一种地铁车站安全施工预警方法技术

本发明专利技术属于施工安全技术领域，针对现有的地铁施工安全评价方法不能有效降低主观性产生的不良影响，不能有效的用于实践的上述问题，提供一种地铁车站安全施工预警方法。具体步骤：收集专家的打分结果，计算可信度分布函数，并取可信度较高的置信区间的均值；求标准差；求变异系数；采用主成分分析法和线性回归最小二乘法相结合对施工安全进行评价。本发明专利技术创新性的引入了由于专家打分产生的不良影响而采取的降低控制方法，使结果更加合理和精确，再加上主成分分析法能够更加全面、综合、有效地对隧道施工安全进行评价，及时发现隐患，减少安全事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种地铁车站安全施工预警方法
本专利技术属于施工安全
，具体涉及地铁车站安全施工预警方法。
技术介绍
随着经济的快速，城市化水平及城市人口的不断增加，随之而来的人流量和车流量也急速增加，传统地面交通已无法满足人们的需求。因此城市地铁的发展与建设备受人们青睐，得到快速发展，但是在地铁建设中，突发事件不断发生，不仅造成巨大财产损失，同时，也严重危及人民生命安全。因此需要一套安全评价措施来减少事故的发生。安全评价方法往往离不开人的参与，人作为评价主体具有灵活、全面等优点，是不可代替的，但同时具有的主观性会带来准确性。例如包磊在《基于主成分分析法的地铁系统安全综合评价》，采用了专家打分的方法，专家打分必然会产生主观性，此文并没有指出和采取相应的降低措施，导致评价方法难以指导实践。现有的方法尚不能有效的降低主观性产生的不良影响，基于此，提出本专利技术。
技术实现思路
针对现有的地铁施工安全评价方法不能有效降低主观性产生的不良影响，不能有效的用于实践的上述问题，本专利技术提供一种地铁车站安全施工预警方法，创新性的引入了由于专家打分产生的不良影响而采取的降低控制方法，使结果更加合理和精确。一种地铁车站安全施工预警方法，包括以下步骤：步骤一、召集隧道施工各方面专家至少5名，进行打分，打分内容包括周围环境状况、围护结构风险、基坑失稳坍塌风险、施工人员安全行为、管理因素五个方面；收集一个指标的5种打分结果C，计算出5个C值的分布概率α，确定置信区间[a,b]；计算可信度分布函数并取可信度较高的置信区间的打分均值；按此方法计算对应每个指标的打分均值；步骤二、计算风险指标打分均值：式中，kij表示专家i对指标j的打分，nj表示打分专家的数量，表示专家对指标打分的平均值；步骤三、求σj为指标j的标准差，计算公式为：步骤四、求变异系数：式中，vj表示指标j的变异系数，即专家对指标j打分制的波动情况；vj的值以0.16为界，该值比0.16越小则表明专家的一致性越高，越适合作为地铁施工安全风险的评价指标；相反，该值比0.16越大则此评价指标越不适合，vj＞0.16更替新的打分指标，重复上述步骤，直至vj≤0.16；步骤五、提取可信度较高的置信区间的均值，设原始数据矩阵其中xij(1≤i≤q，1≤j≤p)表示安全评价因素在时间点的评价得分，即原始数据存在p个安全评价因素，q个评价的时间点；步骤六、对原始数据矩阵(1)进行数据标准化，设标准化后数据矩阵S＝(sij)q×p步骤七、对标准化后数据矩阵S＝(sij)q×p建立变量的相关系数矩阵R＝(rij)q×p步骤八、求出相关系数矩阵R的特征值λ1≥λ2≥…≥λp＞0，并计算特征值的贡献率H和累计贡献率TH，计算公式如下：步骤九、根据式(5)计算累计贡献率，选取前a个主成分，使其累计贡献率大于96％，可以得到前a个主成分的线性组合如下其中Fki(1≤k≤q，1≤i≤a)为时间点k的第i个主成分，Za×p取自相关系数矩阵R的单位特征矩阵Zq×p；步骤十、求综合评价函数wk＝H1Fk1+H2Fk2+…+HaFka(1≤k≤q)；步骤十一、采用线性回归最小二乘法将步骤十得到的W值，根据不同时间点绘制在X-Y坐标系中形成散点图，其中X轴表示时间，Y轴表示综合评价函数，并设线性回归方程为则实验值Y与回归值的偏差是C＝Y-(KX+b)，计算偏差平方的均值为E(C2)＝E[(Y-(KX+b))2]＝E[|E-E(Y)-K(X-E(X)+(E(Y)-KE(X)-b))|2]＝σ2(Y)+K2σ2(X)-2KE[(X-E(X))(Y-E(Y))+(E(Y)-KE(X)-b)2]其中σ2(X)＝E{[X-E(X)]2}σ2(X)为方差，由确定b＝E(Y)-KE(X)；将K和b带入式中，求得线性回归方程，直线上方为安全，下方为危险。进一步的，本方法与施工过程中所采用的其他动态监测系统联合应用，例如GPS监测系统，当数值在下方时，应及时进行安全排查，去调取GPS监测的数据，分析原因，消除隐患。本专利技术通过把未知有理数的置信度概念引入评价计算中，从而使结果更加合理与精确；通过修改符合实际施工的评价对象，提高专家打分的精确度，在加上主成分分析法能够更加全面、综合、有效地对地铁隧道施工安全施工进行评价，及时发现隐患，减少安全事故的发生，保障人们的生命财产安全。附图说明图1隧道安全施工预警方法；图2实施例综合评价函数。具体实施方式下面结合具体实施例及附图对本专利技术做进一步详细说明。实施例上软下硬特殊地层隧道安全施工预警方法施工地点：本专利以青岛某地铁车站为例，该隧道洞身主要位于微风化火山岩及变质岩中，地层上软下硬，稳定差异较大，比较容易出现安全事故。详细说明该专利技术在整个隧道开挖过程中安全评估过程。方法：参考附图1步骤一、召集隧道安全施工方面专家5名，进行打分；打分内容包括周围环境状况、围护结构风险、基坑失稳坍塌风险、施工人员安全行为、管理因素五个方面；每项满分为10分，打分周期一周一次，每个方面具体参考内容如下：1.1周围环境状况：地表沉降大小，周围建筑物开裂倾斜程度、地下管线破坏渗漏，排水，排气是否畅通，隧道拱顶是否大面积下降、初衬损坏程度。1.2围护结构风险：管涌流沙、折断破坏、整体失稳、开裂渗漏情况。1.3基坑失稳坍塌风险：基坑检测方案设计是否合理、基坑周围荷载是否过大、开挖顺序是否正确、是否超标开挖、支撑架设是否及时，支撑拆除是否连贯得当。1.4施工人员安全行为：施工人员操作是否准确包括机器的操作与摆放以及施工顺序、工人是否佩戴安全防护用品、是否疲劳工作、对易燃易爆等危险品处理是否得当。1.5管理因素：监理是否称职、安全教育培训、各项规章制度的实行、应急预案的制定、安全组织工作的落实等。收集一个指标的5种打分结果C；计算出5个C值的可信度ab，确定置信区间[a，b]；计算可信度分布函数并取可信度较高的置信区间的打分均值x；按此方法计算对应每个指标的打分均值x；例如针对周围环境状况的打分如表1。表1周围环境状况的打分所以取x＝7。步骤二、计算风险指标打分均值：式中，kij表示专家i对指标j的打分，nj表示打分专家的数量，表示专家对指标打分的平均值；步骤三、求σj为指标j的标准差，计算公式为：步骤四、求变异系数：式中，vj表示指标j的变异系数，即专家对指标j打分制的波动情况；vj的值以0.16为界，该值比0.16越小则表明专家的一致性越高，越适合作为地铁施工安全风险的评价指标；相反，该值比0.16越大则此评价指标越不适合，vj＞0.16更替新的打分指标，重复上述步骤，直至vj≤0.16；变异系数vj的确定如表2所示。表2变异系数的确定...

