基于模糊贝叶斯网络的城市桥梁火灾风险评价研究

发布时间：2020-04-17 19:21

【摘要】：近年来,桥梁工程跨径不断增大,结构技术等逐渐创新,桥梁的建设与运营维护已经成为影响经济、交通安全的关键所在,这就意味着提高交通运输能力的同时要保障城市健康、发展,提高桥梁运营中风险防范与控制能力。桥梁火灾是目前桥梁运营管理的空缺之一,构建桥梁火灾灾害评价指标体系,加强桥梁运营阶段风险管理,控制火灾降低火灾发生率,保障交通安全对提高桥梁火灾风险管理是十分必要的。本文依托江苏省泰州长江大桥工程,通过分析总结桥梁火灾灾害发生机理及其现有桥梁火灾灾害评价方法的优缺点、适用范围,提出适用于桥梁火灾灾害小概率性、突发性以及风险因素模糊性特点的模糊贝叶斯网络风险评价模型,并经过实际数据调研进行案例验证,为桥梁火灾灾害的应急决策、风险管理提供科学有效的方法。首先,本文对桥梁火灾灾害风险发生机理进行了分析,并对实际工程进行了以问卷调查、文献调研与实地调查等方式识别风险因素,得出以下结果:桥梁火灾风险系统包括风险源及其危险性因素、风险载体及其脆弱性因素以及防灾减灾措施及其有效度三个风险子系统;确定了拓扑结构网络目标节点、中间节点、证据节点,并引入NETICA软件中建立贝叶斯网络拓扑结构。其次,建立基于模糊贝叶斯网络的桥梁火灾风险评价模型并进行推理计算。具体步骤为:建立基本影响因素集、收集整理评价集、计算隶属度矩阵、完成隶属度矩阵的概率转化、计算模糊条件概率,推理分析。本论文建立了包括18个风险因素的基本因素集;建立了特大桥梁火灾事故风险(Ⅰ级)、重大桥梁火灾事故风险(Ⅱ级)、较大桥梁火灾事故风险(Ⅲ级)、一般桥梁火灾事故风险(Ⅳ级)四个等级的评价集,风险程度描述为危险(“Critical”)、高(“High”)、中(“Medium”)、低(“Low”);确定采用梯形分布函数进行模糊隶属度计算隶属度矩阵;通过隶属度转化为概率、计算模糊条件概率,确定采用NETICA软件对桥梁火灾风险结果进行推理计算。最后,应用桥梁火灾风险评价模型,对泰州长江大桥展开风险评价研究。通过对计算结果进行因果推理、诊断推理、敏感性分析可知,泰州长江大桥火灾风险程度为中“Medium”;火灾因素的重要度排序为:防灾减灾因素、风险源因素、风险载体因素;通过对风险因素敏感性的计算,应当进行重点关注的因素有:生态影响、交通拥挤状态、桥梁与燃爆性重大危险源安全距离、修复难易程度,其风险敏感性分别为0.00641、0.00329、0.00311、0.00257。研究结果表明,传统贝叶斯网络中引入模糊理论,可以很好的解决传统贝叶斯网络中存在的连续变量与大量数据需求的缺陷,同时模糊理论的引入增强了贝叶斯网络结果的科学性和合理性,其评价结果与泰州长江大桥近年来火灾发生实际状况相符合。模糊贝叶斯网络风险评价模型在泰州长江大桥的应用可以为其他桥梁火灾灾害风险管理提供参考。
【图文】：

跨线桥,火灾

图 1.1 广昆高速跨线桥火灾图 1.2 襄荆高速跨线桥火灾图 1.3 210 国道榆林草沟大桥火灾图 1.4 剑石隧道出口桥火灾桥梁防灾中往往考虑结构防震、防风、防洪，很少将防火考虑在内，这是因为常规梁结构防火问题并不突出，一般采取被动防火技术即可。桥梁火灾灾害与其他突发事相比存在以下三个方面的问题：首先，桥梁发生火灾灾害虽属于小概率事件，但通常桥梁结构损伤严重，灾害一旦发生轻则导致桥梁损毁，严重则导致桥梁结构失去使用能，，对于损伤程度大小以及是否满足长期使用等要求，难于立即应对。其次，有关桥结构防火相应的技术储备与研究较少，而公路隧道这方面研究相对成熟，其防灾减灾

跨线桥,火灾,桥梁,灾害

图 1.1 广昆高速跨线桥火灾图 1.2 襄荆高速跨线桥火灾图 1.3 210 国道榆林草沟大桥火灾图 1.4 剑石隧道出口桥火灾桥梁防灾中往往考虑结构防震、防风、防洪，很少将防火考虑在内，这是因为常规梁结构防火问题并不突出，一般采取被动防火技术即可。桥梁火灾灾害与其他突发事相比存在以下三个方面的问题：首先，桥梁发生火灾灾害虽属于小概率事件，但通常桥梁结构损伤严重，灾害一旦发生轻则导致桥梁损毁，严重则导致桥梁结构失去使用能，对于损伤程度大小以及是否满足长期使用等要求，难于立即应对。其次，有关桥结构防火相应的技术储备与研究较少，而公路隧道这方面研究相对成熟，其防灾减灾
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U447

【参考文献】