頻率分析的地鐵論文范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了頻率分析的地鐵論文參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫(xiě)作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1方法的適用性

該方法在風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別階段克服了“WBS-RBS”、故障樹(shù)、魚(yú)骨圖等單一識(shí)別某一維度的局限性，將工作流程、風(fēng)險(xiǎn)因素、失效狀態(tài)和風(fēng)險(xiǎn)事故四者有機(jī)地結(jié)合為一個(gè)體系。以失效狀態(tài)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其優(yōu)點(diǎn)一是對(duì)接觸工程較多、經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)家和現(xiàn)場(chǎng)施工人員而言，能更直觀地完成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；二是通過(guò)失效狀態(tài)將事故和風(fēng)險(xiǎn)因素聯(lián)結(jié)在一起，在前后因果和遞進(jìn)關(guān)系梳理更清楚的同時(shí)，還對(duì)發(fā)生的時(shí)點(diǎn)（施工階段或工序）有了清晰的概念。在數(shù)據(jù)處理方面，針對(duì)專(zhuān)家問(wèn)卷打分的數(shù)據(jù)區(qū)分度不明顯的問(wèn)題，運(yùn)用頻率分析能更真實(shí)地還原專(zhuān)家意愿；另外針對(duì)層次分析確定權(quán)重時(shí)，由于事物的復(fù)雜性和判斷的片面性，容易出現(xiàn)一致性不滿足的情況，本文引入加權(quán)迭代法對(duì)判斷矩陣進(jìn)行修正，保證了結(jié)果的可信度。

2風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

2.1利用WBS工序分解識(shí)別失效狀態(tài)根據(jù)明挖車(chē)站的施工特點(diǎn)，其工程施工可大致為圖2所示的6個(gè)階段。而每個(gè)施工階段下都會(huì)有相應(yīng)的施工工序，以主體結(jié)構(gòu)施工為例，主要可分為腳手架和模板搭設(shè)拆除、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等工序。根據(jù)已有的施工經(jīng)驗(yàn)與方案資料，總結(jié)出表1所示的8項(xiàng)可能會(huì)出現(xiàn)的工序失效事件（因?yàn)樵撝笜?biāo)是未經(jīng)過(guò)初級(jí)篩選的，先以Fa做編號(hào)標(biāo)識(shí)，將完成初篩后的指標(biāo)用F做編號(hào)標(biāo)識(shí)）。

2.2風(fēng)險(xiǎn)因素和潛在事故類(lèi)型風(fēng)險(xiǎn)因素意指失效狀態(tài)的形成原因，經(jīng)過(guò)大量的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，地鐵工程施工的風(fēng)險(xiǎn)因素主要來(lái)自工程環(huán)境、技術(shù)水平和組織管理。（1）工程環(huán)境。分為自然環(huán)境與人為環(huán)境，自然環(huán)境包括地質(zhì)、水文和氣候，不可控性較大，一旦發(fā)生涉及的對(duì)象往往很廣；人為環(huán)境包括散布在地鐵施工影響范圍內(nèi)的地上建（構(gòu)）筑物——例如房屋、地下管線、橋梁等。對(duì)工程本身而言，地下構(gòu)筑物和管線的存在會(huì)限制施工空間；對(duì)建筑物的安全而言，地鐵施工在開(kāi)挖或大規(guī)模降水中破壞了原有土體相對(duì)穩(wěn)定和平衡的狀態(tài)，且相互影響相互制約。（2）技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。涉及到各個(gè)工種，如勘察、設(shè)計(jì)、施工等在實(shí)際操作中，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、設(shè)計(jì)模型采用、安全系數(shù)的確定、工藝流程的制訂與執(zhí)行等出現(xiàn)的偏差。（3）組織管理風(fēng)險(xiǎn)。來(lái)自管理主體，通常是各參與單位，包括上級(jí)主管部門(mén)、建設(shè)單位、勘察單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)測(cè)單位、監(jiān)理單位、施工單位和驗(yàn)收單位等，主要來(lái)自內(nèi)部管理和外部執(zhí)行兩部分[8]。基于以上分析，參考丁烈云[9]根據(jù)4M1E理論建立的安全評(píng)價(jià)體系，本文中風(fēng)險(xiǎn)因素可以劃分為4類(lèi)：技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、組織管理風(fēng)險(xiǎn)和監(jiān)控預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)。若將各風(fēng)險(xiǎn)再細(xì)化展開(kāi)，以環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)為例，逐級(jí)分解得到更細(xì)化指標(biāo)如圖3所示。根據(jù)鄧小鵬等[8]對(duì)國(guó)內(nèi)外95個(gè)地鐵工程事故的統(tǒng)計(jì)，常見(jiàn)的事故類(lèi)型包括坍塌、水害、機(jī)械（起重）傷害、火災(zāi)、物體打擊、爆炸、中毒、觸電、高處墜落和其他傷害共10種。

