一种基于网络推理的深基坑风险评估方法技术

本发明专利技术提出了一种基于风险树网络进行概率推理的深基坑工程风险评估方法，一种基于网络推理的深基坑风险评估方法：根据风险识别和分析，建立深基坑工程风险评估计算模型；以初步统计的深基坑工程质量安全事故数据作为概率计算和损失估计的基础，采用风险树网络进行风险事件发生概率的线性推理以及概率动态更新；采用专家调查和历史经验进行风险损失的估计；结合所建立的风险评估模型进行深基坑风险评估，得到深基坑工程的总体风险等级以及每个风险事件的平均风险等级。本发明专利技术的方法能进行深基坑工程施工风险评估和动态风险评估，使风险评估更为准确、客观，并能反映施工全过程的动态风险，便于有针对性地进行预防、控制和降低施工风险，保证安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及房屋建筑、轨道交通、市政设施等工程的深基坑工程施工风险评估方 法，特别涉及。
技术介绍
近年来，国内外基坑工程呈现“大、深、紧、近”的趋势，深基坑工程建设具有投资 大、施工周期长、技术复杂、不可预见风险因素多和对社会环境影响大等特点，是一项高风 险的建设工程。因此，深基坑事故频有发生，并造成了巨大的经济损失和人员伤亡。只有通过合理的风险评估方法比较准确地对深基坑工程风险进行评估，才能有针 对性地控制工程建设风险，以保证工程顺利完成。建设工程中常用的风险评估方法有风险 矩阵法、故障树分析法、模糊综合评判法、蒙特卡洛模拟法及在此基础上基于离散事件树的 蒙特卡洛仿真方法等。但是，现有的方法只能进行定性或半定量分析，无法从定量的角度准 确地反映风险水平的高低；而且，目前的风险评估方法还无法将已有的研究成果整合到现 有的研究中，即历史的经验积累并没有很好地得以利用，对不确定性因素也无法准确考虑。Pearl于1986年提出了贝叶斯网络概率模型，即使用概率理论来处理知识的不确 定性，通过可视化的网络图来进行概率推理。贝叶斯网络具备很强的描述能力，能够有效地 将专家经验、历史数据以及各种不完整、不确定性信息综合而提高建模效率和可信度，其在 国外医疗诊断、计算机网络安全、军事对抗模拟、工业废水处理等领域得到了广泛应用，在 国内的可靠度分析和安全评估研究中也取得了良好效果，并在工程项目风险管理中得以应 用。但上述评估中并未考虑损失的影响，无法反映实际情况；而且，目前将贝叶斯网络技术 与模糊综合评估方法相结合来进行工程风险评估的研究在国内外还很少见。因此，本专利技术 将网络技术与综合评判法相结合，提出基于风险树网络的深基坑工程风险评估方法。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是为了解决现有风险评估方法存在的一些问题，包括无法进行 准确的、客观的定量风险评估、无法进行风险评估相关案例数据的积累和推理、无法进行全 过程动态风险评估，进而提供一种新的基于网络推理的深基坑风险评估方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现，其特征在于具体步骤如下第一步风险建模建立基于风险树网络的风险评估模型，对深基坑工程，通过施工风险识别和分析， 得到需要评估风险事件的树状图，将该树状图映射成相应的风险树网络；第二步概率估计通过深基坑工程事故案例调查分析和数据统计，得到深基坑工程底层风险事件发 生的自然概率(频率)，通过网络线性推理，计算需要评估风险事件发生的自然概率P，根据 公式P = 5+lgp(1)进行对数运算后得到本方法概率估计的对数概率；第三步损失估计通过专家调查和历史经验统计，得深基坑工程底层风险事件在不同地区、不同工 程项目中发生的绝对损失值，根据公式Ti=WiZW(2)计算需要评估风险事件发生的损失率，并根据公式C = 5+lgT(3)计算需要评估风险事件发生的对数损失率，根据对数损失率区间划分确定对数损 失率区间中值向量如下Rcv = (4. 