基于熵权的隧道塌方风险非线性模糊评判方法

隧道塌方风险分析是隧道设计和安全施工的重要环节。首先选取隧道塌方风险评价指标并建立评价指标风险分级标准,在深入分析新奥法隧道施工风险影响因素的基础上,根据隧道塌方风险影响因素具有模糊不确定性和层次性的特点建立隧道塌方风险的模糊综合评判模型。其次,通过研究各因素评价指标取值方法及隶属度函数选取原则,建立评价指标隶属度确定方法。然后针对不同专家工程经验及认知的不同,引入群组决策的思想,基于信息熵理论建立评价指标的权重计算方法。考虑到影响因素对隧道塌方风险影响具有非线性特征,引入非线性模糊运算方法,从而最终建立基于熵权的隧道塌方风险非线性模糊评判方法。最后通过工程实例分析表明了方法的可行性与合理性。     

基于多层次集对分析的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价

退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系存在不足。根据库区污染物的垂向迁移过程划分3个理想层并逐层进行污染风险分析,整合常用地下水污染风险的评价方法建立评价指标体系。为降低评价系统的不确定性,在采用层次分析法确定各层指标权重的基础上,由指标层确定系统层的综合指数,将该综合指数当作观测值通过直线形测度函数确定系统层未知测度评价矩阵,由此建立了污染风险评价等级与集对分析联系数的对应关系,并进行集对势分析呈现风险态势,构建退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系。通过评价实例验证了构建的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系可行,评价结果属于中等污染风险等级,且集对势分析结果表明实际系统的污染风险态势较低。     

基于情景的建筑火灾风险分析方法及CFAST软件应用

提出基于情景的建筑火灾风险分析方法,它通过3个步骤即起火分析、确定未来情景集和确定风险分析结果来计算建筑物火灾风险大小。从一个建筑单体出发,通过过程模拟的手段得到其未来可能会出现的各种"情景",计算各"情景"中的指标,通过综合分析得到风险分析的结果。并通过算例说明了基于情景的火灾风险分析方法的实现过程。最后通过分析北京市近几年的火灾历史数据、设定影响火灾发展的各种因素和CFAST软件模拟的手段,得到建筑火灾年期望损失率作为风险的度量值。     

大型飞机强度试验中高处坠落事故的安全风险分析及防范

针对大型飞机强度试验中高处坠落事故的风险分析与防范问题,将HAZOP、FTA与MES三种分析方法的融合技术应用到实际研究中。通过HAZOP分析构建特征状态偏差,继而分析偏差产生的原因及可能导致的后果,作为FTA法的输入,利用FTA逻辑门构建各层输入事件的逻辑关系,运用定性分析对事故发生的难易程度进行判断,给出事故防范的备选方案,计算基本原因事件的结构重要度以此确定防范的关键点。最后将HAZOP得出的偏差后果及FTA得出的控制措施信息作为MES法的输入,以此建立风险分析评判表、风险矩阵及评判原则得出高处坠落事故的现行风险等级,选用最优的防范方案降低事故的风险程度。研究表明,该融合技术系统完善了高处坠落事故的风险分析及防范工作,相较于传统基于经验的风险分析技术,具有更高的全面性、逻辑性和实时性。     

山岭隧道施工中塌方风险评估模型研究及应用

为评估隧道施工中塌方风险,以确定其可能性及严重程度作为2条主线。由文献调研并结合待评估隧道风险特征、施工现状、工程概况等建立塌方可能性评估指标体系,运用层次分析法(AHP)与多层次模糊综合决策确定塌方风险事件可能性等级,定性指标由专家评判确定对各可能性等级的隶属度,定量指标的隶属度以正态分布作为隶属函数求出;综合考虑多种事故后果类型,选用当量估计法确定塌方风险事件严重程度;最后基于风险矩阵法确定隧道塌方风险等级。将本模型应用于兴隆隧道1号斜井,经评估该斜井塌方风险等级为Ⅲ级,即较大风险,后续施工中须采取有效措施降低风险,减少风险可能导致的损失。     

