模糊综合评价法在船撞桥风险评估中的应用

摘要

在世界范围内，船舶的交通量和船舶的大小都在不断的增加；与此同时，越来越多的跨越航道的桥梁正在设计和建设之中。随着我国跨江河以及海峡海湾大桥的日益增多和船舶运输业的快速发展，有时桥梁存在通航净空和防撞设施设计不合理的问题。由此带来的后果是船舶与桥梁相撞的事件时有发生，这已经成为航道桥梁工程设计的一个重要问题。正是在这样的背景下，本文深入开展了对船撞桥风险评估问题的研究工作，以建立比较完善的桥梁船撞风险评估的流程和框架，为桥梁的船撞设计提供支持。
　　 本文首先回顾和总结了国内外船撞桥风险评估问题的研究及进展概况，包括船桥碰撞概率计算以及建立风险接受准则等内容，并着重介绍了AASHTO规范模型与KUNZI模型的内容。
　　 本文主要内容是采用模糊综合评价法作为船撞桥风险评估的方法，建立了一整套的船撞风险评估体系。主要研究工作包括：（1）采用模糊综合评价法对桥梁的船撞可能性大小与船撞桥后果严重性程度进行评价，确定了评价因素集的组成、制定了各因素的评价标准、构造了各因素的隶属函数，同时采用层析分析法确定了各评价因素的权重系数；（2）考虑到船撞力大小的随机性，采用蒙特卡罗法模拟计算年倒塌概率；（3）采用年倒塌概率作为风险是否可接受的指标，建立了与各船撞后果严重性程度等级相对应的风险接受准则。
　　 本文综合利用 VB语言与MATLAB程序开发了“船撞风险模糊综合评价体系”程序；利用该程序，对广东省两座桥梁进行了船撞风险评估，并与其它方法进行了比较与分析，同时也证明了该程序具有较好的可操作性。
　　 通过本文的研究，可知采用模糊综合评价法进行船撞风险评估的方法是有效可行的，也为船撞桥的风险评估提供了一种新的合理的方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 船撞桥风险评估研究的发展与现状

1.2.1 船撞桥数据库的建立

1.2.2 船桥碰撞概率的计算方法研究

1.2.3 结构倒塌概率的计算

1.2.4 接受准则的研究

1.3 当前船撞桥风险评价的不足

1.4 本文研究内容

1.5 本文方法的优点

1.6 本文希望达到的效果

第二章 船撞桥风险评估概述

2.1 风险评估

2.1.1 风险

2.1.2 风险评估

2.1.3 风险评估常用方法

2.1.4 可接受准则研究

2.1.5 风险可接受准则的表述

2.2 船撞桥风险评估研究

2.2.1 船桥碰撞概率研究

2.2.2 结构倒塌概率研究

2.2.3 各种风险接受准则

2.3 碰撞概率计算示例

2.3.1 工程概况与基本资料

2.3.2 碰撞概率计算

第三章 船撞桥风险评估的模糊综合评价

3.1 模糊理论简介

3.1.1 模糊数学的基本知识

3.1.2 权重的确定

3.1.3 模糊综合评判概述

3.1.4 模糊综合评价在土木工程中的应用

3.2 船撞桥事故发生可能性模糊综合评价

3.2.1 船撞桥事故发生可能性大小影响因素研究

3.2.2 船撞桥事故发生可能性大小等级

3.2.3 各影响因素的分析与评定

3.2.4 单因素评价与隶属函数的确定

3.2.5 权重的确定

3.2.6 船撞桥事故发生可能性大小的模糊综合评价

3.3 船撞桥后果严重性模糊综合评价

3.3.1 桥梁船撞后果严重性风险评估的因素集合

3.3.2 桥梁船撞后果严重性的评估等级

3.3.3 各因素的分析与分级标准的确定

3.3.4 确定各评价因素的权重系数

3.3.5 模糊综合评价

3.4 计算船撞桥导致的倒塌概率

3.4.1 船撞力的蒙特卡罗模拟计算

3.4.2 蒙特卡罗法(Monte Carlo Methed)介绍

3.4.3 船舶质量分布

3.4.4 船速分布

3.4.5 撞击角度的分布

3.4.6 船撞力的计算

3.4.7 计算倒塌概率

3.4.8 计算年倒塌概率

3.5 风险接受准则研究

3.5.1 制定依据

3.5.2 船撞风险可接受准则

第四章 船撞风险模糊综合评价程序开发与实例分析

4.1 船撞风险模糊评价体系程序开发

4.1.1 背景知识介绍

4.1.2 程序结构设计

4.1.3 程序界面及功能介绍

4.2 实例分析一

4.2.1 工程基础资料

4.2.2 船撞可能性大小评价

4.2.3 船撞后果严重性程度评价

4.2.4 年倒塌概率计算

4.2.5 综合评价

4.2.6 不同评价方法比较分析

4.3 实例分析二

4.3.1 工程基础资料

4.3.2 船撞可能性评价

4.3.3 船撞后果评价

4.3.4 年倒塌概率计算

4.3.5 综合评价

4.3.6 与AASHTO规范模型评价结果比较

结论与展望

1 结论

2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