基于模糊熵与云理论的沉管隧道工程施工风险评估方法技术

本发明专利技术公开基于模糊熵与云理论的沉管隧道工程施工风险评估方法，本发明专利技术涉及沉管隧道风险评估领域，用于解决现有风险评估方法不能将模糊性与风险的随机性联系起来的问题。包括：获取沉管隧道工程施工过程中各个环节对应的风险指标；所述风险指标存储在预先建立的风险数据库中；基于多个所述风险指标，确定风险事故发生概率数据以及严重程度数据；利用云理论将所述风险事故发生概率数据以及所述严重程度数据转换为标准云，得到云模型；所述云模型能够反映沉管隧道施工风险状态模糊性和随机性；基于所述云模型结合风险判别矩阵对所述沉管隧道工程施工过程中对应的施工风险进行评估。本发明专利技术提供的方法用于沉管隧道工程施工的风险评估。的风险评估。的风险评估。

【技术实现步骤摘要】
基于模糊熵与云理论的沉管隧道工程施工风险评估方法


[0001]本专利技术涉及沉管隧道风险评估
，尤其涉及基于模糊熵与云理论的沉管隧道工程施工风险评估方法。

技术介绍

[0002]沉管隧道的研究及应用历史久远，1896年美国首次利用沉管法建成波士顿港输水隧洞，自1970年以来沉管隧道发展迅速，并被世界各国普遍采用。2018年港珠澳大桥建成标志着中国沉管隧道施工技术成熟，目前中国在建多个工程都采用了沉管隧道技术，未来的琼州海峡隧道、台湾海峡隧道，甚至渤海湾隧道等项目具备了沉管隧道施工技术条件，沉管隧道施工技术将在我国隧道工程中得到广泛应用。随着沉管隧道工艺的推广应用，相关的技术研究成为热点，但施工安全风险管理却仅停留在实践经验的积累上，尚未形成系统的沉管隧道施工安全风险管理方法。
[0003]由于沉管隧道浮运安装施工的风险管理研究匮乏，在施工过程中风险事故频发，如厄勒海峡沉管隧道在安装施工过程中发生端封门破裂灌水事故、釜山巨济沉管隧道在安装施工过程中发生止水带侧翻事故等，每一起事故都会造成项目成本倍增、工期长时间延后，影响整个交通设施的正常通行营运，给社会和企业带来巨大的损失。
[0004]开展科学有效风险评估需要一套科学恰当的风险评估方法，风险评估的方法有很多种类，主要有专家打分法、层次分析法、协方差层次分析法、故障树法、危险及可操作性研究法、风险矩阵法、蒙特卡洛模拟法、灰色关联决策法和云模型理论法等。每种方法都存在优点和缺点，选择哪种风险评估方法要结合工程的特点，在沉管隧道施工领域，部分学者也提出了沉管隧道施工层次分析法和指标体系法等，这些方法对于复杂的、不确定性较高的海上环境施工沉管隧道施工都有一点局限性，考虑到沉管隧道施工风险系统的模糊性和随机性，传统的风险评估方法不能将模糊性与风险的随机性联系起来。
[0005]因此，提供了基于模糊熵与云理论的沉管隧道工程施工风险评估方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供基于模糊熵与云理论的沉管隧道工程施工风险评估方法，用于解决传统的风险评估方法不能将模糊性与风险的随机性联系起来的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]本专利技术提供基于模糊熵与云理论的沉管隧道工程施工风险评估方法，方法包括：
[0009]获取沉管隧道工程施工过程中各个环节对应的风险指标；所述风险指标存储在预先建立的风险数据库中；
[0010]基于多个所述风险指标，确定风险事故发生概率数据以及严重程度数据；
[0011]利用云理论将所述风险事故发生概率数据以及所述严重程度数据转换为标准云，得到云模型；所述云模型能够反映沉管隧道施工风险状态模糊性和随机性；
[0012]基于所述云模型结合风险判别矩阵对所述沉管隧道工程施工过程中对应的施工
风险进行评估。
[0013]与现有技术相比，本专利技术提供的基于模糊熵与云理论的沉管隧道工程施工风险评估方法，获取沉管隧道工程施工过程中各个环节对应的风险指标；所述风险指标存储在预先建立的风险数据库中；基于多个所述风险指标，确定风险事故发生概率数据以及严重程度数据；利用云理论将所述风险事故发生概率数据以及所述严重程度数据转换为标准云，得到云模型；所述云模型能够反映沉管隧道施工风险状态模糊性和随机性；基于所述云模型结合风险判别矩阵对所述沉管隧道工程施工过程中对应的施工风险进行评估。通过获取沉管隧道工程施工过程中各个环节对应的风险指标并将风险指标存储在风险数据库中，确定评估指标，然后将风险评估指标发生风险事故可能性和严重程度的数据转化为标准云，得到能够反应沉管隧道施工风险状态模糊性和随机性的云模型，运用云理论方法并结合风险判别矩阵实现了对沉管隧道的评估指标风险等级进行评估。
