下穿既有设施城市隧道施工风险管理与系统开发

发布时间：2017-11-02 02:04

  本文关键词：下穿既有设施城市隧道施工风险管理与系统开发

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【摘要】： 城市隧道工程建设中的风险具有多样性和多层次性,时间跨度大,动态变化大,管理难度大。其中对第三方既有设施影响的风险是城市隧道工程风险的重要组成部分。由于缺乏科学风险评估工具和科学的风险管理体系,在现有城市隧道建设过程中,安全事故时有发生。随着城市建筑物越来越多,地下管网越来越密集,工程建设风险也越来越高,也越来越引起人们的重视。其研究主要分为风险识别方法、风险评估方法、风险管理理论与应用研究等四个部分,而对此进行系统研究的特别少。目前取得的研究成果还远不能满足城市隧道工程建设的要求。论文针对城市隧道工程全过程风险的特点,基于现有的研究成果,通过理论分析、现场调查和数值模拟计算等方法和手段,对城市隧道工程全过程风险集成动态管理理论、风险综合评估方法以及风险管理信息系统等进行了全面系统的深入研究,取得了一些创新性成果。 (1)基于系统理论,提出了隧道工程风险管理的集成管理框架。运用系统框架可以将隧道工程的风险管理活动形成一个有机的整体,克服过去风险管理的随机性和分散性,对有限的要素和资源优化整合,全过程、全方位地管理风险。 (2)针对目前风险管理机构不健全、不合理的缺点,根据贝尔活系统模型的原理,建立了施工阶段业主层和承包商风险集成管理组织结构模型,满足控制论的基本原理,为风险管理提供组织基础。 (3)提出了隧道施工风险综合指数评估模型。城市隧道工程建设是一个复杂的开放系统,在城市隧道施工引起邻近设施损害的险隋系统中,施工子系统和地质环境子系统组成致灾子系统,由邻近设施子系统构成承灾体子系统,根据致灾机理选用危险度因子和易损性因子构建综合指数模型。 (4)根据已有的研究成果和数值计算,遴选出隧道跨度、隧道埋深、围岩级别和施工方法作为隧道开挖危险性指数的影响因素,利用正交层次分析法结合数值模拟对四个危险度因子进行敏感性分析,建立危险性评价模型。并归纳和总结邻近设施的易损性影响因子,建立了相应的易损性评估模型。 (5)通过系统分析FTA法的基本原理和方法,针对传统方法中需要将故障树底事件发生的概率精确值,而在实际“广佛立交变形破坏”风险事件中很难实现这一矛盾,引入模糊数的思想。基于故障树分析方法、模糊数学和区间算法建立了模糊故障树模型,得到了顶事件的模糊发生概率和底事件的三种重要度,并对底事件进行定性分析和定量分析。 (6)对模糊综合评判法和层次分析法进行了集成得到模糊层次分析方法,并成功地应用到“广佛立交变形破坏”风险事件的后果的综合评估中,并得到了事故后果的模糊区间。 (7)采用B/S结构,J2EE技术、JCS(Java Client Server)技术、JW Framework开发平台、Hibernate技术和Oracle数据库开发了集成风险管理信息系统。能够完成城市隧道、山岭隧道矿山法施工隧道的全过程风险评估与管理工作。
【关键词】：风险管理 风险综合指数评估模型 模糊故障树 风险管理信息系统 系统理论
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U455.1
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 目录8-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 问题的提出12-13
• 1.2 选题目的和意义13-14
• 1.3 国内外研究现状14-21
• 1.3.1 相关工程领域风险评估的研究概述14-17
• 1.3.2 风险管理在隧道工程中的研究现状17-20
• 1.3.3 风险评估软件研究现状20-21
• 1.4 隧道工程风险评估中主要存在的问题21-23
• 1.5 本文研究内容23-25
• 1.6 研究思路25-26
• 第二章 基于系统理论的隧道工程风险管理研究26-60
• 2.1 引言26
• 2.2 风险管理基本理论26-35
• 2.2.1 风险的定义26-27
• 2.2.2 风险与复杂性、不确定性之间的关系27-29
• 2.2.3 隧道工程主要风险事件及其特征29
• 2.2.4 隧道工程风险评估的主要方法29-32
• 2.2.5 风险评价标准32-34
• 2.2.6 工程风险管理的主要流程34-35
• 2.3 城市隧道工程的系统性35-39
• 2.3.1 系统理论简介35-36
• 2.3.2 城市隧道工程系统性阐述36-37
• 2.3.3 城市隧道工程风险系统三维结构模型37-39
• 2.4 风险的集成管理研究39-43
• 2.4.1 风险集成管理模型的建立41-42
• 2.4.2 风险评估流程的集成模型42-43
• 2.5 风险的动态管理流程研究43-45
• 2.6 活系统模型在风险管理组织构建中的应用45-50
• 2.6.1 贝尔活系统模型简介45-48
• 2.6.2 施工阶段业主层风险集成管理组织设计48-49
• 2.6.3 承包商风险集成管理组织设计49-50
• 2.7 基于系统方法的工程风险综合评价方法研究50-55
