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基于集对分析的公路隧道施工安全风险评价①

更新时间:2009-03-28

隧道工程是现代高速公路建设项目中的重要组成部分,特别是在山区高速公路建设项目中,隧道工程里程长,地质条件复杂,施工难度大,塌方、涌水等安全事故极易发生,隧道施工安全风险评价已成为亟待解决的施工关键问题之一。国内外学者对其进行了一些研究[1-2]。但现有的隧道施工安全风险评价研究一般仅仅局限于对某一单项风险事件进行评价,评价模型较简单,较难真实地反映出隧道总体的施工安全风险等级[3-7]

本文首先根据集对分析原理对三元联系数中同、异、反关系进行推广,将其中的差异性细分为偏同差异性和偏反差异性,然后再将集对分析理论引入到了公路隧道施工安全风险评价体系,构建基于四元联系数的施工安全风险评价模型。该评价模型利用粗糙集理论对安全风险评价指标进行客观赋权,然后采用变异系数法对指标权重进行计算,有效降低了评价指标权重的主观性,能对施工安全风险等级进行准确的评估,可为工程实践提供参考。

1 模型构建

1.1 集对分析理论

集对分析理论由我国学者赵克勤提出,它是在分析具体问题时,将两个具有某种联系的集合构成集对,然后分析两者之间的确定性和不确定性关系的一种理论[8-11]。

将隧道施工安全风险等级标准集A与隧道施工安全风险评价样本指标集B组成一个具有N个表征特性的集对(AB)。然后,根据同、异、反三分原理将其中有S个特性相同、P个特性既不相同也不对立、Q个特性相互对立,且SPQNN为样本评价指标数,N=1,2,…,n), 令 aS/NbP/NcQ/N,构成集对(AB)的三元联系数为:

 

1.2 四元联系数模型

由于本文讨论的隧道施工等级评价集R={等级Ⅳ(极高风险)、等级Ⅲ(高风险)、等级Ⅱ(中风险)、等级Ⅰ(低风险)},分为四级,于是根据集对分析原理对式(1)中三元联系数中同、异、反关系进行推广,将其中的差异性细分为偏同差异性和偏反差异性,构建四元联系数为:

税收政策体系有待完善。面对新时代要求,在推动科技创新方面的财税政策主要从单一税种角度出发进行设计,缺乏对企业创新环节的考虑,导致优惠范围比较局限。

 

式中 μ∈[-1,1],用来系统刻画集对(AB)的同一度a、偏同差异度b1、偏反差异度b2以及对立度c的联系数隶属度,并且 ab1b2c∈(0,1),ab1b2c= 1,SP1P2QN;对立度系数 j=-1 以及差异度系数 i1i2∈[-1,1],反映了宏观与微观两个层次相互结合的参量。然而差异度系数是集对分析的关键,其取值方法主要有相似贴近度法、逆势取值法和随机取值法等。

1.2.1 四元联系数计算公式

通常指标权重的确定方法有两种:主观赋权法和客观赋权法。传统的主观赋权法有Delphi法、AHP法等,但是主观赋权法由于主观因素对指标权重的波动影响较大,评价结果也相应容易发生变化,甚至出现相反的评价结果。因此,在对评价指标进行赋权时,倾向于选择客观赋权法,相比于主观赋权法,其权重计算结果比较准确、科学[12-15]。本文利用粗糙集理论进行客观赋权,然后采用粗糙集理论中的变异系数法进行计算来确定权重,该方法可根据各指标作用大小的不同来确定各自的权重,同时在评价指标体系中,差异越大的指标,越难以实现,这类指标更能反映被评价样本的差距。其计算公式为:

