(氯的毒性)、A34(暴露于危险环境);影响较大的抗体B指标有B12(应急机制的完善)、B26(反应物料比例的控制和连锁)、B29(冷却系统中冷却介质的温度)、B30(冷却系统中冷却介质的压力)。基于所构建的氯化工艺安全生产预警指标体系,结合某厂氯苯生产工艺及操作控制指标,进一步运用模糊综合评价方法,对该工艺的事故风险进行了模糊评价。结果表明,以抗原-抗体模式建立的事故风险模糊综合评价方法可操作性强、效果较好,可以提高事故的预防和控制能力,可在工艺过程的安全综合评价中广泛应用。