基于WSR与C-OWA的地铁盾构施工安全管理模糊评价研究

将 WSR 系统方法论引入盾构法地铁项目,从物理（W）—事理（S）—人理（R）3 个维度分析了地铁盾构法施工安全管理系统,构建了以人理为核心的地铁盾构法施工安全管理评价指标体系。运用 C-OWA 算子对指标体系进行客观组合赋权,结合 Fuzzy 理论建立了盾构法地铁施工安全管理评价模型。并运用此模型对青岛地铁 X 号线盾构施工项目进行了实例论证,通过对评价结果的分析从物理、事理、人理 3 个纬度提出了相应的改进措施。     

基于CRITIC-G1与改进可拓物元法的地下综合管廊施工安全管理评价研究

为进一步提高地下综合管廊施工安全管理水平,从地下综合管廊施工的全过程出发,提出了基于改进CRITIC-G1与改进可拓物元的地下综合管廊施工安全管理评价方法.首先,运用主成分分析法对安全管理影响因素集合进行降维处理,构建了人、设备材料、安全技术、安全措施、环境5个方面的地下综合管廊施工安全管理评价体系.其次,将改进CRITIC理论引入G1赋权法中,用指标的信息量替换指标的相对程度赋值,优化指标的赋值过程,构造了改进CRITIC-G1综合赋权法,并结合改进可拓物元理论建立了地下综合管廊施工安全管理评价模型.最后,运用该模型对青岛市高新区地下综合管廊项目施工安全管理效果进行了实例验证,通过计算得到该项目的施工安全管理评价为良好,验证了该模型在地下综合管廊施工安全管理方面的可行性,以期为后续类似项目提供参考.     

模糊熵理论在地铁隧道渗漏水中的应用

地铁隧道施工过程中均会出现不同程度的渗漏水问题,而这些渗漏水问题不仅影响施工,还会影响地铁以后的运营。因此,建立了以外界环境影响、施工质量、防排水体系、机械设备与组织管理为1级指标以及19个2级指标的地铁盾构法的施工阶段渗漏水评价体系,利用熵信息计算各指标的权重,建立基于模糊熵的风险评价模型。并以某地铁为例,验证该评价模型。这些研究能有效的预防和减少地铁隧道渗漏水风险的发生,为以后类似工程提供理论依据。     

基于WSR与C-OWA的地铁施工安全模糊综合评价研究

为科学有效地进行地铁施工安全评估,基于WSR系统方法论以及地铁施工的特殊性和风险性,构建地铁施工安全评价模型。首先,从物理(W)、事理(S)、人理(R)三个维度对地铁施工安全进行界定和划分,建立地铁施工安全评价指标体系;其次,对专家初始决策数据重新排序,运用C-OWA算子实现指标客观赋权;最后,运用地铁施工安全评价模型对天津地铁6号线二期项目进行实例论证。验证结果显示,天津地铁6号线二期项目施工安全等级高,但需要重点关注材料质量、事故预警、施工人员操作规范三个安全评价指标,并提出具体应对措施,可为地铁施工安全管理提供参考。     

黄土地区隧道盾构法施工引起的地表沉降分析

盾构法施工在城市地下工程建设中有着广泛的应用前景.选取西安地铁二号线隧道,建立了盾构施工三维有限元模型,分析了隧道盾构法施工引起的地表沉降,并对影响地表沉降的有关因素进行了研究.所得到的结论对地铁隧道盾构施工具有一定的指导意义.     

基于PCA-逆向云模型的地铁车站深基坑施工风险评价研究

为定量分析风险之间的相互作用对施工风险的影响程度,运用德尔菲法对地铁车站深基坑施工风险因素进行分析,提出了影响地铁车站深基坑施工风险的因素集合,运用PCA进行降维处理,构建了基于人、机、管、环四个方面的地铁深基坑施工风险指标体系,引入逆向云理论,利用特征向量精确表示风险的定性概念,结合耦合度函数建立了地铁车站深基坑施工风险评价模型.通过实例分析,计算风险间的耦合程度,确定施工风险水平,验证了该模型的可行性.     

基于灰色关联理论的地铁施工安全评价模型研究及应用

地铁施工安全是一个涉及多因素、多层次结构的非线性系统,通过对影响地铁施工安全的因素分析和灰色关联理论在地铁施工安全评价中的适用性分析,构建了灰色关联理论分析方法的地铁施工安全评价模型,通过对非线性、离散性以及动态性的地铁施工安全数据进行量化分析和评价,根据关联度大小判断地铁施工的相对安全程度,并运用模型对天津市在建地铁的施工安全状况进行实际验证,评价结果与实际情况相符。该方法为地铁施工安全定量化评价和多目标决策问题提供了新途径,可作为地铁施工相对安全等级划分的重要理论依据,具有实用性和可行性。     