附图说明
[0014]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0015]图1为本说明书实施例提供的云理论的沉管隧道施工安全风险评的技术路线图；
[0016]图2为本说明书实施例提供的基于模糊熵与云理论的沉管隧道工程施工风险评估方法流程示意图；
[0017]图3为本说明书实施例提供的云发生器示意图；
[0018]图4为本说明书实施例提供的正态云数字特征示意图；
[0019]图5为本说明书实施例提供的管节沉放对接评估指标示意图；
[0020]图6为本说明书实施例提供的风险事故可能性的五个等级标准云图；
[0021]图7为本说明书实施例提供的风险事故严重程度的五个等级标准云图；
[0022]图8为本说明书实施例提供的沉放操纵事故可能性标准云与评估云叠加图；
[0023]图9为本说明书实施例提供的沉放操纵事故严重程度标准云与评估云叠加图；
[0024]图10为本说明书实施例提供的GINA意外损坏风险事故可能性标准云与评估云叠加图；
[0025]图11为本说明书实施例提供的GINA意外损坏风险事故严重程度标准云与评估云叠加图。
具体实施方式
[0026]为了便于清楚描述本专利技术实施例的技术方案，在本专利技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
[0027]需要说明的是，本专利技术中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本专利技术中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在
以具体方式呈现相关概念。
[0028]本专利技术中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
[0029]在介绍本专利技术实施例之前首先对本专利技术实施例中涉及到的相关名词作如下释义：
[0030]云是用语言值表示的某个定性概念与其定量表示之间的不确定转换模型，它主要反映宇宙中事物或人类知识中概念的两种不确定性：模糊性(边界的亦此亦彼性)和随机性(发生的概率)，用云模型把模糊性和随机性完全集成在一起，研究自然语言中的最基本的语言值(又称语言本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于模糊熵与云理论的沉管隧道工程施工风险评估方法，其特征在于，方法包括：获取沉管隧道工程施工过程中各个环节对应的风险指标；所述风险指标存储在预先建立的风险数据库中；基于多个所述风险指标，确定风险事故发生概率数据以及严重程度数据；利用云理论将所述风险事故发生概率数据以及所述严重程度数据转换为标准云，得到云模型；所述云模型能够反映沉管隧道施工风险状态模糊性和随机性；基于所述云模型结合风险判别矩阵对所述沉管隧道工程施工过程中对应的施工风险进行评估。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用云理论将所述风险事故发生概率数据以及所述严重程度数据转换为标准云，得到云模型，具体包括：引入期望值E
x
、熵E
n
和超熵H
e
；采用Cloud(E
x
，E
n
，H
e
)描述云的数值特征，生成标准云，建立所述云模型；其中，E
x
表示定性概念C在定量论域U中的中心值；E
n
是定性概念C模糊度的度量；超熵H
e
是熵的不确定性度量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用Cloud(E
x
，E
n
，H
e
)描述云的数值特征，生成标准云，建立所述云模型，具体包括：设定定性概念C的数字特征为E
x
，E
n
，H
e
，云滴总数设为N；依据云的数字特征(E
x
，E
n
，H
e
)，形成以E
n
为期望，H
e
为标准差的随机数E
ni
；形成以为E
x
为期望，E
ni
的绝对值为标准差的随机数x
i
；随机数x
i
表示一个云滴；通过随机数E
ni<...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖殿良，孙建伟，宋浩然，郭鹏，李然，马培，张伟，叶赛，
申请(专利权)人：交科院科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：