基于改进K-Means聚类模型的公路隧道施工风险分析及其应用

针对公路隧道施工安全生产事故频发的现实情况,提出一种改进的K-Means聚类风险评估模型,进行公路隧道建设全周期动态风险评估。采用WBS-RBS风险分析法进行隧道施工工序风险识别,用耦合作业分解树与风险分解树求取基本风险事件,作为K-Means聚类风险评估模型的样本对象。将事故发生的可能性、人员暴露于危险环境中的频繁程度和发生事故或危险事件可能产生的后果作为评估指标,构建三维K-Means聚类模型。根据风险等级划分标准指定5组样本作为初始聚类中心,不仅能够保证多次运行结果的一致性,同时确保评价样本集能够自然落入不同风险等级区间。应用Spearman秩相关系数法对风险耦合矩阵进行独立性检验,从相关度和可接受度两个角度分析指标因素的内在联系,有助于提高WBS-RBS耦合系统的准确性与可靠性,在进行风险评估与对策制定时考虑风险事件之间的横向联系。将上述模型应用于某工程实例,通过计算得到20项基本风险事件的风险等级,其中装药爆破的水文地质条件风险等级为Ⅳ级(较大风险)、钻射炮孔工人违章作业风险等级为Ⅲ级(一般风险)。针对各施工环节的风险描述和各因素之间的关联性,制订了行之有效的风险规避措施。     

碾压混凝土基层简易跑道道面结构设计研究

根据保障飞机的质量和胎压,提出了以碾压混凝土基层加沥青混凝土面层的两类简易跑道结构组合;确立了以碾压混凝土基层底面弯拉应力作为跑道结构设计指标,以计算荷载应力与综合安全系数的乘积不大于抗弯拉强度标准值作为结构设计标准;根据弹性层状体系对两类简易跑道的结构组合进行了力学分析,计算结果对简易跑道结构设计具有参考价值。     

基于驾驶行为和信息熵的道路交通安全风险预估

为了精准有效地进行交通事故预防预警，基于车辆OBD驾驶行为数据及信息熵理论，提出了城市道路交通安全风险预估方法。首先，分析异常驾驶行为高发位置与道路交通事故发生位置的关联性；其次，构建以道路交通安全熵为一级指标，急加速率、急减速率、急转弯率、超速率、高速空挡滑行率为二级指标的道路交通安全风险预估指标体系，提出了基于改进熵权法的道路交通安全熵计算方法；然后，基于密度聚类、K-means聚类提出了道路交通安全风险等级数确定方法，并基于K-means聚类建立了风险等级阈值计算方法。研究结果表明：异常驾驶行为高发位置与交通事故发生位置具有一致性；通过对log对数底数选择优化、二级指标零值处理、指标权重分段计算3个步骤改进的熵权法，可弥补log对数函数无法计算零值指标熵值的缺陷，避免指标权重为负、指标熵值与权重反映信息不一致的现象；两步聚类避免了孤立数据点对安全风险等级划分的影响。以重庆市4条城市道路（总长约38 km）进行实例验证后得出，道路交通安全熵与交通事故表征的道路交通安全状态趋势一致；道路交通安全风险等级可划分为高、低风险2级，道路交通安全熵优化阈值为0.042，最后，风险等级划分准确率为87.88%。研究成果可为道路交通安全风险点辨识、交通事故预防预警提供有效的技术支持。     

蔡家嘉陵江大桥船撞风险分析与设防标准研究

为确定重庆市蔡家嘉陵江大桥设防船撞力标准,采用美国AASHTO规范方法和三概率参数积分路径方法对该桥进行防撞风险分析,计算桥梁的碰撞概率和年倒塌频率,并与可接受的风险准则进行比较。确定防撞设计代表船型,采用LS-DYNA软件对船舶碰撞桥梁进行数值分析。     

曾家岩嘉陵江大桥船撞设防标准研究及防撞方案设计

为判定曾家岩嘉陵江大桥所处的风险等级,以确定桥梁的设防船撞力标准,参考《重庆市三峡库区跨江桥梁船撞设计指南》,对该桥梁在目前、近期和远期的年碰撞频率和倒塌频率进行计算分析,与可接受的风险准则进行了对比,并通过建立桥梁、船舶精细化的三维有限元模型,采用动力数值模拟方法计算桥墩在不利撞击工况下的船撞力,从而确定了桥墩的船撞设防标准。同时为了避免桥墩局部损坏,降低碰撞事故中的船舶损伤,实现对桥梁和船舶的双重保护,提出了设置固定式复合材料防撞护舷的防撞方案。     

改进灰色聚类法在城市交通安全水平评价中的应用

在借鉴国内外城市交通安全评价指标及方法的基础上,结合我周实际情况,构建了城市交通安全水平评价指标体系,并参考城市道路交通管理评价指标体系,确定安全评价指标分级及标准。在此基础上,采用改进灰色聚类法对城市交通安全水平进行综合评价,根据聚类白化数确定三类灰类白化函数计算灰类白化值。以江苏省相关城市为实例,对城市交通安全水平进行了综合评价。     

