基于组合赋权-未确知测度理论的高速公路高陡边坡施工安全风险评价

为保障高速公路高陡边坡施工过程中的安全，降低施工安全事故发生率，有效解决高速公路高陡边坡施工安全风险评估的问题，提出一种基于组合赋权-未确知测度理论的高速公路高陡边坡施工安全风险评价新方法。根据高速公路高陡边坡施工的程序、特点及施工事故机理，选取岩土体类型、边坡爆破方式、边坡开挖方法及边坡防护方式等17个未确知测度函数评价指标，建立高速公路高陡边坡施工安全风险的未确知测度评价模型；采用序关系分析法(G1)和反熵法(AEM)分别对各评价指标的主观与客观权重进行赋值，再利用拉格朗日乘子法确定组合权重；按照置信度识别准则进行等级判定，得出高速公路高陡边坡施工安全风险评价结果。将该模型应用于贵州省内5条高速公路高陡边坡实际工程项目，所得出的5条高速公路高陡边坡施工安全风险评价结果基本与实际情况吻合。研究结果表明：高速公路高陡边坡施工安全风险评价的组合赋权-未确知测度理论模型适用且可行，可为高速公路高陡边坡施工安全风险评价提供新思维，具有工程实践指导作用。     

基于文本挖掘的内河船舶碰撞事故致因因素分析与风险预测

作为一种典型的高风险海事事故,内河船舶碰撞事故致因因素众多.为了明确内河船舶碰撞事故致因因素,分析内河船舶碰撞风险,选取2013年至2017年长江内河航道419起船舶碰撞事故报告作为文本挖掘语料,将语料库中的人为因素、船舶因素、自然环境因素以及管理因素作为目标数据,利用R语言和文本挖掘方法,获得包含特征值和特征值权重属性的高维稀疏的原始特征向量空间集合,对tf-idf公式进行平滑改进,解决了文本识别过程中无法识别统计较为生僻的专业名词的问题,提升了文本挖掘方法在交通运输领域的适应性.使用统计对其进行降维,获得最终33个维度的文本特征项,确定了船舶碰撞风险致因因素.通过实验验证了文本挖掘得出的船舶碰撞致因因素置信率达到了81%.以碰撞过程中的4个步骤为主线,构建基于"人-船-环境-管理"系统的船舶碰撞风险贝叶斯网络结构,计算贝叶斯网络结构中各节点的条件概率表,进行船舶碰撞风险建模.结合贝叶斯网络实现内河船舶碰撞事故的风险预测,并通过反向推理确定了人为因素是船舶碰撞事故致因中的首要因素.      

基于物元分析理论的空管安全风险模糊综合评价

为保证航空安全,科学评价空管运行安全风险,提出了基于物元分析理论的空管安全风险模糊综合评价模型.依据国际民航组织的《安全管理手册》对空管危险源进行识别分级;然后确定空管危险源的指标体系和等级集合.在此基础上,运用物元分析理论,计算各空管危险源因素的权重矩阵,避免了人为评判的主观性,实现了权重客观赋值.应用多层次模糊综合评判方法,对空管安全风险进行了评估.以某沿海空管分局2012~2014年空管危险源相关数据为例进行了实际应用.结果表明,该沿海空管分局空管危险源因素对空管安全的影响级别属于Ⅰ级高风险、Ⅱ级中等风险、Ⅲ级低风险的隶属度分别是0.2913,0.4951,0.2136.该沿海空管分局危险源因素对空管安全的影响为Ⅱ级中等风险,与该沿海空管分局实际运行情况相符.结果证明了该方法的实用性和有效性.      

