基于故障树的贝叶斯网络分析方法在隧道施工风险管理中的应用

摘要

21世纪以来，随着中国交通工程基础建设事业的跨越式发展，城市地铁管涵隧道、铁路隧道、公路山岭隧道以及高难度的穿江跃海隧道等的建设进入了快速的发展阶段，这无疑对隧道建设的质量、安全、行车舒适性以及美观性等方面提出了更高的要求。由于中国地域辽阔，多山地丘陵，地形地貌条件复杂，隧道的建设不可避免要穿山越岭。但是由于公路山岭隧道除了其自身主要工程地质问题，如高地应力下易发生岩爆或大变形、节理裂隙发育易导致围岩变形坍塌、失稳外，还包括特殊地质引起的灾害，如煤层瓦斯的逸出爆炸、采空区坍塌失稳、地表大面积沉降、涌水突水等。近年来在中国的工程实践中由这些风险源引发的相应的工程事故越来越多，故而对于隧道工程安全施工的挑战越来越高，急切需要一套完善的隧道施工的风险管理体系。
　　本文以贵黔高速七标段舒家湾隧道施工过程为研究对象，建立了一套隧道施工的风险管理体系，将其应用于该隧道的风险管理过程中，主要研究成果如下：
　　（1）本文釆用专家咨询法和风险源普查表法相结合的识别方法，按照公路隧道常见风险事件后果的具体表现形式进行判别，得出了舒家湾隧道施工过程中可能发生的影响施工安全的六大风险因素，主要是瓦斯爆炸、塌方、地表沉降、大变形、火灾及交通事故风险，建立了各风险事件故障树图。
　　（2）传统的故障树分析方法是一种二态分析方法，所有基本事件只存在“发生”与“不发生”两种状态；贝叶斯网络分析方法是一种基于网络结构的有向图推理方法，具有强大的推理能力，通过条件概率可以综合考虑基本事件交互作用影响。本文综合故障树分析方法和贝叶斯网络分析方法的优点，提出改进的基于故障树的贝叶斯网络分析方法。
　　（3）结合故障树图，建立了各风险事件的故障贝叶斯网络模型，利用贝叶斯仿真软件Netica对各风险事件进行了定量分析与诊断推理，得出各风险事件等级、发生概率及其与顶事件发生的敏感度。在二态基础上对部分事件进行了三态修正，得出更加精细结果。
　　（4）针对各风险事件及其与底事件之间的敏感程度关系，给出了各风险事件具体应对措施。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究意义

1.3国内外研究现状

1.4主要研究内容及方法

第二章 隧道施工风险管理理论

2.1风险的内涵

2.2风险管理

第三章 基于故障树的贝叶斯网络方法基本原理及仿真

3.1故障树分析法的基本原理

3.2贝叶斯网络分析法的基本原理

3.3故障树向贝叶斯网络的转换

3.4基于故障树的贝叶斯网风险评估程序

3.5 Netica仿真

第四章 风险识别及故障贝叶斯网络模型构建

4.1工程概况

4.2舒家湾隧道施工风险故障树

第五章 舒家湾隧道风险评估

5.1贝叶斯网络仿真模型生成及定量分析

5.2贝叶斯网络对故障树的修正

第六章 舒家湾隧道工程风险应对措施

6.1舒家湾隧道瓦斯爆炸风险应对措施

6.2舒家湾隧道塌方风险应对措施

6.3舒家湾隧道地表沉降风险应对措施

6.4舒家湾隧道大变形风险应对措施

6.5舒家湾隧道火灾风险应对措施

6.6舒家湾隧道交通事故风险应对措施

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献