3專(zhuān)家調(diào)查

參照指標(biāo)體系的維度劃分，調(diào)查同樣分為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)和事故原因分析兩部分。前者包括風(fēng)險(xiǎn)量級(jí)和權(quán)重（對(duì)上一級(jí)工程風(fēng)險(xiǎn)的影響程度，或稱(chēng)重要性）的確定。后者則是對(duì)造成各失效狀態(tài)的原因及可能引致的后果進(jìn)行概率打分。專(zhuān)家評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

4結(jié)果統(tǒng)計(jì)

4.1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)部分采用模糊層次分析法求得結(jié)果。由于各專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)、概念和對(duì)評(píng)級(jí)理解不一致，尤其當(dāng)多專(zhuān)家評(píng)分時(shí)，單純?nèi)∑骄挡⒉荒芎芎玫伢w現(xiàn)出指標(biāo)間的評(píng)價(jià)差異。因此在運(yùn)用層次分析法進(jìn)行權(quán)重計(jì)算前首先需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率分析。（1）數(shù)據(jù)處理。仍以結(jié)構(gòu)主體工程施工為例，參照表2中1~9標(biāo)度專(zhuān)家對(duì)該階段下8個(gè)工序失效狀態(tài)的重要性打分。以大多數(shù)人意見(jiàn)為參考，將累計(jì)超過(guò)一定比例區(qū)間的評(píng)級(jí)值提取出來(lái)，重新歸一化得到新的被選頻率作為該評(píng)級(jí)的權(quán)重，將評(píng)級(jí)值加權(quán)平均后得到眾專(zhuān)家的有效評(píng)級(jí)，如表3所示。從Fa61選擇看，7和9的被選頻率較高，3、5、8則均為7.69%，假設(shè)選擇比例定在90%（即超過(guò)90%專(zhuān)家選擇落在某個(gè)區(qū)間，多個(gè)相同比例情況優(yōu)先選取靠近頻率較高的值），選擇5、7、8、9作為計(jì)算依據(jù)。對(duì)這4個(gè)值的被選頻率重新歸一化，即評(píng)值7的頻率為46.15%/（7.69%+46.15%+7.69%+30.77%）=50%，同理可得5、8、9評(píng)值的比例為8.34%、8.34%和33.34%，將新的頻率作為評(píng)級(jí)權(quán)重則可計(jì)算得到Fa61的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值為：5×8.34%+7×50%+8×8.34%+9×33.34%=7.58（2）權(quán)重確定。評(píng)價(jià)值離散化后構(gòu)建模糊綜合判斷矩陣。并利用Matlab進(jìn)行權(quán)重計(jì)算和一致性檢驗(yàn)[13]，如表4所示。算出權(quán)重向量為：Wa={0.3255，0.1283，0.0756，0.0155，0.0410，0.0575，0.0311，0.3255}，一致性略微不滿足，可運(yùn)用加權(quán)迭代法進(jìn)行調(diào)整。初步假設(shè)原矩陣的權(quán)重為0.95，訂正公式的權(quán)重為1-0.95=0.05，則可以得到新的判斷矩陣，并重新做一致性檢驗(yàn)；若仍不滿足可將原矩陣的權(quán)重繼續(xù)縮小，調(diào)整至一致性恰好滿足即可，如表5所示。此時(shí)的權(quán)重向量變?yōu)閃={0.3255，0.1283，0.0756，0.0155，0.0410，0.0575，0.0312，0.3255}，保留4位小數(shù)情況下與原權(quán)重向量基本無(wú)差別，結(jié)果可行。定義小于0.06的指標(biāo)為弱權(quán)重指標(biāo)，可刪除。由此保留的4個(gè)指標(biāo)為Fa61、Fa62、Fa63、Fa68。將這些指標(biāo)的權(quán)重依比例重新歸一化后得到新的權(quán)重值，如表6所示。（3）隸屬度確定。依據(jù)隸屬度概念，若12位專(zhuān)家中有6位認(rèn)為是中級(jí)，則中級(jí)風(fēng)險(xiǎn)的隸屬度為6/12=0.5。以此類(lèi)推知F61~F64的風(fēng)險(xiǎn)隸屬度如表7所示，以隸屬度為權(quán)數(shù)，對(duì)評(píng)價(jià)估值區(qū)間的中值進(jìn)行加權(quán)平均，計(jì)算出每一個(gè)失效狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)。（4）風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定。F6結(jié)構(gòu)主體施工階段各工序的風(fēng)險(xiǎn)隸屬度矩陣與表6的權(quán)重矩陣相乘，可以得到該施工階段F6的風(fēng)險(xiǎn)隸屬度和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，如表8所示。則該階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)量值為4.9，處于中級(jí)。同樣方法求得上一層次6個(gè)施工階段的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)隸屬度和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，如表9所示。依次向上一級(jí)計(jì)算，可得到該車(chē)站自身安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)隸屬度與最終評(píng)級(jí)，如表10所示。經(jīng)過(guò)篩選后的失效狀態(tài)指標(biāo)均是在發(fā)生概率、損失程度和可能性三方面的風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)比較突出，基本都在中級(jí)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。由表10看出，止水帷幕施工F2和降水排水的階段F3風(fēng)險(xiǎn)水平屬于較高，說(shuō)明與地下水相關(guān)的施工處理是最需要重視的。雖然其他階段均屬于中等風(fēng)險(xiǎn)，但從F1、F4的等級(jí)隸屬度可以看出超過(guò)80%都落在了二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)，但F5、F6都有約37%的可能性落在三級(jí)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間。最終得到該車(chē)站工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)屬于中等偏上，可以接受但仍需要強(qiáng)化控制措施。