中国道路交通事故风险可接受准则研究

为提高道路交通安全管理水平,通过制定道路交通事故风险可接受准则来提供量化的风险评判标准。文中阐述了风险可接受原则,介绍了国内外其他领域的风险可接受研究现状;采用国际上适用的标准,基于ALARP原则提出了中国道路交通事故个体风险可接受准则;根据中国2007—2016年交通事故死亡数据,利用FN曲线制定中国道路交通事故社会风险可接受准则。     

基于模糊数学理论的下穿既有线路基施工风险评价研究

为降低下穿既有铁路路基施工风险发生的概率，以沪通铁路下穿既有铁路路基施工为研究对象，采用主观评价与客观计算相结合的方法对其进行风险评价，使施工阶段的风险得到有效的控制。对影响路基施工阶段及既有线安全运营的风险源进行分析归类，建立风险评价体系，并通过指数标度法下的AHP给定指标权重，制定相应的评判标准评价风险等级，最终利用模糊数学理论确定其综合风险等级。     

公路边坡水毁风险评价方法研究

为了避免或减轻公路水毁带来的损失，通过对公路边坡水毁风险进行等级划分，选取相应的评价指标，构建了公路边坡水毁风险等级评价指标体系。采用灰色定权聚类分析法，结合具体工程实例对安康地区公路边坡进行了风险等级评估分析，并通过模糊综合评价对这些工程实例进行了对比评价分析，验证了灰色定权聚类分析法在工程中的应用，为边坡水毁预防性养护提供理论依据。     

基于PWL的沥青混合料质量评定方法

允许限值内百分率（PWL）是一种用于描述工程测试试验数据结果在限值范围内分布特征的数学分析方法,广泛用于国外沥青混合料的质量评价中,在统计意义上与国内简单的方法相比更为科学合理。文中介绍了PWL方法的发展历史、计算原理、计算方法及其优缺点;说明了该方法在压实度验收评定中的应用。     

基于云模型的深水桥梁基础施工风险评估

深水桥梁基础系统本身较为复杂,施工过程中风险因素繁多且相互交叉、制约,因此为对其进行客观全面的风险评估,须充分考虑其风险指标间固有的模糊性、随机性和相关性问题。鉴于此,该文提出了一种组合网络分析法(ANP)和云模型的综合风险评估方法。首先选取自然风险、人为风险、施工风险和组织管理风险组及18个二级指标构建风险评价指标体系;然后,建立多层次的ANP结构模型,求解出各层次中各指标的全局综合权重;最后,根据评估数据分别计算标准云和评价云数字特征,结合全局权重计算综合云,通过相似度计算得出最终评价结果。运用该风险分析方法对某跨江斜拉桥基础工程施工进行分析,得出基础施工安全风险综合云模型数字特征,确定风险等级为Ⅲ级并对结果进行了验证。结果表明:该方法充分考虑了风险因素之间的相互影响,所得结果更全面、更准确、更直观。     

公交线网评价指标体系研究

分析了建立公交线网评价指标体系的必要性,提出了以公交线网为要素的城市公共交通评价指标体系的评价标准;根据科学性、可比性、可操作性等原则构造出公交线网评价指标体系,将指标由面到线再到点分为三大类,并对每个指标的内涵进行了说明;以淮安市公交线网为例,利用该评价指标体系进行了计算评价。     

基于改进K-means聚类模型的应急运输风险评估

应急运输是应急处置行动顺利完成的重要保障,也是国家安全保障能力的重要组成部分。使用改进的K-means聚类模型来进行应急运输风险评估,采用WBS-RBS法对应急运输全过程进行分析,耦合工作包分解树和风险源分解树得到19个可能风险事件,将LEC法中的事故发生可能性、暴露于风险环境频繁程度、可能产生的后果作为3个评估指标,构建K-means聚类模型,对应急运输的可能风险事件进行聚类分析并评估其风险水平。结果表明:在19个可能风险事件中,运输力量不足和交通网络拥堵2项是应急运输中的Ⅳ类风险(较大风险),应急预案体系不完善、应急物资储备不足等8项是Ⅲ类风险(一般风险)。     

索结构桥梁钢绞线主索锈蚀评定研究

为研究索结构桥梁钢绞线主索锈蚀程度及其影响的评定方法,以两座悬索桥的主缆锈蚀检测为背景,通过分析钢绞线锈蚀特征提出了基于外观检测的钢绞线锈蚀标度划分标准及方法,并以相关文献资料的研究成果为基础,得出了锈蚀钢绞线及主索的强度折减计算方法。研究结果表明:钢绞线的锈迹形态、锈迹颜色、锈坑形态随锈蚀过程存在一定变化规律;根据钢绞线的锈蚀外观、锈坑参数等指标,锈蚀标度按锈蚀程度由轻到重可分为1~5类;对1类、2类锈蚀,钢绞线强度无需折减,对3类锈蚀,宜按锈蚀率计算钢绞线强度折减系数,对4类锈蚀,宜按最大截面损失率计算钢绞线强度折减系数,宜略去发生5类锈蚀的钢绞线作用;主索的强度折减应根据各根钢绞线强度折减最严重位置进行确定,其强度折减系数可采用各钢绞线最不利强度折减系数之和。     