基于未确知理论的工程风险评价模型研究

对于施工企业工程风险的控制越来越重要,但关于工程风险的研究,我国还处在初级阶段。本文基于未确知理论建立了施工企业风险评价模型,并通过信息熵确立指标的分类权重,明显优于过去常用的AHP确定权重的主观判断方法,具有较好的科学性和实际应用价值。     

城市立体有轨交通拼宽桥梁施工安全风险模糊综合评价

以德尔菲法识别风险指标,实施两轮专家调研,构建适宜于拼宽桥梁空间特殊情形的施工安全风险指标体系,包括施工技术风险、施工环境风险、施工管理风险三方面共18项子风险;以某城市立体有轨交通拼宽桥梁工程为例,构建拼宽桥梁施工安全风险模糊综合评价体系,进行拼宽桥梁施工安全风险指标权重、隶属度、风险等级等计算,对该工程的风险水平进行模糊综合评价。结果表明,该工程的施工安全风险水平属于中等;一级风险指标中施工环境风险和施工管理风险的权重一致,二级指标中破坏既有桥梁结构风险的权重最大,其次是设计合理度、桥位特征、高支模工程、高空作业、占道施工影响交通、施工及运营对已有高压杆线的影响等;破坏既有桥梁结构风险、施工及运营对已有高压杆线的影响的风险等级最高,为5级,达到4级风险等级的指标包括高支模工程、预应力施工、高空作业、设计合理度、邻近既有铁路线施工等。在施工前应有针对性地对风险等级较高的因素进行风险全过程分析,同时加强对施工现场的管控。     

金沙江奔子栏库区达日开发区滑坡危险性评价

以金沙江奔子栏水源地工程为依托，采用组合赋权法和未确知测度理论建立滑坡危险性评价模型，选取奔子栏库区达日开发区滑坡进行危险性评价。以权的最小平方法确定评价指标的主观权重，熵值法确定其客观权重。评价结果表明:该滑坡危险性等级为中度，与现场调查结果相吻合。     

未确知测度理论在高速公路沥青路面损坏状况评价中的应用

针对当前国内对于沥青路面损坏状况评价少、评价指标与方法有待完善和改进的情况,基于沥青路面损坏状况信息不确定性特点,将未确知测度理论应用到沥青路面评价中。选取高速公路沥青路面的车辙状况、裂缝状况、坑槽状况和修补状况建立评价指标体系,并根据实际调查数据建立单指标未确知测度函数,通过熵权理论确定各指标权重,同时按未确知测度大小及置信度识别准则,确定出沥青路面损坏状况级别及损坏严重程度排序情况。实例证明,该理论具有较高的准确性和实用性。     

基于综合集成赋权法的航空公司飞行安全风险灰色评估

为了进一步提高航空公司飞行安全风险评估结果的精确度,考虑到飞行安全风险诸多影响因素的不确定性,将灰色系统理论评估方法和综合集成赋权法相结合对飞行安全风险进行定量评估.从机组、设备、环境、管理4个方面建立飞行安全风险评估指标体系,并通过基于最小信息熵原理的综合集成赋权法确定各评估指标的权重.运用灰色系统理论建立评估模型进行飞行安全风险评估,找出影响飞行安全的主要指标;通过实例验证所用方法的可行性、有效性.结果表明,所用方法可行、有效,能够最大限度地解决评估过程中的不确定性.      

基于SEM的道路交通安全评价研究

利用结构方程模型(SEM)理论构建道路交通安全评价测量模型与结构模型,并运用AMOS20.0软件进行计算,在满足统计适配度的前提下,得到各交通安全影响因素的潜变量、观察变量及其影响系数,然后进行评价指标权重分配,结合专家打分,对道路交通安全状况进行评价。     

基于熵权-云模型的三峡坝区过闸船舶拥堵程度综合评价

科学、合理地建立三峡坝区过闸船舶拥堵程度综合评价体系,才能有效、定量地评价三峡坝区过闸船舶拥堵程度.采用改进的熵权法来确定三峡坝区船舶拥堵评价指标权重,这一方法主要包含专家主观权重计算和实际船舶过闸统计数据客观权重计算,避免了单纯人为确定权重的主观性和统计数据不足造成的局限性.通过计算,主客观权重比例分配为0.624∶0.376.考虑到评价指标确定性和不确定性信息并存的特点,改进传统的云模型,将传统物元模型中的特征值参数用正态云代替,计算待评物元与标准云模型之间的云关联度,通过计算得到的评价指标权重和云关联度,得到待评价物元的等级隶属度.运用这一模型,对三峡坝区2015年船舶过闸拥堵程度进行综合评价,其等级隶属度为[0.126,0.221,0.172,0.325,0.156],拥堵程度等级为4级,与实际情况相符合.      