4.2各施工階段事故發(fā)生統(tǒng)計(jì)當(dāng)某個(gè)失效狀態(tài)持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或程度不斷累積到一定界限值時(shí)，就會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)事故，造成不可逆的傷害。本文對(duì)失效狀態(tài)與事故狀況的研究同樣基于專(zhuān)家調(diào)查，請(qǐng)專(zhuān)家們勾選出某失效狀態(tài)可能導(dǎo)致的事故類(lèi)型，若超過(guò)60%的專(zhuān)家選擇某一類(lèi)事故，則該事故作為該失效狀態(tài)優(yōu)先被考慮的后果。當(dāng)超過(guò)一種事故類(lèi)型被選擇，如“F61腳手架搭設(shè)拆除”這一項(xiàng)中，有93%的專(zhuān)家均選擇了坍塌，62%的專(zhuān)家均選擇了物體打擊，這兩項(xiàng)均作為優(yōu)先考慮項(xiàng)，而選擇比重為93%:62%=6:4，則重新歸一化后權(quán)重為坍塌60%，物體打擊40%。由于風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生的可能性、損失程度、可控性和重要程度均可以由造成該事故的失效狀態(tài)來(lái)說(shuō)明，風(fēng)險(xiǎn)事故可作為該失效狀態(tài)的結(jié)果做一一對(duì)應(yīng)，即針對(duì)上一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)而言，兩者有同樣的重要性權(quán)數(shù)，因此單項(xiàng)事故類(lèi)型比重乘以失效狀態(tài)的權(quán)重W便得到某失效狀態(tài)對(duì)應(yīng)的某類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)事故在整個(gè)施工階段的影響權(quán)重WR。按照不同事故類(lèi)型進(jìn)行匯總，則可對(duì)該施工階段事故類(lèi)型和可能性有量化上的概念。按照上述方法，可得到主要事故類(lèi)型在F6施工階段的權(quán)重，如表11所示。