【技术保护点】
1.一种地铁车站安全施工预警方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、召集隧道施工各方面专家至少5名，进行打分，打分内容包括周围环境状况、围护结构风险、基坑失稳坍塌风险、施工人员安全行为、管理因素五个方面；收集一个指标的5种打分结果C，计算出5个C值的分布概率α，确定置信区间[a,b]；计算可信度分布函数

【技术特征摘要】
1.一种地铁车站安全施工预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、召集隧道施工各方面专家至少5名，进行打分，打分内容包括周围环境状况、围护结构风险、基坑失稳坍塌风险、施工人员安全行为、管理因素五个方面；收集一个指标的5种打分结果C，计算出5个C值的分布概率α，确定置信区间[a,b]；计算可信度分布函数并取可信度较高的置信区间的打分均值；按此方法计算对应每个指标的打分均值；
步骤二、计算风险指标打分均值：式中，kij表示专家i对指标j的打分，nj表示打分专家的数量，表示专家对指标打分的平均值；
步骤三、求σj为指标j的标准差，计算公式为：
步骤四、求变异系数：式中，vj表示指标j的变异系数，即专家对指标j打分制的波动情况；vj的值以0.16为界，该值比0.16越小则表明专家的一致性越高，越适合作为地铁施工安全风险的评价指标；相反，该值比0.16越大则此评价指标越不适合，vj＞0.16更替新的打分指标，重复上述步骤，直至vj≤0.16；
步骤五、提取可信度较高的置信区间的均值，设原始数据矩阵



其中xij(1≤i≤q，1≤j≤p)表示安全评价因素在时间点的评价得分，即原始数据存在p个安全评价因素，q个评价的时间点；
步骤六、对原始数据矩阵(1)进行数据标准化，设标准化后数据矩阵S＝(sij)q×p



步骤七、对标准化后数据矩阵S＝(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张拥军，杨文祥，胡同旭，唐世斌，聂闻，刘洪治，阎明东，马天辉，夏煌帅，王盛，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37