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基于三角模糊数层次分析法的地下防护工程施工风险评价模型

发布时间:2021-03-30所属分类:免费文献浏览:1

摘 要: 西部广播电视

《基于三角模糊数层次分析法的地下防护工程施工风险评价模型》论文发表期刊:《西部广播电视》;发表周期:2020年22期

《基于三角模糊数层次分析法的地下防护工程施工风险评价模型》论文作者信息:黄湘皖(1993—),男,硕士,主要从事工程管理研究。

  摘要地下防护工程在施工中面临众多的不确定性和复杂性。为了对工程施工过程中的风险进行更有效的识别和评价,建立地下防护工程施工风险评价指标体系,基于三角模糊数来确定各指标评价权重,建立地下防护工程风险综合评价模型。通过案例的分析与计算,验证了该方法的可行性和有效性。

  关键词 地下防护工程:三角模糊数:层次分析法(AHP):模糊综合评价:风险评价

  Abstract The underground protective engineering construction faces many uncertainties and complexities. In order to effectively identify and evaluate the risks in the process of engineering construction and establish a risk evaluation index system, the evaluation weight of each index is determined based on triangular fuzzy number, and a comprehensive risk evaluation model of underground protective engineering is established. By case analysis and calculaion, the feasibility and effectiveness of this method is verified

  Keywords underground protective engineering; triangular fuzzy number; AHP; comprehensive fuzzy evaluation; isk evaluation

  随着国防与军事现代化水平的提高,世界大国均十分重视地下防护工程的建设"。地下防护工程建设也日益呈现出大型化、复杂化的趋势,这些都给地下防护工程建设带来了不少新情况、新问题,使得地下防护工程建设过程中不可避免地存在许多工程建设风险2。自20世纪70年代美国Einstein在地下工程中引入风险分析以来,风险评估方法及风险管理的研究在欧美国家取得了一定的研究成果,并得到了大量的应用。结合国内外风险评估研究情况,目前地下工程建设常用的风险评价方法有故障树分析法、决策树分析法、层次分析法1贝叶斯网络"、模糊评价法回等。

  笔者基于地下防护工程的特性,使用层次分析法构建出地下防护工程风险等级评估模型。但传统层次分析法(AHP)中将决策者主观判断的模糊性数值以精确的绝对数值来处理,分析结果常常和实际问题有所差异,无法体现实际中各因素权重的不确定性和模糊性。而三角模糊数 在解决复杂性、模糊性和不确定性问题上具有明显的优势,笔者建立了基于三角模糊数的层次分析法模型,以解决地下防护工程施工风险等级评价问题。该模型根据地下防护工程建设中可能发生风险的各个环节,将传统层次分析法中专家判断矩阵元素的精确数改进为三角模糊数,并加入决策者的风险态度,计算出各风险因素的权重。然后,由专家根据实际工程情况打分得到模糊评价矩阵,计算出准则层各因素对应的等级分数。最后,基于计算出的总得分对应得出地下防护工程风险等级。

  1风险等级综合评价指标体系建立

  1.1 地下防护工程施工中的风险因素地下防护工程风险等级评价是多层次和复杂性的,必须科学地建立全面反映地下防护工程施工的风险评价指标体系,在一些地下工程安全风险管理研究的基础上01,结合地下防护工程在实际施工各个环节可能出现的风险问题,将地下防护工程施工风险总结为以下5类。

  (1)人员因素。由于地下工程施工难度大,部分防护工程施工保密程度要求较高,导致施工人员文化程度不一,经验水平参差不齐。主要风险来自于人员安全意识、人员技术水平、人员施工经验及人员配备数量。

  (2)设备因素。地下工程施工难度大,导致对施工设备要求较高。因此设备维护保养、设备性能、设备安装调试、设备安全防护都是重要因素之一。

  (3)材料因素。地下防护工程施工前要进行严格的地基加固和预支护处理,所以对临边支撑材料及围护结构材料要求较高,同时安全物资材料及材料进场前的检测也是主要风险来源之一。

  (4)技术因素。地下工程建设中,施工技术水平及技术应用对工程建设的风险都有直接影响。因此施工新技术应用、安全保障技术、危险源监测技术、应急管理技术、施工组织设计及施工前的技术交底都是技术因素的重要风险之一。

  (5)环境因素。地下工程环境复杂,不可预见性因素较多。主要风险有水文地质环境、作业环境、周边环境及气候气象环境。

  1.2 地下防护工程施工风险评价指标体系由1.1中对风险因素的识别情况建立起由目标层、准则层、指标层组成的地下防护工程评价指标体系。具体如表1所示。

  2基于三角模糊数的风险评价模型

  2.1 三角模糊数的应用原理三角模糊数[o-]是zadeh为解决不确定环境下的问题提出的模糊集概念。

  2.2基于三角模糊数的评价指标权重计算

  文献[12]中对传统三角模糊数确定AHP指标权重的方法进行了改进,该文献中,基于三角模糊数的AHP是对传统的AHP标度进行替换,改用三角模糊数表示,创建模糊判断矩阵。该矩阵中,每个指标都有一个模糊评判区间l,[ ]u相对应,用来反映专家对结果评判的自信度。( u - l) 越大,自信度越小; ( u - l) 越小,自信度越大。具体过程如下:

  3 算例分析

  以某地下防护工程施工风险评价为例,依据上述模型,进行如下的运算。

  3. 1 指标权重的计算

  以 U1 为例,依据所收回的调查问卷建立的三角模糊矩阵 A 。

  3. 2 风险评价情况

  在地下防护工程指标体系的基础上,将风险评价分为优秀、良好、合格、较差和很差 5 个等级,确定为评语集,即为 V = v1,v2,v3,v4 ,v { }5 ,用( 95,85,65,45,30) 表示,如表 2 所示。

  对该地下防护工程进行实地勘察,由专家在询问工作人员得知该工程的实际基础情况上,进入现

  场对项目人员因素、设备因素、材料因素、技术因素、环境因素进行调研。专家在现场调研的基础上进行判断,按指标评分对专家给出的判断值进行统计,建立各指标的得分向量 Rij 。

  ( 1) 由专家根据情况打分得到模糊评价矩阵

  Ri ,以 R1 为例。

  由表 3 分析可知,该地下防护工程施工风险评价等级为一般,因此该地下防护工程风险防护还需要进一步提高。从各项指标看,人员因素影响较大,特别是人员安全意识和水文地质环境的影响程度较大,需要特别分析,以提高地下防护工程建设的安全水平。

  4结语

  地下防护工程建设是国家安全建设的重要内容。笔者构建了5个一级指标和22个二级指标的地下防护工程施工安全风险评价体系,使用基于三角模糊数的AHP确定权重使分析结果在一定程度上削弱专家个人偏好所带来的不确定性,提高评价结果的合理性和可信度,使评价结果更加客观。在众多地下工程案例中,由于人员行为的多样性和复杂性及水文地质环境的不确定性和空间变异性,人员安全意识及水文地质环境都是引发风险的重要因素之一[])。因此在施工过程中,要更加注重人员等因素对风险管理的影响以确保地下防护工程施工安全。

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