• 2.7.1 跨学科综合方法论51-52
• 2.7.2 层次分析与综合方法52
• 2.7.3 功能分析与黑箱方法论52-53
• 2.7.4 类比推理与建模方法论53-54
• 2.7.5 综合集成方法论54-55
• 2.8 风险集成管理信息系统设计55-57
• 2.9 城市隧道工程系统风险研究体系框架57-58
• 小结58-60
• 第三章 隧道施工风险综合指数评估研究60-108
• 3.1 引言60
• 3.2 模型的建立60-62
• 3.2.1 施工风险指数法评估模型60-62
• 3.2.2 因素的选取原则62
• 3.3 隧道施工危险性指数F162-78
• 3.3.1 隧道施工危险性指数F1各因素的选取62-68
• 3.3.2 正交试验法确定危险性指数的评价指标权重68-74
• 3.3.3 隧道危险性指数F1各因素权重和分值74-76
• 3.3.4 工艺影响系数S_176-77
• 3.3.5 危险度分级77-78
• 3.4 桥梁易损性指数F278-84
• 3.4.1 桥梁的损坏形式78-79
• 3.4.2 桥梁易损性指数F2各因素的选取79-82
• 3.4.3 桥梁易损性指数F2各因素权重和分值82-83
• 3.4.4 位置系数和重要度影响系数83-84
• 3.4.5 桥梁易损性分级84
• 3.5 建筑物易损性指数F284-90
• 3.5.1 建筑物的破坏形式84-87
• 3.5.2 建筑物易损性指数F2各因素的选取87-88
• 3.5.3 建筑物易损性指数各因素的权重和分值88-89
• 3.5.4 位置系数和重要度影响系数89-90
• 3.5.5 建筑物易损性分级90
• 3.6 地下管线易损性指数F290-97
• 3.6.1 地下管线的破坏形式90-91
• 3.6.2 地下管线易损性指数F2各因素的选取91-95
• 3.6.3 地下管线易损性指数各因素的权重和分值95-96
• 3.6.4 管线易损性分级96-97
• 3.7 安全补偿系数S_k97
• 3.8 综合指数的确定及风险分级97-98
• 3.9 工程实例分析98-107
• 3.9.1 金沙洲隧道下穿广佛立交风险评估98-104
• 3.9.2 金沙洲隧道下穿建设大道风险评估104-107
• 小结107-108
• 第四章 隧道施工模糊风险评估研究108-140
• 4.1 引言108
• 4.2 故障树分析方法108-114
• 4.2.1 故障树及其符号108-109
• 4.2.2 故障树建造基本步骤109-110
• 4.2.3 故障树分析的基本知识110-114
• 4.3 模糊数学理论114-115
• 4.3.1 模糊集和模糊数的概念114-115
• 4.3.2 模糊数的运算115
• 4.3.3 扩展原理115
• 4.4 区间算法115-117
• 4.4.1 区间及基本量115-116
• 4.4.2 区间运算116-117
• 4.5 基于故障树的模糊区间算法117-120
• 4.5.1 模糊数的区间一般算法117-119
• 4.5.2 三角形模糊数的模糊门算子119
• 4.5.3 模糊重要度分析119-120
• 4.6 模糊层次分析法120-124
• 4.7 工程实例分析124-138
• 4.7.1 "广佛立交变形破坏"故障树的建立125-130
• 4.7.2 最小割集计算130-131
• 4.7.3 基本事件的模糊数131-133
• 4.7.4 顶事件的模糊概率计算133-135
• 4.7.5 "广佛立交变形破坏"后果的模糊层次综合评价135-138
• 4.8 风险等级综合评定138
• 小结138-140
• 第五章 隧道工程风险管理信息系统开发140-163
• 5.1 引言140
• 5.2 风险管理信息系统开发策略140-142
• 5.2.1 系统开发目标140-141
• 5.2.2 系统开发方法141-142
• 5.2.3 系统开发依据142
• 5.3 系统总体结构需求142-145
• 5.3.1 系统开发技术142
• 5.3.2 系统要求软件环境142
• 5.3.3 系统要求硬件环境142
• 5.3.4 系统逻辑图142-143
• 5.3.5 系统物理拓扑结构图143-144
• 5.3.6 系统总体设计144-145
• 5.4 系统主要功能实现145-161
• 5.4.1 库维护145-146
• 5.4.2 风险管理计划146-149
• 5.4.3 风险识别模块149-150
• 5.4.4 风险评估模块150-157
• 5.4.5 风险处理模块157-158
• 5.4.6 风险监控模块158-160
• 5.4.7 风险报告生成160-161
• 小结161-163
• 第六章 结论与展望163-166
• 6.1 本文研究工作的总结163-164
• 6.2 论文的主要创新点164
• 6.3 今后研究工作的展望164-166
• 参考文献166-175
• 致谢175-176
• 攻读学位期间的主要科研成果176-177

【参考文献】

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本文编号：1129477