由表2可以看出,存在亚健康状况的学生中,胃、大肠存在问题的人很多,无规律和不科学的饮食习惯都会造成胃和大肠的能量不均衡[8].由表2也可以看出,肝和肺存在问题的学生也比较多,抽烟、喝酒等都会造成肝和肺的能量不平衡.由此可见,不良的生活习惯是造成大学生亚健康状况的一个重要原因.大学生,以年轻力壮作为资本,不知道引起体力和精力透支的无规律的起居和饮食将会付出沉重的代价,造成亚健康状态,甚至引发多种疾病.不良的生活习惯主要有:

 

若评价指标 CkkS+1,S+2,…,SP1)实测值处于标准子集R2={等级Ⅱ(中风险)}内,则表明该类评价指标具有偏同差异性,其偏同差异度系数b1的表达式为:

 

若评价指标 CkkSP1+1,SP1+2,…,SP1P2)实测值处于标准子集R3={等级Ⅲ(高风险)}内,则表明该类评价指标具有偏反差异性,其偏反差异度系数b2的表达式为:

 

若评价指标 CkkSP1P2+1,SP1P2+2,…,N)实测值处于标准子集R4={等级Ⅳ(极高风险)}内,则表明该类评价指标具有对立性,其对立度系数c的表达式为:

2.4.1 HPLC指纹图谱的生成 分别取10批药材样品粉末0.2 g,按“2.2.2”项下方法制备供试品溶液,再按“2.1”项下色谱条件进样测定,采用《中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2012版)》对10批药材样品的HPLC图谱进行分析,得HPLC指纹图谱,详见图1、图2。

营盘河大桥左、右线1#桥墩均采用双肢薄壁墩,墩高33.5m,单肢截面尺寸 6.25m×1.5m,肢间净距3m(见图1)。由于肢间间距较小,为避免在提升过程中左、右幅模板发生碰撞,把肢间间距内侧的三角架设计成整体横撑平台整体提升。取消模板主背楞及斜撑,利用对拉杆进行模板固定,既避免了左右幅相互的干扰,同时增加了操作的安全性。

 

因此,隧道施工安全评价等级的综合联系数表达式为:

 

式中W为权系数向量;β为同异反多元测量评价矩阵,且其中向量(akb1kb2kck)需经过归一化处理;E为联系数分量矩阵。

1.2.2 指标权重确定

由集对分析理论可知,以隧道施工安全风险等级标准集A作为标准讨论集,根据各评价指标权重Wk进行分类,若评价指标 Ckk=1,2,…,S)实测值处于标准子集R1={等级Ⅰ(低风险)}内,则表明该类评价指标具有同一性,其同一度系数a的表达式为:

该隧道区属低山地貌,地形起伏较大。隧道范围内中线高程470~692 m。山体自然坡度20°~40°,植被较发育。进、出口均处于山前斜坡地带,山坡处于基本稳定状态。隧址区靖州端洞口东侧约40 m有省道S319通过,其他段仅山间小路通过,交通条件一般。隧址区下伏基岩为泥盆系中统棋梓桥组(D2q)泥灰岩及跳马涧组(D2t)石英砂岩、砂岩等。岩层产状为118°~120°∠43°~70°,岩层产状变化较大,褶皱发育,未见不良地质构造通过,隧址区区域地质稳定。

 

由式(8)~(9)可以计算各级评价指标权重,由于论文篇幅有限,这里不再赘述。同时,通过实地勘测,判定出待评价隧道施工安全风险评价指标的平均分值如表3所示。

 

1.3 隧道施工安全评价等级判定

根据式(7)计算综合联系数μm,对其中i1i2的取值方法采用相似贴近度法,计算公式为:

 

因此,最终计算得到的综合联系数为:

 

式中rR={等级Ⅳ(极高风险)、等级Ⅲ(高风险)、等级Ⅱ(中风险)、等级Ⅰ(低风险)},查阅相关资料并根据自身工程经验设定R的评价等级标准如表1所示。

 

表1 隧道施工安全风险评价等级标准

  

风险等级Ⅳ 风险等级Ⅲ 风险等级Ⅱ 风险等级Ⅰ[-1,-0.5) [-0.5,0) [0,0.5) [0.5,1]