基于PCA的地铁工程项目多目标集成管理动态分析

建立了地铁工程项目质量、成本、进度、安全指标体系,将工程项目管理中的质量、成本、进度、安全4大控制目标纳入集成动态体系中。利用多元统计方法中的PCA法,将影响4大控制目标的17个因素进行降维处理,得到4个主成分,根据4个主成分的特征向量,对主成分进行归类重组。通过对比重新定义后的4个主成分的得分排名和综合评价得分排名,进行地铁工程目标集成化动态分析,最终运算分析的结果表明,结论符合实际地铁工程项目管理的可能情况。     

基于CUOWA-GRAY的地铁运营火灾安全评价

以《地铁运营安全评价标准》中的火灾因素为蓝本,从防火能力、灭火能力、疏散能力、安全管理4个方面构建地铁运营火灾安全的评价指标体系。引入CUOWA算子并结合区间数,通过组合权重的形式对决策数据进行加权集结处理,削弱专家决策过程极值带来的不利影响,提高赋权的科学性。基于灰色白化权函数利用已知指标信息模拟未知信息对目标作用的功能,聚类分析得出目标评价值,构建基于CUOWA-GRAY的地铁运营火灾安全评价模型。运用该模型进行郑州地铁1号线运营火灾安全评价,认为火灾安全等级完全可接受,结构设计、消防给水系统、疏散通道、消防管理制度及落实4个指标是影响地铁运营火灾安全的重要指标。     

地铁施工企业安全管理成熟度评价研究

从安全管理角度出发,针对地铁工程特点,建立了安全管理成熟度评价模型,结合模糊层次分析法,对地铁施工企业安全管理影响因素进行定量评价,采用Vague集对企业安全管理成熟度水平作出综合评判,结果表明,成熟度模型评价结果与事实相符,适用于地铁施工企业的安全管理评价工作。     

PSO-based Elman neural network model for predictive control of air chamber pressure in slurry shield tunneling under Yangtze River

The excavation face stability is crucial for safety and risk management in slurry shield tunneling, especially for the river-crossing tunnel. To avoid face collapse or blow-out, shield operators need to keep air chamber pressure balanced using their own experience, which would be difficult, discontinuous and less reliable in the process of construction. Considering the disadvantage of the manual control process, this paper presents a predictive control system for air chamber pressure in slurry shield tunneling using Elman neural network (ENN) model. It mainly contains a theoretical model, an ENN predictor and an ENN controller to set optimal control parameters automatically tracking the desired air chamber pressure. Moreover, to improve the learning capability of ENN model, a particle swarm optimization (PSO) algorithm is implemented. This system has been tested with collected data of slurry shield operation parameters in the Yangtze riverbed metro tunnel project in Wuhan, China. Analysis revealed that the predictive control system using PSO-based Elman neural network model in this paper has the potential for enhancing face stability in slurry shield tunneling.     

地铁健康监测PCBN模型的参数相关性分析

对城市盾构地铁结构的健康服役和安全可靠性进行评价时,多局限于静态推理,通过构建PCBN(Pair-Copula Bayes Network)网络结构得到评判指标的多元联合概率分布,实现参数相依性的准确识别和高精度重构。基于3种失效模式对盾构地铁结构节点相关性分析及安全状态评价,充分挖掘监测数据的隐藏信息,表征盾构地铁结构的风险状态。以武汉地铁三号线某空推段为工程背景进行PCBN模型建模。结果表明:PCBN模型得出的地铁安全状态与地铁工程中的实际风险信息非常吻合,体现了构建PCBN网络模型的准确性和实用性。     

Machine learning-based automatic control of tunneling posture of shield machine

For a tunnel driven by a shield machine, the posture of the driving machine is essential to the construction quality and environmental impact. However, the machine posture is controlled by the experienced driver of shield machine by setting hundreds of tunneling parameters empirically. Machine learning (ML) algorithm is an alternative method that can let the computer to learn from the driver's operation and try to model the relationship between parameters automatically. Thus, in this paper, three ML algorithms, i.e. multi-layer perception (MLP), support vector machine (SVM) and gradient boosting regression (GBR), are improved by genetic algorithm (GA) and principal component analysis (PCA) to predict the tunneling posture of the shield machine. A set of the parameters for shield tunneling is extracted from the construction site of a Shanghai metro. In total, 53,785 pairwise data points are collected for about 373 d and the ratio between training set, validation set and test set is 3:1:1. Each pairwise data point includes 83 types of parameters covering the shield posture, construction parameters, and soil stratum properties at the same time. The test results show that the averaged R² of MLP, SVM and GBR based models are 0.942, 0.935 and 0.6, respectively. Then the automatic control for the posture of shield tunnel is illustrated with an application example of the proposed models. The proposed method is proved to be helpful in controlling the construction quality with optimized construction parameters.     

