基于动态模糊综合贝叶斯网络的PBA车站施工风险评估方法技术

本发明专利技术提出一种基于动态模糊综合贝叶斯网络的PBA车站施工风险评估方法，包括：识别PBA车站施工风险因素，建立PBA车站施工风险评估体系；构建PBA车站施工的贝叶斯网络风险概率模型；进行正向静态概率推理，确定PBA车站施工静态风险概率水平；结合现场工程监测数据，利用贝叶斯网络进行反向动态概率推理，得到PBA车站施工动态风险概率值；建立PBA车站施工风险损失综合评价模型，对风险损失进行模糊综合评价，得到PBA车站施工风险损失值；进行PBA车站施工动态风险总评估。本发明专利技术提供了一种能够实时更新的动态模糊综合贝叶斯网络的PBA车站施工风险评估方法，该方法保证了评估结果的时效性，能够提前预测施工风险水平，确保安全施工。施工。施工。

【技术实现步骤摘要】
基于动态模糊综合贝叶斯网络的PBA车站施工风险评估方法


[0001]本专利技术涉及地铁车站风险评估
，具体涉及一种基于动态模糊综合贝叶斯网络的PBA车站施工风险评估方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市的快速发展和对公共设施需求的不断增加，地铁车站的建设日趋增多，各类复杂条件对于地铁车站的建设提出了更高的要求。目前，基于浅埋暗挖法的PBA法在各大城市地铁建设中不断得到推广应用。但暗挖PBA车站属于高风险工程，PBA地铁车站施工过程中，易受多种施工风险影响，且施工风险具有动态易变的特性；若施工不当，极易引起路面塌陷、建筑物开裂及管线破裂等一系列风险事故。多种动态易变风险导致PBA车站施工的风险评估难度较大，由于风险评估发展较晚，现阶段对于PBA车站这种风险因素复杂的地下工程，风险评估研究并不够充足深入。
[0003]目前的隧道及地下空间中的风险评估方法可分为定量分析法和定性分析法两大类。其中基于定性分析的研究方法主要有：层次分析法、风险矩阵法、模糊综合评价法等；基于定量分析的研究方法主要有：故障树分析法、事件树分析法、蒙特卡洛模拟法等。大量学者基于这些风险评估方法对地下空间工程安全风险开展了一系列评估研究，并依据不同的研究需要，采用了相应的耦合方法或改进方法。但这些传统方法都仅仅考虑风险事故的静态概率问题，而忽视风险的后果因素，这种评估是不全面的。地铁车站施工具有明显的动态特性，当前缺乏对PBA车站施工风险的动态评估研究，且评估结果无法动态量化，使得施工方无法及时获得施工项目风险状态，无法为后续施工制定合适计划。
[0004]因此有必要提出一种新的全面科学可靠的能够实现对PBA车站施工风险动态评估的方法。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术的不足，本专利技术的主要目的是提供一种基于动态模糊综合贝叶斯网络的PBA车站施工风险评估方法，以解决现有技术中的一个或多个问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：一种基于动态模糊综合贝叶斯网络的PBA车站施工风险评估方法，包括如下步骤：步骤一：识别PBA车站施工风险因素，建立PBA车站施工风险评估体系；步骤二：基于PBA车站施工风险评估体系构建PBA车站施工的贝叶斯网络风险概率模型；步骤三：利用所述贝叶斯网络风险概率模型进行正向静态概率推理，确定PBA车站施工静态风险概率水平；步骤四：结合现场工程监测数据，利用贝叶斯网络进行反向动态概率推理，得到PBA车站施工动态风险概率值；步骤五：根据PBA车站施工风险评估体系建立PBA车站施工风险损失综合评价模
型，对风险损失进行模糊综合评价，得到PBA车站施工风险损失值；步骤六：结合PBA车站施工动态风险概率值和PBA车站施工风险损失值，进行PBA车站施工动态风险总评估。
[0007]在一些实施例中，步骤一中，选取水文地质风险、周边环境风险和施工技术风险三类风险因素作为PBA车站施工风险评估指标，依据层次分析法将影响PBA车站施工风险状态的评估指标分为目标层、准则层和指标层三层，其中：目标层由评估目标构成；准则层由风险类别组成；指标层由影响准则层因素的各项指标构成。