5 3. 5 2. 5 1. 5 0. 5) (4)根据公式= (qn qi2 qi3 qi4 qi5) (5)计算需要评估风险事件发生的对数损失率概率向量qi;用来表示对数损失率所处 不同对数损失率区间的几率；在采用风险树进行工程风险分解时，对于上一层的某一风险事件而言，其对数损 失率概率向量q由本层风险事件的对数损失率概率矩阵与所有对应风险事件的重要度向 量计算得到，其中，重要度通过数据库统计分析或敏感性分析得到，根据公式 计算上一层风险事件的对数损失率概率向量，根据公式C = QxRl(7)计算需要评估风险事件的模糊对数损失率；第四步风险估计在本专利技术的风险评估方法中，根据公式R = PXC(8)进行风险值计算，P和C分别为风险事件的对数概率和模糊对数损失率，将风险值 代入如下5个等级的风险隶属函数中①5级风险风险最高，风险事故后果是灾难性的，并造成恶劣的社会影响和政治 影响，其隶属函数为 ②4级风险风险较高，风险事故后果很严重，可能在较大范围内对工程造成破坏 或有人员伤亡，其隶属函数为 ③3级风险风险一般，风险事故后果一般，对工程可能造成破坏的范围较小，其 隶属函数为 ④2级风险风险较低，风险事故后果在一定条件下可以忽略，对工程本身以及人 员、设备等不会造成较大损失，其隶属函数为 ⑤1级风险风险最低，风险事故后果可以忽略，对工程本身以及人员、设备等造 成的损失极小，其隶属函数为 计算得到需要评估风险事件对5个风险等级的隶属度，并根据公式r = (rn ri2 ri3 ri4 ri5) (14)计算深基坑工程施工风险需要评估风险事件的隶属度向量，根据最大隶属度原 贝U，确定每个风险事件的风险等级；第五步风险决策根据上述方法的风险等级要求和划分规定，提出针对性的风险接受准则，风险接 受准则分为5个等级①5级风险，完全不可接受，应立即排除；②4级风险，不可接受，应立 即采取有效的控制措施；③3级风险，不希望发生，可均衡风险损失与风险控制成本大小来 决定是否需要采取适当的控制措施；④2级风险，允许在一定条件下发生，但必须对其进行监控并避免其风险升级；⑤1级风险，可接受，但应尽量保持当前的风险水平和状态。所述需要评估风险事件为支撑失稳或整体失稳、围护墙体破坏、围护结构渗漏、踢 脚破坏、坑内土体滑坡、承压水突涌、坑底隆起破坏、坑底管涌流砂。根据需要，可以应用本 专利技术的技术方案，对包括所列深基坑的各种风险事件之一分别进行评估。对应的风险预控措施的实施和落实，将现在实际情况的概率发生数据作为新的输 入数据代入公式(1)中，重新进行评估计算。将计算和评估结果补充入第三步损失估计中的专家调查和历史经验统计中。 采用本专利技术技术方案的具体步骤如下第一步风险建模建立基于风险树网络的风险评估模型，对任一个深基坑工程而言，可通过故障树、 事故树、事件树等方法进行深基坑工程施工风险识别和分析，得到其每个风险事件的树状 图，将该树状图转化成相应的风险树网络(图2、图3)；第二步概率估计通过深基坑工程事故案例调查分析和数据统计，可得到深基坑工程底层风险事件 发生的自然概率(频率)，通过风险树网络线性推理，可计算任一个风险事件发生的自然概 率P，再根据公式P = 5+lgp(1)进行对数运算后得到本方法概率估计的对数概率，自然概率区间及对应的对数概 率区间列于表1 ；表1概率和对数概率区间 第三步损失估计通过专家调查和历史经验统计，可得深基坑工程底层风险事件在不同地区、不同 工程项目中发生的绝对损失值，根据公式Ti = WiZW(2)计算任一风险事件发生的损失率，并根据公式C = 5 + lgT(3)计算任一风险事件发生的对数损失率，根据对数损失率区间划分(见表2)确定对 数损失率区间中值向量如下Rcv = (4. 