基于云模型和熵权的青岛港邮轮航行安全评价

邮轮风险系数高于一般的海上运输形式,其安全问题越来越成为业内的关注热点.结合实际条件,将青岛港邮轮航行安全评价的影响因素分为人、船舶和环境3个一级指标及相应的二级指标,建立邮轮航行安全评价体系.将云模型应用于邮轮航行安全评价中,实现评价因素值与评语的不确定映射;用熵权法确定邮轮航行安全评价指标之间的相对权重.以青岛港邮轮为例,利用基于云模型和熵权法的评价方法完成了邮轮航行安全评价.结果表明,研究对象邮轮的安全等级云模型云滴主要分布在期望 EX=83.73附近,评价结果为"比较安全".该方法能兼顾等级概念的模糊性与随机性.      

成山角分道通航制水域航行风险辨识与操纵决策方法

针对成山角分道通航制水域船舶航行风险高的问题，对数字化仿真环境、风险辨识、避碰机理和操纵决策开展研究。通过解构成山角水域的构成要素，建立静态交通环境的数学模型，结合船舶动态信息，构成动静结合的数字化仿真环境；基于时间、空间双维度的碰撞危险度模型和本船船位信息，提出碰撞等航行风险的辨识方法；考虑《1972年国际海上避碰规则》和良好船艺要求，归纳成山角水域不同会遇局面下的避让原则和方法，结合避碰机理求取最小改向幅度；运用时序滚动和反馈补偿方法，提出能自适应目标船机动特征的操纵决策模型。模拟成山角水域船舶会遇场景，开展多目标船场景下的仿真实验，结果表明:①在自建坐标系的会遇场景中（目标船:坐标位置（44 600 m，62 300 m），航向210°，航速12 n mile/h；本船:坐标位置（41 200 m，38 000 m），航向000°，航速12 n mile/h），基于成山角水域船舶行为的船位推算方法可提前1 168 s识别到碰撞危险；②在随机生成的多目标船模拟环境下，本船在245，617，2 005，2 405 s分别采取右转17°、复航、右转11°、复航操作，可让清所有目标船，满足船舶在该水域航行时操纵决策的需求。综上，提出的方法在成山角水域可更早识别到碰撞危险并进行操纵决策，为船舶在类似分道通航制水域中智能航行的实现提供理论基础。      

桥区水域船舶安全通航系统研究

在桥区水域安全环境评价及船舶安全通过桥梁影响因素分析的基础上,提出采用GPS、无线网络、嵌入式和预测控制等技术,建立自动识别船舶航行轨迹和引导船舶航行的桥区水域安全通航系统,主动防止和避免船舶撞击桥梁事故的发生。     

基于船种聚类的航道通过能力量化方法

为准确计算航道通过能力,针对单双向通航方式并存的混合通航航道,建立了基于船种聚类的航道通过能力量化模型.根据海港航道通航管理规则,对不同船舶种类进行分类,通过聚类算法确定船舶种类特征及其分布概率.与传统航道通过能力计算方法相比,对不同种类船舶所占航道资源分别附以不同权重,同时考虑船舶通航方式改变对航道通过能力的影响,能够更加准确地量化航道通过能力.应用天津港大沽沙航道数据进行了实例分析,目前航道实际月通过船舶约为1 905艘次,计算得到大沽沙航道月通过能力为2 350艘次,并且与港口公共混合通航航道通过能力计算结果4 455艘次/月相对比,前者的结果更符合实际情况,后者的结果明显大于实际航道通过能力.结果表明,基于船种聚类的航道通过能力量化方法能更加准确地反映航道实际情况.      

