基于状态-时间双变权的隧道施工安全动态风险评估方法与流程

基于状态
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时间双变权的隧道施工安全动态风险评估方法
技术领域
1.本发明涉及隧道工程领域，具体是一种基于状态
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时间双变权的隧道施工安全动态风险评估方法。


背景技术：

2.隧道施工中各风险评估指标的权重是反映隧道施工安全风险强弱变化的重要参数，而各风险评估指标的权重在施工中呈现出动态变化特性，因此合理确定出各评估指标的动态权重才能做到全程掌控和动态跟踪隧道施工安全风险。
3.以往确定隧道各风险评估指标动态权重是在常权重的基础上引入状态变权理论，认为各风险评估指标的动态权重仅与其施工状态相关。基于状态变权理论得到隧道施工安全各风险评估指标状态权重，并将此状态权重作为隧道施工中各风险评估指标的动态权重。
4.研究表明状态权重仅反映了各风险评估指标的权重受其施工状态的影响，事实上各风险评估指标的权重还随整个施工进程而不断变化。因此在确定各风险评估指标动态权重时仅考虑各评估指标的施工状态存在很大的盲目性，难以实现对隧道施工安全风险的动态分析。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服状态变权理论固有的缺陷，引入状态—时间双变权理论，在确定各风险评估指标动态权重时将各指标的施工状态和时间因素共同考虑在内，实现对隧道施工安全各风险评估指标状态权重的动态修正。
6.为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种基于状态
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时间双变权的隧道施工安全动态风险评估方法，包括：1、确定隧道施工安全各风险评估指标的常权重：步骤1.1、基于隧道施工安全事故影响因素，结合现场调研及人—机—环境—管理系统，建立隧道施工安全动态风险评估指标体系；步骤1.2、采用层次分析法，结合专家打分模式，确定各风险评估指标的常权重；2、确定隧道施工安全各风险评估指标的状态权重：步骤2.1、制定各风险评估指标施工状态等级评判标准；步骤2.2、将监控量测及现场巡检等获取的施工信息与步骤2.3比对，确定出各风险评估指标的施工状态等级；步骤2.3、对各风险评估指标施工状态等级采用百分制赋分模式；步骤2.4、对各风险评估指标的施工状态进行多次赋分试算，制定各风险评估指标的施工状态赋分区间；步骤2.5、确定出各风险评估指标的施工状态值，实现对各风险评估指标的定量分析；
步骤2.6、将各风险评估指标的施工状态值代入状态变权公式，确定各指标的状态权重值；3、确定对隧道施工安全各风险评估指标的状态
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时间权重：步骤3.1、了解当前隧道已施工时间及开始施工到竣工时间；步骤3.2、确定出各风险评估指标对应的时间因素参数；步骤3.3、分别取=0，==，=，得到对应的，，；步骤3.4、将状态权重值，时间因素参数代入状态—时间双变权理论公式得到对应的，，；步骤3.5、比较，，三个值的大小；步骤3.6、取=max（，，）；4、基于各风险评估指标的状态
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时间权重确定出隧道施工安全动态风险等级，并得出结论：步骤4.1、根据模糊综合评价法确定出各风险评估指标的风险等级；步骤4.2、绘制状态
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时间权重下的隧道施工安全动态风险等级图；步骤4.3、结合现场施工情况，提出相应的风险控制措施。
7.所述的基于状态
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时间双变权的隧道施工安全动态风险评估方法，状态权重公式为：= （0<≤1）；其中，为各风险评估指标对应的状态权重值，为各风险评估指标的常权重值，为风险评估指标的施工状态归一化值，为状态变权均衡系数时间因素参数的公式为：=1
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；其中，当前隧道已施工时间为、开始施工到竣工时间为；将状态权重值 ，时间因素参数代入状态—时间双变权理论公式：代入状态—时间双变权理论公式： = （0<≤1），分别得到各风险评估指标对应的初始状态—时间权重值态—时间权重值，中期状态—时间权重值，中期状态—时间权重值，后期状态—时间权重值，后期状态—时间权重值；取=max（，，）；
模糊综合评价法计算出状态
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时间双权重下的隧道施工安全动态风险等级；所述的基于状态
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时间双变权的隧道施工安全动态风险评估方法，当取1/2时，状态变权效果最明显，此时状态权重公式为：=。
8.本隧道施工安全动态风险评估方法在确定各风险评估指标动态权重时将各指标的施工状态和时间因素共同考虑在内，使最终确定的各评估指标的权重属于状态—时间双权重，实现对各评估指标状态权重的动态修正，使隧道施工安全状态更加真实合理。
附图说明
9.图1为隧道施工动态风险评估指标体系表。
10.图2为隧道施工安全人员风险施工状态等级划分表。
11.图3为隧道施工安全机械风险施工状态等级划分表。
12.图4隧道施工安全环境风险施工状态等级划分表。
13.图5隧道施工安全环境风险施工状态等级划分表。