山区暴雨-农业灾害链复杂网络静态风险分析

为指导山区暴雨作用下农业经济受损的防治工作,利用复杂网络理论对暴雨-农业灾害链进行静态风险分析。山区暴雨-农业灾害的风险演化发展过程具有链式规律,基于农业生产、农业生态环境及农作物本身等基本因素确定39个灾害事件,构建以灾害事件为节点,事件发展联系为连接边的山区暴雨-农业灾害复杂网络模型;利用节点出入度及聚类系数对灾害演化过程进行风险分析,确定网络中导致农业经济受损的关键节点,并提出部分针对性的断链措施与控链建议;基于最短路径方法对导致农业经济受损的6种山区暴雨次生灾害链进行风险识别。结果表明:网络整体聚类系数为0. 04,集团化程度不高,大部分风险事件之间仅存在明显的"单节点-单节点"单纯传递关系,且灾害网络呈现出明显的小世界网络特征。     

基于云模型的隧道塌方风险等级评价

针对造成隧道塌方事故影响因子的复杂性和模糊性,基于云模型理论,选取影响隧道塌方风险的10项因子,建立了4个风险等级的隧道塌方风险评价模型。根据云模型的数字特征计算规则计算各因子隶属于不同风险等级的云模型数字特征,结合正向正态云发生器和各项评价因子的权重,获得云模型的综合确定度,最终由最大综合确定度确定隧道塌方风险等级。工程实例样本应用中,构建的隧道塌方风险评价云模型和模糊综合评价模型的评价结果相符,同时与相应的设计施工方案和施工安全风险评估报告的结果相吻合,表明该模型的可行性与有效性,体现出云模型中定性语言描述和定量数值间不确定转换的优点,且结果便于工程应用。     

基于可拓联系云模型的隧道塌方风险等级评价方法

为准确预测隧道塌方风险等级，基于塌方相关理论和工程实际，建立塌方风险等级评价因子体系，借助云理论中云雾化现象检验采用综合权重方法确定的评价因子权重，利用物元可拓理论与联系云模型实现评价因子定性与定量之间的转换，提出1种基于可拓联系云的隧道塌方风险等级评价方法。计算待评价物元与联系云模型间的综合确定度，结合模糊等级特征值确定塌方风险等级，并引入距离相似性判断风险的演变趋势。研究结果表明:可拓联系云模型评价结果与实际塌方风险等级一致，模型可以较好地适用于隧道塌方风险等级评价。     

基于ISM和模糊故障树的铁路黄土隧道塌方风险分析

研究如何对铁路黄土隧道塌方风险事故进行管理控制,先从地质因素、施工方法因素、监控量测因素和施工管理因素分析了黄土隧道塌方事故的成因。接着依据铁路行业隧道风险评估指南矿山法隧道施工风险因素列表,识别影响兰渝铁路某黄土隧道项目塌方的18项主要风险因素。然后运用系统工程解释结构模型方法(ISM)分析项目各风险因素间的相互关系,得出影响该隧道项目塌方的直接原因为施工扰动过大、支护不及时、拱脚悬空时间过长和信息反馈处理不及时。底层原因则为开挖方式、特殊地质条件。在上述基础上建立项目塌方事件模糊故障树模型,进行模糊定量分析,得到项目塌方事件发生的模糊概率和关键风险因素的模糊重要度。结果表明,实例黄土隧道项目塌方事故风险概率很大,地质因素、开挖方法等对塌方事故影响最大。解释结构模型方法能揭示各风险要素间的不确定性因果关系,有利于把握事故发生机理,模糊数能客观地描述风险事件的发生概率,增强故障树诊断方法的可靠性。     

基于信息扩散技术的广东省台风灾害风险分析

以往的灾害风险分析方法通常是根据灾情资料估计致灾因子强度的概率分布和灾害承受体的损失曲线,通过估计损失期望值来度量灾害的风险水平.采用信息扩散技术将形式化的期望模型转化为可计算的台风风险模型,使用信息分配法估计风力等级的概率密度分布,使用信息扩散法构造承受体的脆弱性函数,结合台风的发生频次预测灾害的年度风险值.以广东省为例进行台风风险分析,估计了该地区与经济、人口、作物、房屋有关的多项指标的年度灾损期望值.结果表明,采用信息扩散技术大大提高了小样本不完备信息的利用效率,评价结果合理可信,可为台风灾害的风险控制、应急管理提供一定的参考.     