[0008]在一些实施例中，所述目标层为PBA车站施工风险状态R；所述准则层由影响风险状态R的风险类别组成，包括：水文地质风险A1、周边环境风险A2、施工技术风险A3；所述指标层中，水文地质风险A1对应指标包括：地层情况B1、地下水影响B2，上覆土深度B3；周边环境风险A2对应指标包括：临近建筑物B4、临近管线B5、临近道路B6、临近既有站B7、下穿既有线B8；施工技术风险A3对应指标包括：降水施工B9、竖井和横通道施工B
10
、导洞开挖B
11
、桩梁柱体系施工B
12
、初支二衬扣拱施工B
13
、主体开挖结构施工B
14
。
[0009]在一些实施例中，PBA车站施工等级划分采用五级划分法，严重程度由轻到重分为一级、二级、三级、四级和五级，结合PBA车站施工风险评估指标建立PBA车站施工风险状态水平集合：式中，v1表示可忽略不计，v2表示需要考虑，v3表示严重，v4表示非常严重，v5表示灾难性，I，II，III，IV，V为安全等级。
[0010]在一些实施例中，步骤二中，PBA车站施工的贝叶斯网络风险概率模型中，将影响准则层因素的各项指标的指标层作为父节点，将影响风险状态R的风险类别的准则层作为中间节点，将PBA车站施工风险状态R的目标层作为子节点。
[0011]在一些实施例中，步骤三中，采用专家调查法确定贝叶斯网络中各个父节点的先验概率、中间节点的条件概率以及子节点的后验概率，求出上层节点的边缘概率，单值化处理得到PBA车站施工的正向静态风险概率值，同风险量化结果即建立的PBA车站施工风险水平同风险概率值之间的量化表达进行对比，确定PBA车站施工静态风险概率水平。
[0012]在一些实施例中，步骤四中，现场工程监测数据为：地表沉降：位移值S1、变形速率V1；管线沉降：位移值S2、变形速率V2；车站主体结构沉降：位移值S3、变形速率V3；净空收敛：位移值S4、变形速率V4；将位移值和变形速率监测数据作为观测值输入贝叶斯网络模型改变子节点的概率值，通过子节点的数据向下传递到中间节点和父节点更新贝叶斯网络模型，得到PBA车站施工动态风险概率评估结果，对风险概率评估结果进行单值化处理，得到PBA车站施工的动态风险概率值。
[0013]在一些实施例中，单值化处理公式为：P=1
•
P(RP=1)+2
•
P(RP=2)+3
•
P(RP=3)+4
•
P(RP=4)+5
•
P(RP=5)；式中，P为PBA车站施工的静态或动态风险概率值；P(RP=i)(i=1，2，3，4，5)为i级风险水平的概率。
[0014]在一些实施例中，步骤五中，采用多级模糊综合评价法，建立PBA车站施工风险损失综合评价模型，对风险损失进行综合评估，具体为：(1)确定权重：整合分析项目施工管理人员及专家提供的信息，基于层次分析法，确定各评价层的评估指标权重：一级权重：W
R
={W
A1，
，W
A2，
，W
A3，
}；其中，W
R
为准则层指标的权重向量，W
Ai，
为准则层指标对应权重；二级权重：W
A1
={W
B1
，W
B2
，W
B3
}；W
A2
={W
B4
，W
B5
，W
B6
，W
B7
，W
B8
}；W
A3
={W
B9
，W
B10
，W
B11
，W
B12
，W
B13
，W
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于动态模糊综合贝叶斯网络的PBA车站施工风险评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：识别PBA车站施工风险因素，建立PBA车站施工风险评估体系；步骤二：基于PBA车站施工风险评估体系构建PBA车站施工的贝叶斯网络风险概率模型；步骤三：利用所述贝叶斯网络风险概率模型进行正向静态概率推理，确定PBA车站施工静态风险概率水平；步骤四：结合现场工程监测数据，利用贝叶斯网络进行反向动态概率推理，得到PBA车站施工动态风险概率值；步骤五：根据PBA车站施工风险评估体系建立PBA车站施工风险损失综合评价模型，对风险损失进行模糊综合评价，得到PBA车站施工风险损失值；步骤六：结合PBA车站施工动态风险概率值和PBA车站施工风险损失值，进行PBA车站施工动态风险总评估。