14.图6隧道施工施工安全动态风险评估指标施工状态赋分区间描述表。
具体实施方式
15.以下通过具体实施例进一步说明本发明。
16.如图1~图6所示，基于状态—时间双变权理论的隧道施工安全动态风险评估方法，包括：一．确定隧道施工安全各风险评估指标的常权重：步骤1、基于隧道施工安全事故影响因素（坍塌、突水突泥、高空坠落等），结合现场调研及人—机—环境—管理系统，建立隧道施工安全动态风险评估指标体系；步骤2、采用层次分析法，结合专家打分模式，确定各风险评估指标的常权重；二．确定隧道施工安全各风险评估指标的状态权重：步骤1、阅读相关文献及咨询专家，制定各风险评估指标施工状态等级评判标准；步骤2、将监控量测及现场巡检等获取的施工信息与步骤3比对，确定出各风险评估指标的施工状态等级；步骤3、对各风险评估指标施工状态等级采用百分制赋分模式；步骤4、参考《公路隧道施工技术规范》、结合专家意见，对各风险评估指标的施工状态进行多次赋分试算，制定各风险评估指标的施工状态赋分区间；步骤5、确定出各风险评估指标的施工状态值，实现对各风险评估指标的定量分析；步骤6、将各风险评估指标的施工状态值代入状态变权公式，确定各指标的状态权重值；
三．确定对隧道施工安全各风险评估指标的状态
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时间权重：步骤1、了解当前隧道已施工时间及开始施工到竣工时间；步骤2、确定出各风险评估指标对应的时间因素参数；步骤3、分别取=0，==，=，得到对应的，，；步骤4、将状态权重值，时间因素参数代入状态—时间双变权理论公式得到对应的，，；步骤5、比较，，三个值的大小；步骤6、取=max（，，）；四．基于各风险评估指标的状态
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时间权重确定出隧道施工安全动态风险等级，并得出结论：步骤1、根据模糊综合评价法确定出各风险评估指标的风险等级；步骤2、绘制状态
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时间权重下的隧道施工安全动态风险等级图；步骤3、结合现场施工情况，提出相应的风险控制措施。
17.在上述评估方法中，还进一步包括以下步骤：步骤1、在阅读国内外相关文献的基础上结合人—机—环境—管理系统及隧道新奥法监控量测的特点确定表1中隧道施工安全动态风险评估指标体系；步骤2、参考相关文献并结合隧道监控量测规范和相关专家意见，对各风险评估指标施工状态进行定量化分析，建立表2
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表5中各风险评估指标施工状态等级评判标准；步骤3、将现场巡检、监控量测等手段实时反映风险评估指标施工状态的动态信息与表2
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表5对比，确定出各风险评估指标施工状态等级；步骤4、参考《公路隧道设计规范》，结合现场调研情况及专家建议，对各风险评估指标施工状态采用百分制赋分模式，通过对各风险评估指标施工状态采用多次不同的赋分试算，建立各风险评估指标施工状态的赋分区间；步骤5、仅以a13、a25、a34、a44四个风险评估指标为例，对其状态区间评分标准进行阐述，建立表6中隧道施工安全动态风险评估指标施工状态赋分值描述；步骤6、基于表2
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表5及各风险评估指标施工状态的赋分区间确定各风险评估指标的施工状态归一化值；步骤7、代入状态权重公式：= （0<≤1），得到各风险评估指标对应的施工状态权重；其中为各风险评估指标对应的状态权重值，为各风险评估指标的常权重值，为风险评估指标的施工状态归一化值，为状态变权均衡系数，当取1/2时，状态变权效果最明显，此时状态权重公式为：
=步骤8、了解当前隧道已施工时间及开始施工到竣工时间；步骤9、确定出各风险评估指标对应的时间因素参数=1
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；步骤10、分别取=0，==，=，得到对应的，，；步骤11、将状态权重值 ，时间因素参数代入状态—时间双变权理论公式：代入状态—时间双变权理论公式： = （0<≤1），分别得到各风险评估指标对应的初始状态—时间权重值态—时间权重值，中期状态—时间权重值，中期状态—时间权重值，后期状态—时间权重值，后期状态—时间权重值；步骤12、取=max（，，）步骤13、根据模糊综合评价法计算出状态
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时间双权重下的隧道施工安全动态风险等级；步骤14、绘制隧道施工安全动态风险等级图；步骤15、结合现场施工情况，根据隧道施工安全动态风险等级状态制定相应的风险控制措施；注：由于隧道施工安全风险评估指标的权重随其施工状态和施工进程不断变化，致使隧道总体施工安全状态也在不断变化。为反映各风险评估指权重的动态变化特性，监控量测、现场巡检应每天跟进。
18.由于隧道施工安全风险评估指标的施工状态每天都不尽相同，仅考虑施工状态这个因素对权重的影响，对风险评估指标应每天监测。为方便风险评估工作的开展，对风险评估指标实行每天监测，连续监测10天，统计各风险评估指标的施工
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时间权重在10天内的变化情况。
19.状态—时间双变权理论公式中状态—时间双变权理论公式中值随的增大而增加，即隧道发生施工安全事故的概率增加。因此，在仅考虑时间因素的情况下，将整个施工进程划分为、、3个阶段，分别确定出各风险评估指标在这3个阶段的3个阶段，分别确定出各风险评估指标在这3个阶段的值，取最大者作为各风险评估指标最终的状态—时间权重值。