5 3. 5 2. 5 1. 5 0. 5) (4)对于同类工程项目的同种风险事件而言，任一风险事件的损失并非一成不变。对 于同类项目而不同的工程，工程总投资不同，则同一风险事件的损失及其损失率也不同。因 此，根据公式qi = (qn qi2 qi3 qi4 qi5) (5)计算任一风险事件发生的对数损失率概率向量qi;用来表示对数损失率所处不同 对数损失率区间的几率；在采用风险树进行工程风险分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网络推理的深基坑风险评估方法，其特征在于具体步骤如下：第一步：风险建模建立基于风险树网络的风险评估模型，对深基坑工程，通过施工风险识别和分析，得到需要评估风险事件的树状图，将该树状图映射成相应的风险树网络；第二步：概率估计通过深基坑工程事故案例调查分析和数据统计，得到深基坑工程底层风险事件发生的自然概率（频率），通过网络线性推理，计算需要评估风险事件发生的自然概率ｐ，根据公式：Ｐ＝５＋ｌｇｐ（１）进行对数运算后得到本方法概率估计的对数概率；第三步：损失估计通过专家调查的风险接受准则。和历史经验统计，得深基坑工程底层风险事件在不同地区、不同工程项目中发生的绝对损失值，根据公式：Ｔ↓［ｉ］＝Ｗ↓［ｉ］／Ｗ（２）计算需要评估风险事件发生的损失率，并根据公式：＊＝５＋ｌｇＴ（３）计算需要评估风险事件发生的对数损失率，根据对数损失率区间划分确定对数损失率区间中值向量如下：Ｒ↓［ｃｖ］＝（４．５３．５２．５１．５０．５）（４）根据公式：ｑ↓［ｉ］＝（ｑ↓［ｉ１］ｑ↓［ｉ２］ｑ↓［ｉ３］ｑ↓［ｉ４］ｑ↓［ｉ５］）（５）计算需要评估风险事件发生的对数损失率概率向量ｑｉ，用来表示对数损失率所处不同对数损失率区间的几率；在采用风险树进行工程风险分解时，对于上一层的某一风险事件而言，其对数损失率概率向量ｑ由本层风险事件的对数损失率概率矩阵与所有对应风险事件的重要度向量计算得到，其中，重要度通过数据库统计分析或敏感性分析得到，根据公式：＊＊＊（６）计算上一层风险事件的对数损失率概率向量，根据公式：Ｃ＝ｑ×Ｒ↓［ｃｖ］↑［Ｔ］（７）计算需要评估风险事件的模糊对数损失率；第四步：风险估计在本专利技术的风险评估方法中，根据公式：Ｒ＝Ｐ×Ｃ（８）进行风险值计算，Ｐ和Ｃ分别为风险事件的对数概率和模糊对数损失率，将风险值代入如下５个等级的风险隶属函数中：①．５级风险：风险最高，风险事故后果是灾难性的，并造成恶劣的社会影响和政治影响，其隶属函数为：＊＊＊（９）②．４级风险：风险较高，风险事故后果很严重，可能在较大范围内对工程造成破坏或有人员伤亡，其隶属函数为：＊＊＊（１０）③．３级风险：风险一般，风险事故后果一般，对工程可能造成破坏的范围较小，其隶属函数为：＊＊＊（１１）④．２级风险：风险较低，风险事故后果在一定条件下可以忽略，对工程本身以及人员、设备等不会造成较大损失，其隶属函数为：＊＊＊（１２）⑤．１级风险：风险最低，风险事故后果可以忽略，...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周红波，张辉，蔡来炳，高文杰，姚浩，
申请(专利权)人：上海建科建设监理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]