含煤公路隧道施工瓦斯突出安全风险评估

针对隧道施工中瓦斯突出安全风险评估模糊性与随机性并存的特点，基于云模型理论，选取煤的坚固系数、煤层的厚度等8项主要影响因素构成评估指标体系，并将每项评估指标具体量化为4个风险等级，分别计算各评估指标隶属于不同风险等级的云模型数字特征值，通过层次分析法确定指标权重，结合正向正态云发生器，计算综合确定度并确定施工安全风险等级。采用该评估模型对工程实例进行分析，结果表明该模型是合理可行的。     

长江干线大桥水域通航环境安全评价

随着经济的发展．长江干线上建桥越来越多．跨江大桥对船舶航行安全造成了一定的威胁。通过建立长江大桥水域通航环境危险度评价指标体系，根据各指标对安全影响程度的研究结论和专家调查结果．确立通航环境危险度评价标准．并应用模糊综合评价的方法实现对桥区通航环境危险度的综合评价．从而掌握桥区通航环境的安全状况。     

基于随机森林算法的内河船舶油耗预测模型

准确的船舶油耗预测模型是船舶实现各项航行优化措施的基础.以长江干线某旅游船为研究对象,通过安装信息采集系统获得了大量的船舶实时营运数据.通过理论分析得出影响船舶油耗的主要因素为风速、风向、水深、水流速度和船舶航速;改进了随机森林建模时参数的设置方法,提出一种变量的重要性测度方法;对去噪处理后数据进行系统抽样并进行归一化处理,得到建模的样本数据;把样本数据按0.7∶0.3的比例随机分为训练样本和测试样本,对训练样本采用随机森林(RF)算法建立油耗预测模型;通过模型预测测试样本的油耗值,与实测数据对比,结果显示预测误差低于6.8%,优于BP神经网络与支持向量机(SVM)的预测结果;分析模型中各变量的重要性顺序为:航速>水流速度>水深>风速>风向,利用偏相关分析得到了单个因素与油耗间的定量关系.      

海上风电项目建设对通航安全的影响分析及对策

针对风电项目建设水域内的施工船舶和其他过往船舶受风、流等影响而存在的潜在危险,从船舶操纵及海上交通安全管理角度出发,针对船舶失控后受风、流作用发生漂移的规律和机理进行探讨,并对在特定风速、流速下产生的漂移量进行对比分析。针对海上风电项目特点制定了船舶安全航行与防范措施。     

基于双延迟深度确定性策略梯度的船舶自主避碰方法

为满足智能船舶自主航行的发展需求,解决基于强化学习的船舶避碰决策方法存在的学习效率低、泛化能力弱以及复杂会遇场景下鲁棒性差等问题,针对船舶避碰决策信息的高维性和动作的连续性等特点,考虑决策的合理性和实时性,研究了基于双延迟深度确定性策略梯度（TD3）的船舶自主避碰方法。根据船舶间相对运动信息与碰撞危险信息,从全局角度构建具有连续多时刻目标船信息的状态空间;依据船舶操纵性设计连续决策动作空间;综合考虑目标导向、航向保持、碰撞危险、《1972年国际海上避碰规则》（COLREGs）和良好船艺等因素,设计船舶运动的奖励函数;基于TD3算法,根据状态空间结构,结合长短期记忆（LSTM）网络和一维卷积网络,利用Actor-Critic结构设计船舶自主避碰网络模型,利用双价值网络学习、目标策略平滑以及策略网络延迟更新等方式稳定网络训练,利用跳帧以及批量大小和迭代更新次数动态增大等方式加速网络训练;为解决模型泛化能力弱的问题,提出基于TD3的船舶随机会遇场景训练流程,实现自主避碰模型应用的多场景迁移。运用训练得到的船舶自主避碰模型进行仿真验证,并与改进人工势场（APF）算法进行比较,结果表明:所提方法学习效率高,收敛快速平稳;训练得到的自主避碰模型在2船和多船会遇场景下均能使船舶在安全距离上驶过,并且在复杂会遇场景中比改进APF算法避碰成功率高,避让2~4艘目标船时成功率高达99.233%,5~7艘目标船时成功率97.600%,8~10艘目标船时成功率94.166%;所提方法能有效应对来船的不协调行动,避碰实时性高,决策安全合理,航向变化快速平稳、震荡少、避碰路径光滑,比改进APF方法性能更强。