2 实证分析

2.1 工程概况

武靖高速莲荷隧道为分离式隧道,呈直线形展布,隧道总体轴线方向约255°。左线起迄桩号ZK23+345~ZK25+225,长1 880 m,最大埋深约183 m;右线起迄桩号 K23+407~K25+245,长1838 m,最大埋深约194.8 m。隧道建筑限界(宽 ×高)均为10.25 m×5.0 m,采用电光照明,机械通风,隧道洞门进出口均为端墙式。

联用组采用腹部超声联合阴道超声的检查方法:经腹部超声检查完毕后,行阴道超声检查,腹部超声进行方法与对照组一致。嘱患者彻底排空膀胱后再接受阴道超声检查,检测前将阴道超声监测仪的探头频率调设为5MHz-7MHz,将耦合剂涂抹于探头上,之后再套避孕套[4],将探头缓慢伸入患者的阴道内,注意操作动作的轻柔性,通过转动探头实现横向、纵向及多角度的扫查,还可采用倾斜、旋转及推拉等手法进行全面观察患者的腹盆腔情况。

目前,对紫花苜蓿内生细菌(来自根瘤、种子、根、茎、叶和花等)和非内生细菌(来自土壤)种群的遗传多样性进行综合研究较少。通过分离和鉴定甘肃省3个不同栽培区域5个紫花苜蓿品种的内生和非内生细菌,并对其遗传多样性和促生能力进行研究,旨在从整体水平上阐明内生和非内生细菌种群之间的联系和多样性差异。

1.2.1 成立医院抗菌药物管理工作组 为加强全院抗菌药物的使用和管理,医院成立抗菌药物管理工作组,成员包括医务、药学、临床微生物、院感等部门负责人和具有相关专业高级技术职务任职资格的人员,具体负责抗菌药物应用管理,履行卫生部规定的管理职责。

参考文献:

2.2 评价指标体系建立

结合工程现场实际调研成果,通过对工程实例中隧道施工安全风险源进行辨识,分析其施工影响因素,构建的隧道施工安全风险评价指标体系如图1所示。

2018年高考全国课标卷一作文题公布后,有人为“2018年湖南省六校联考模拟试题一模的作文题”叫好,有人为“2018年福建省永安一中最后押轴卷作文题”点赞。因为这两道题与今年全国课标卷一的高考题相似度太高了。请看:

  

图1 隧道施工安全风险评价指标体系

2.3 隧道施工安全风险评价指标分级标准

由图1可知,本文构建的隧道施工安全风险评价指标体系中1级评价指标共有4个,2级评价指标共有14个。采用专家评分方法进行2级评价指标分级,其标准如表2所示。

 

表2 隧道施工安全风险评价指标分类标准

  

2级指标 风险等级Ⅳ 风险等级Ⅲ 风险等级Ⅱ 风险等级ⅠX11X44 0~25 26~50 51~75 76~100

2.4 隧道施工安全风险评价指标权重及分值

式中Vk为第k项指标的变异系数(标准差系数);σk为第j项指标的标准差为第k项指标的平均数。各项评价指标的权重Wk为:

 

表3 隧道安全风险评价指标权重及分值

  

1级指标 权重W1k 2级指标 权重W2k 评分值 等级地质条件X1 0.13 X11 0.07 34 ⅢX12 0.12 37 ⅢX13 0.13 23 Ⅳ开挖断面X2 0.29 X21 0.06 55 ⅡX22 0.04 75 ⅠX23 0.14 22 Ⅳ隧道施工X3 0.17 X31 0.06 53 ⅡX32 0.06 40 ⅢX33 0.06 38 ⅢX34 0.03 69 Ⅱ洞口工程X4 0.41 X41 0.06 26 ⅢX42 0.03 81 ⅠX43 0.06 22 ⅣX44 0.08 28 Ⅲ

2.5 计算综合联系数

根据式(2)~(6)计算集对(XR1)的四元联系数为:

 