2.根据权利要求1所述的PBA车站施工风险评估方法，其特征在于：步骤一中，选取水文地质风险、周边环境风险和施工技术风险三类风险因素作为PBA车站施工风险评估指标，依据层次分析法将影响PBA车站施工风险状态的评估指标分为目标层、准则层和指标层三层，其中：目标层由评估目标构成；准则层由风险类别组成；指标层由影响准则层因素的各项指标构成。3.根据权利要求2所述的PBA车站施工风险评估方法，其特征在于：所述目标层为PBA车站施工风险状态R；所述准则层由影响风险状态R的风险类别组成，包括：水文地质风险A1、周边环境风险A2、施工技术风险A3；所述指标层中，水文地质风险A1对应指标包括：地层情况B1、地下水影响B2，上覆土深度B3；周边环境风险A2对应指标包括：临近建筑物B4、临近管线B5、临近道路B6、临近既有站B7、下穿既有线B8；施工技术风险A3对应指标包括：降水施工B9、竖井和横通道施工B
10
、导洞开挖B
11
、桩梁柱体系施工B
12
、初支二衬扣拱施工B
13
、主体开挖结构施工B
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。4.根据权利要求3所述的PBA车站施工风险评估方法，其特征在于：步骤二中，PBA车站施工的贝叶斯网络风险概率模型中，将影响准则层因素的各项指标的指标层作为父节点，将影响风险状态R的风险类别的准则层作为中间节点，将PBA车站施工风险状态R的目标层作为子节点。5.根据权利要求4所述的PBA车站施工风险评估方法，其特征在于：步骤三中，采用专家调查法确定贝叶斯网络中各个父节点的先验概率、中间节点的条件概率以及子节点的后验概率，求出上层节点的边缘概率，单值化处理得到PBA车站施工的正向静态风险概率值，同风险量化结果即建立的PBA车站施工风险水平同风险概率值之间的量化表达进行对比，确定PBA车站施工静态风险概率水平。6.根据权利要求5所述的PBA车站施工风险评估方法，其特征在于：步骤四中，现场工程监测数据为：
地表沉降：位移值S1、变形速率V1；管线沉降：位移值S2、变形速率V2；车站主体结构沉降：位移值S3、变形速率V3；净空收敛：位移值S4、变形速率V4；将位移值和变形速率监测数据作为观测值输入贝叶斯网络模型改变子节点的概率值，通过子节点的数据向下传递到中间节点和父节点更新贝叶斯网络模型，得到PBA车站施工动态风险概率评估结果，对风险概率评估结果进行单值化处理，得到PBA车站施工的动态风险概率值。7.根据权利要求6所述的PBA车站施工风险评估方法，其特征在于：单值化处理公式为：P=1
•
P(RP=1)+2
•
P(RP=2)+3
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P(RP=3)+4
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P(RP=4)+5
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P(RP=5)式中，P为PBA车站施工的静态或动态风险概率值；P(RP=i)(i=1，2，3，4，5)为i级风险水平的概率。8.根据权利要求2所述的PBA车站施工风险评估方法，其特征在于：步骤五中，采用多级模糊综合评价法，建立PBA车站施工风险损失综合评价模型，对风险损失进行综合评估，具体为：确定权重：整合分析项目施工管理人员及专家提供的信息，基于层次分析法...

【专利技术属性】
技术研发人员：江华，张传庆，武福美，孙晓鹏，刘重阳，孟祥磊，张雷，孟令丰，任子晗，
申请(专利权)人：北京城建轨道交通建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：