基于桥梁风险评价的灰色关联性风险评价模型构建研究

针对桥接结构施工过程中存在的风险隐患问题,建立灰色关联性风险评价模型进行危险等级评价。运用LEC作业法选取桥梁结构施工期的潜在风险、风险条件与触发因素为风险指标计算权重,结合传统专家分析法确定影响桥梁结构施工的具体风险指标。运用灰色关联度理论,从风险发生概率和损失方面进行风险评价,考虑人、机、环境因素,确定风险损失的人员伤亡、经济损失以及时间损失三类对桥梁结构危险源进行权重计算,并按照风险源指标进行优劣排序,引入相对危险度进行风险安全等级评定,确定重大危险源,明确各级风险的级别,通过实证研究表明,采用灰色关联度进行桥梁风险评价模型构建,避免了传统风险评价中对不确定因素的模糊精确度问题,有效提高了评价模型的评价精度,能很好的应用于实际施工生产。     

龙琅高速公路安平隧道初步设计阶段风险分析

以龙琅(涟源市龙塘镇—新化县琅塘镇)高速公路安平隧道工程为依托,采用现场调研、专家访问、理论分析和模型计算等方法,建立工作分解结构和风险分解结构,通过二者耦合进行隧道工程风险源识别;采用专家调查法,对其单一风险事件分别进行风险评估,逐个判断风险源的风险概率等级,构建风险评价指标体系;利用层次分析法和模糊综合评价法对评价指标进行风险分析,得到风险事件重要性排序,并对主要风险事件提出风险控制措施。     

基于影响系数的高速公路行车风险评估模型

为提高高速公路行车风险评估的客观性,减少已有评价方法在指标聚合权重确定过程中的主观因素影响,准确反映高速公路和环境风险状况,针对已有评价方法在指标聚合过程中的主观任意性,提出基于影响系数确定评价指标的权重,对评价指标进行聚合,并以此建立高速公路不同状态下的行车风险评估模型。首先分析自由行驶稳定安全条件、换车道行驶状态和跟车行驶状态的车辆碰撞限制安全条件,在此基础上,利用安全条件提出风险评估基本指标及不同状态下的车辆行驶风险函数。通过相同比例的指标增量计算风险增量,利用风险函数及风险增量计算各个指标的影响系数,运用影响系数确定风险评估指标的聚合权重,从而建立高速公路不同行驶状态风险评估模型,最后提出高速公路行车风险等级划分标准。利用模型对陕西定汉线宝鸡至坪坎高速公路某长陡纵坡路段的不同行驶状态风险进行计算,确定行车风险等级,筛选出不同行驶状态下的高风险路段,通过对比验证。结果表明,运用评估模型确定的1个换车道高风险路段和2个跟车行驶高风险路段与利用现行的《公路项目安全性评价规范》确定的高风险路段一致。该模型对于高速公路行车风险的有效识别及划分,可以为高速公路交通安全管理提供有效的决策支持。     

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。     

独柱墩连续箱梁桥抗倾覆性能设计方法研究

为了对非固结独柱墩桥梁横向抗倾覆性能进行简单可靠的设计计算,首先分析了目前常用的计算方法的缺点和不足,提出了以控制桥梁支座受力性能为指标的计算方法。同时,为了保证桥梁在超载车辆作用下有足够的安全度,结合桥梁实际运营情况,采用设计荷载及重车密布荷载两种活载工况进行验算,并规定在每种荷载工况下采用不同的支座性能控制指标。最后采用Midas/Civil软件对一座实桥进行计算分析,说明本方法计算的简单性和可靠性。     

粉房湾长江大桥船撞风险分析与设防标准研究

为确定粉房湾长江大桥设防船撞力标准,采用美国AASHTO规范方法和三概率参数积分路径方法对该桥进行船撞风险分析,计算桥梁的碰撞概率和年倒塌频率,并与可接受的风险准则进行比较;确定船撞设计代表船型,采用LS-DYNA软件对船舶碰撞桥梁进行数值模拟分析.分析结果表明:该桥在2010年、2020年和2050年通航密度下的船撞风险分别为4.05×10-6、2.02×10-5、7.06×10-5;P3、P4主墩的船撞设计代表船型均为5 000吨级;近期P3、P4主墩的设防船撞力可分别取38.68 MN和27.57 MN,远期可分别取38.68 MN和24.19 MN,P3、P4主墩抗力均满足船撞设防标准.