4.3失效狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)因素篩查除了關(guān)注失效狀態(tài)和損失，還應(yīng)從源頭即風(fēng)險(xiǎn)因素上進(jìn)行控制與預(yù)防。同樣地，將“引致失效的可能性”分為1~9級(jí)別，請(qǐng)專(zhuān)家對(duì)每個(gè)失效狀態(tài)關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)因素打分，提取被選擇到（打分不為0）的因素進(jìn)行被選頻率統(tǒng)計(jì)，將超過(guò)70%的專(zhuān)家認(rèn)可的風(fēng)險(xiǎn)因素提取出來(lái)，計(jì)算該因素“可能性”打分的平均值后再與被選頻率相乘，得到最終的關(guān)聯(lián)程度Qp。（1）風(fēng)險(xiǎn)因素篩查。造成失效的各種風(fēng)險(xiǎn)因素，如表12所示。（2）風(fēng)險(xiǎn)因素——失效狀態(tài)——風(fēng)險(xiǎn)事故的關(guān)聯(lián)。在某施工階段中，以“失效狀態(tài)”為銜接點(diǎn)可衡量各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)某類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)事故的關(guān)聯(lián)度貢獻(xiàn)。以分析F6結(jié)構(gòu)工程施工階段的坍塌事故為例，已知在該施工階段中可能會(huì)發(fā)生坍塌事故的工序失效狀態(tài)為F61、F62和F63，這些工序?qū)υ撌┕るA段風(fēng)險(xiǎn)的影響程度分別為0.229、0.15、0.088，而造成這些失效狀態(tài)的主要風(fēng)險(xiǎn)因素及影響程度如表13所示。可得到在該施工階段的某一失效狀態(tài)，例如F61中，可能造成該失效的某一風(fēng)險(xiǎn)因素，例如是否遵守施工規(guī)程，與該失效狀態(tài)可能導(dǎo)致的某一風(fēng)險(xiǎn)事故，如坍塌的關(guān)聯(lián)程度R=Qp×WR=4.375×0.229=1。將相同因素的關(guān)聯(lián)度R進(jìn)行歸類(lèi)加和，得到在主體結(jié)構(gòu)施工階段發(fā)生坍塌時(shí)主要風(fēng)險(xiǎn)因素及與風(fēng)險(xiǎn)事故的關(guān)聯(lián)及關(guān)聯(lián)度排序如圖4和表14所示。由此可以看出，在結(jié)構(gòu)主體工程施工中，容易造成的坍塌事故的來(lái)源主要是是否遵守施工規(guī)程和人員的安全意識(shí)，其他值得考慮的風(fēng)險(xiǎn)因素依次是監(jiān)理的專(zhuān)業(yè)水平、材料質(zhì)量和施工方案的合理性，需要現(xiàn)場(chǎng)管理人員重點(diǎn)關(guān)注。

5結(jié)語(yǔ)

在本文提出的方法中，對(duì)地鐵車(chē)站施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，借助FMEA中識(shí)別潛在失效模式的理念、參考現(xiàn)有的研究成果和成熟經(jīng)驗(yàn)，建立以“失效狀態(tài)”為銜接點(diǎn)的雙維度風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系；在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)這一維度，運(yùn)用WBS（工作分解）逐級(jí)建立風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，基于專(zhuān)家調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果、采用頻率分析和改進(jìn)模糊層次分析法得到各層級(jí)各指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；在失效因素這一維度里同樣是通過(guò)專(zhuān)家打分和頻率統(tǒng)計(jì)篩查出“失效狀態(tài)”的前因后果，并借助風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)維度中的權(quán)重結(jié)果建立三者的關(guān)聯(lián)度。該方法既可清晰地看到各工序下需要關(guān)注的環(huán)節(jié)和風(fēng)險(xiǎn)源，也可以更直接深入地展現(xiàn)工程事故與基本形成因素之間的關(guān)系，另外在實(shí)際運(yùn)用方面也解決了專(zhuān)家打分法中普遍存在的數(shù)據(jù)失真和一致性不滿足等問(wèn)題。

作者：周紅劉洋單位：廈門(mén)大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院中國(guó)對(duì)外貿(mào)易中心