地铁工程施工安全评价标准研究

我国当前正进行高速的地铁工程建设,安全问题至关重要,但我国目前的标准体系中尚无专门应用于地铁工程施工过程的安全评价标准。本文阐述地铁工程施工安全评价标准的定位、适用范畴、编制依据以及编制原则;建立安全评价标准的内容体系,构建针对施工安全组织管理评价、施工安全技术管理评价、施工环境安全管理评价、施工安全监控预警管理评价的四个单项安全评价指标体系,在此基础上给出四个单项安全管理水平等级和总体安全管理水平等级评价方法;分析地铁工程施工安全评价标准主要特点,从而构建切实可行的具有自我约束、自我监督、自我完善的地铁工程施工安全评价标准,将地铁工程施工安全纳入标准化、规范化管理,对确保地铁工程安全施工具有比较重要的意义。     

基于伙伴关系的某地铁工程建设安全协同管理研究

目前地铁工程建设复杂性引发的安全问题日益凸显,迫切需要引入新的有效管理方法,基于伙伴关系的地铁工程建设安全协同管理,为地铁工程建设提供了借鉴。基于某地铁上盖物业开发过程中的安全协同管理的需要,分析了地铁工程建设安全协同管理的特征,提出了地铁工程建设安全协同管理的系统实现形式及组织模型。研发了基于安全协同管理的项目信息门户（PIP）的地铁工程工程建设安全协同管理平台,并在此基础上构建了基于伙伴关系的安全保障协同组织模型,有效实现了地铁工程安全管理组织近外层与远外层的有效结合,降低地铁工程建设的安全事故发生率。     

Application of 4D visualization technology for safety management in metro construction

Safety accidents occur frequently in underground metro construction due to its complexity. These accidents cause huge losses because most metro construction is located in the center of very congested cities. Therefore, safety management is a priority in the metro construction industry. This paper proposes an approach for safety management using visualization technology. Safety is integrated with the construction management process throughout the project life cycle. Information from the design phase about construction components and scheduling has been gathered to formulate a 4 dimensional (4D) model. Before construction begins, a rule-based tool analyzes this combined information, automatically detects potentially unsafe activities and conditions and provides instructions for correction. More importantly, actual site monitoring data are continuously compared to the 4D model during the construction process. Therefore, the safety status of related components can be continuously visualized in the system as conditions change and potential safety risks evolve. This paper presents a prototype which was developed and verified with a case study of a real project. The results show that the proposed approach can be a tool of collaboration, virtual analysis and prediction for designers, site project managers, safety engineers and other participants. With real-time safety status visualized, it can detect safety risks before and during the construction process and then provide preventive measures. Thus, timely decisions can be made to avoid accidents. This contributes to the success of safety management in the metro construction industry.     

地铁土压平衡式盾构隧道施工安全评价模式研究

 针对地铁土压平衡式盾构隧道施工的特点,首先运用系统工程学的思想对盾构隧道施工存在的危险因素进行辨识,对地铁盾构隧道施工进行层次分析,然后构造安全评价指标体系,运用泛函理论确定指标层和准则层的权重,使用安全检查表法和作业条件危险性评价法等不同评价方法对指标层的款项进行评价,得出指标层、准则层的危险等级,最后使用模糊综合评判法对准则层进行评价得出目标层的危险等级,形成安全评价模式,该模式可为类似工程施工的安全评价提供参考。     

Development of web-based system for safety risk early warning in urban metro construction

At present, underground urban metro construction accidents in China are rising with the rapid growth of urbanization and infrastructure investment. Real-time safety and risk management during urban metro construction has become extremely important but is very difficult, time-consuming and unreliable due to the lack of information and experienced managers. This paper presents the development and application of a web-based system for safety risk early warning in urban metro construction. A hybrid data fusion model based on multisource information (monitoring measurements, calculated predictions, and visual inspections) is employed to imitate human experts to give safety risk assessment and early warnings automatically. In addition, it has significantly improved information collection, sharing and communication by establishing a collaborative platform instead of traditional manual management. The system has been successfully applied to several metro construction projects and has perfected the safety management performance in the cities of Wuhan, Shenyang, Zhengzhou and Kunming in China.     

基于图示语言的工人行为安全培训系统

随着我国城市轨道交通建设的快速发展,加强地铁施工人员的行为安全培训对保障地铁建设安全非常重要。本文针对现有安全培训中培训内容脱离实际、培训形式难以吸收、培训方式枯燥乏味的问题,提出一套基于图示语言的行为安全培训系统。本文首先提出了地铁工人行为安全培训的系统设计,然后从知识管理的理论出发,整理和组织适合地铁建设工人的安全操作规范和施工安全法规,经过对行为安全知识的获取、转化、存储,最终形成行为安全培训知识库。然后,围绕该知识库开发了基于网络的面向现场施工人员的地铁安全培训系统,并在某工地测试了现场工人对该培训系统的满意度水平。该培训系统以图示语言为核心,可以极大地增强施工人员参与培训的积极性。