基于熵权法和物元分析的采空区危险性评价研究

为了更精确合理地评价采空区危险性,针对采空区危险性评价中涉及的各因素复杂性和不相容性特点,运用熵权法与物元分析建立采空区危险性评价模型。从地质条件和工程实际出发,考虑采空区稳定性的14项影响因素,基于多指标优化融合的思想,通过物元变换建立采空区危险性评价的物元体系,计算评价指标对评价等级的关联度,引入熵权法确定评价指标的权重,然后根据采空区危险性对评价等级的关联度确定采空区危险性等级。将该方法用于评价湖南冷水江锡矿山8个采空区的危险性,得出其危险性等级分别为Ⅲ级、Ⅲ级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅱ级、Ⅱ级、Ⅳ级和Ⅳ级,该评价结果与实际情况相符。     

基于SPA-Markov的飞行安全态势评估与预测研究

为提高航空公司飞行安全风险控制和预测水平,利用QAR数据作为支撑,结合集 对分析和马尔科夫理论建立飞行安全态势评估模型。该模型以QAR超限事件为评估指标 ,采用集对分析中的联系度来描述安全风险等级;运用马尔科夫理论确定安全状态的转 移概率矩阵,以预测飞行安全动态变化趋势。最后以某公司A320机队6个月发生频率最 高的7类超限事件对模型进行验证。结果表明:该公司2月、6月和预测月份的安全状态 为一般风险,其他月份为低风险;总体安全状态也为一般风险,并有增加趋势。     

库岸涉水滑坡危险性现状分析与预测评价

为合理评价库岸涉水滑坡危险性,基于层次分析法与模糊理论,构建滑坡危险性现状评价模型,并利用优化支持向量机构建滑坡变形预测模型,通过对比分析实现滑坡危险性综合判断。结果表明:大柿树滑坡危险性现状为69.78分,风险等级为Ⅲ级,属高度危险;通过危险性预测评价,滑坡变形呈持续增加趋势,将趋于不利方向发展;综合滑坡危险性现状分析与预测评价结果可知,滑坡危险性相对较大。研究结果可为滑坡灾害防治提供一定理论依据。     

基于SPA法的盾构隧道施工邻近桥梁安全评价*

为实现盾构隧道施工邻近桥梁安全评价,基于大量的文献研究和工程实践,从地质水文条件、盾构施工参数、隧道工程条件、桥梁自身条件和组织管理风险5方面构建涵盖16个因素的评价指标体系,并确定各指标的分级标准,提出1套基于集对分析理论（SPA）的安全评价方法;通过构建各指标等级间的联系度隶属函数,基于G1-CRITIC法确定综合权重,计算出加权平均联系度从而得到桥梁的安全评价等级,并通过蒙特卡洛法确定敏感性因素;以5座被下穿桥梁为例,对其进行安全风险评价和敏感度分析。结果表明:京秦铁路桥和刘家碾桥为中等风险,三元桥为低风险,北苑桥和万丰桥为极低风险;由敏感度分析得出盾构隧道下穿桥梁工程对隧道平曲线半径和地质复杂情况2个因素较为敏感,研究结果可为施工前期盾构的选型和地质适应性研究提供依据。     

基于集对可拓耦合算法的尾矿库安全综合评价

针对尾矿库安全综合评价中“定性定量评价尾矿库安全等级”和“客观描述尾矿库安全状态变化趋势”的要求，采用集对分析方法和可拓理论，利用可拓距计算原理，建立尾矿库集对可拓耦合安全评价模型和尾矿库集对势的计算方法。利用RSCIE权重计算方法确定尾矿库评价指标的权重，将基于集对可拓耦合算法的尾矿库安全评价模型用于尾矿库各安全等级集对可拓联系度的分析中，并基于最大隶属度原则确定案例中的尾矿库为正常库，其集对可拓联系度为0.040 6，安全状态的集对势为9.26。结果表明:该尾矿库的安全等级为正常库，且其安全状态发展趋势为弱同势，说明尾矿库的安全状况发展趋势为正常库的态势不强，且向不安全状态转变的可能非常大，应该加强该尾矿库的日常安全管理。这与实际情况相符合，有效验证了该评价模型的可行性和实用性。     