然后可得到基于同异反分析的四元测量评价矩阵β为:

 

由式(7)和式(10)可以计算得到综合联系数μm为:

 

由表1中隧道施工安全风险等级评价集R的评价等级标准可知该工程实例计算得到的施工安全风险等级为:风险等级Ⅱ(中风险)。根据现场实地调研结果可知,莲荷隧道在开挖施工前已做好了各项专项施工方案,准备非常充分;同时勘察设计单位提供的相关资料和笔者现场调研的实际地质情况较为一致,且该隧道没有不良地质情况;施工单位为大型国有企业,隧道施工过程中施工方风险管控意识较强,对风险控制有非常成功的经验。因此根据现场实际调研结果,本隧道施工安全风险等级可综合判定为中度风险,与模型评价结果一致,验证了模型的可靠性和合理性。

3 结 论

1)从地质条件、开挖断面、隧洞施工和洞口工程4个方面筛选出14个二级评价指标,建立了隧道施工安全风险评价指标体系;然后基于集对分析理论三元联系数方法推广提出了四元联系数方法,基于该方法构建了隧道施工安全风险评价模型,该模型充分考虑到了隧道施工安全风险存在的不确定性和随机性,能系统、全面评价隧道施工安全风险等级,使评价结果更加科学、可靠。

2)利用粗糙集理论对隧道工程施工安全风险评价指标进行客观赋权,采用变异系数法对隧道施工安全评价指标进行权重计算,相比传统的专家评分法、层次分析法等主观赋权方法,其主要以样本统计数据作为依据,人为主观因素对指标权重的波动影响小,相对而言更加科学客观,计算得到的指标权重可信度高。

3)工程案例实证分析结果表明,该模型计算结果与工程实际调研结果较为一致,验证了本文建立的隧道施工安全风险评价模型的可靠性和合理性,对同类工程的施工安全风险评价具有借鉴意义。

隧址区地表水不发育,仅两端洞口附近冲沟及洞顶冲沟地段雨季雨水汇集可产生的暂时性水流。隧址区地下水主要为基岩中的裂隙水。钻孔揭露有地下水,埋深为11.0~33.2 m,水量一般,钻孔SDK07及SDK08孔口见涌水现象,水量较丰。不良地质现象主要为岩堆,分布于隧址区K25+195~+265左200 m~右200 m段,高约16 m,宽约400 m,厚度不均匀,岩堆顶部厚度较小,约1~2 m,底部厚度较大,约8~10 m,为另外一条高速连接线开挖边坡的弃石,粒径20~200 cm,堆积松散,对靖州端隧道洞口边坡稳定性影响较大。

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陈才宇和刘新民两位教授的译本是当今社会唯一认可的版本,成为从翻译理论及英汉比较方向研究多丽丝·莱辛的唯一版本。该译本为汉语读者呈现一个符合多丽丝·莱辛文学观的汉语文本,在艺术效果和文学篇章方面,客观地保留了原作的风貌,维护了原作的文体风格,回答了莱辛独具特色的“形式也是内容”的文学特征。然而,人无完人,世间亦无至善至美之译文。在研读的过程中,笔者发现译文对某些细节的处理在理解、措辞、注释、文化传递等方面仍值得商榷。本文试图利用原、译作文本比照细读的方法从上述方面对参考译文进行细致分析,并对译本的改进提出若干建议,与英国文学、英汉翻译爱好者探讨。主观之处在所难免,望原译者见谅。

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从调查结果中,选取高校教师数据科学素养内容中科目选择较为不同的方面,如图2 所示的数据意识、数据知识、数据工具、数据评价、数据挖掘五项内容。由上图可知,在所调查的样本中,文科、理科、工科的比例分别为16.7%、70%、13.3%,所调查样本中内蒙古地区理科课程与教师较多,故其比例较高。

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何忠明,刘可,付宏渊
《矿冶工程》 2018年第02期
《矿冶工程》2018年第02期文献

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