基于改进二元语义的滑坡诱发管道失效可能性评估

为评估滑坡诱发管道失效的可能性,识别导致管道失效的主要因素,建立基于改进二元语义的滑坡诱发管道失效可能性评估模型。首先,构建由致灾影响因素、承灾敏感程度和监测治理情况3方面组成的滑坡诱发管道失效可能性评估指标体系;然后,采用网络层次分析法（ANP）和变异系数法确定主客观权重,并基于最小偏差求组合权重;最后,应用改进二元语义的相关分析模型对滑坡诱发管道失效可能性进行分析计算。分析结果表明,将最小偏差理论和改进二元语义结合用于滑坡诱发管道失效可能性分析,使评估结果更加符合工程实际。     

论金属矿山地质灾害模式识别模型

从崩塌与滑坡、泥石流、采空塌陷3个方面探讨了金属矿山地质灾害模式,运用层次分析法确定了金属矿山地质灾害模式识别指标的权重。考虑到影响金属矿山地质灾害因素的不确定性,引入SPA,并与最优化原理相结合,提出了同异反最优模式识别模型,将其与现有的最大联系测度方法应用于某金属矿山地质灾害模式识别中。实例应用表明,同异反最优模式识别模型从整体上判断金属矿山地质灾害模式,较最大联系测度方法更为科学、合理。     

盐穴地下储气库事故统计及风险分析

借鉴输气管道和二氧化碳地下封存设施的风险评价方法,结合盐穴地下储气库的事故统计分析,对储气库系统中的潜在风险因素进行12大类、35小类的初步分类,并归纳总结了盐穴地下储气库的3种主要事故类型。采用事故树分析的风险评价方法,对13种主要风险因素进行风险识别。在此基础上,提出定量风险评价的重要工程模型,其包括气体水合物模型、盐穴稳定性评价模型以及气体泄漏模型。该风险分析方法和工程模型有助于定量评价盐穴地下储气库的主要风险因素,为储库的安全稳定运行提供了科学依据。     

基于集对分析法的煤矿危险性评价

煤矿危险性评价包含因素较多导致评价是一个比较复杂的过程,评价方法已经成为一个关键问题。讨论了集对分析相关理论,并将集对分析引入煤矿危险性评价中,建立了煤矿危险性评价指标体系,针对不考虑煤矿评价指标权重与考虑指标权重两种情况,通过联系度与集对势综合判断煤矿危险性态势,并对某煤矿的危险性进行评价,在不考虑指标权重与考虑指标权重两种情况下均处于"一般安全"等级,但后者的安全等级程度更低,两种情况的态势均属于微同势,也说明了该煤矿存在安全隐患,需要采取相关的安全措施并加强安全管理,该方法为煤矿危险性评价提供了一条新的方法和手段。     

基于区间概率优势决策模型的滑坡治理方案优选研究

滑坡灾害治理初步设计阶段的方案优选和科学处置,对于避免或减少生命财产损失具有重要的科学和工程意义。针对滑坡治理决策指标信息属性的复杂性、区间性与不确定性等特征,首先借鉴博弈决策论的Minimax算法优化思路,结合概率优势关系及粗糙集相关理论,提出滑坡灾害治理方案优选的区间概率优势关系决策模型,该模型考虑治理方案与理想方案之间的优势度及其属性值的概率测度,与方案属性值大小之间存在着等价关系;然后利用属性值优势关系求得权重量化值,同时基于离差最大化算法和推论2对治理方案进行排序和反演;最后通过工程案例仿真模拟进行验证。研究结果表明:优选方案可为滑坡工程项目治理提供借鉴和参考。