基于熵權(quán)優(yōu)化ＦＦＲ－ＢＮ 法的梁式渡槽運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

康鳴雷 趙本超 葉偉 李迎春 張盧笑 董朝陽

摘 要：梁式渡槽運(yùn)行受多種風(fēng)險(xiǎn)因素影響，各因素之間聯(lián)系及作用關(guān)系的復(fù)雜性及對因素認(rèn)知的局限性常常造成風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果不夠精確，對此提出基于熵權(quán)優(yōu)化的ＦＦＲ－ＢＮ 法開展梁式渡槽運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。此方法采用熵權(quán)法對主觀與客觀權(quán)重進(jìn)行融合優(yōu)化，有效解決了傳統(tǒng)評價(jià)方法中專家打分低精度及強(qiáng)主觀性問題。通過解釋結(jié)構(gòu)模型將梁式渡槽復(fù)雜系統(tǒng)拆分為各種子系統(tǒng)（因素、要素），隨后分析風(fēng)險(xiǎn)因子之間的直接二元關(guān)系，從而構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)因子、風(fēng)險(xiǎn)事件之間的邏輯關(guān)系框架，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算因子的模糊失效概率，運(yùn)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的反向推理技術(shù)確定風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的最大可能路徑、梁式渡槽運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)中決定性風(fēng)險(xiǎn)因子。通過此方法計(jì)算得出實(shí)例梁式渡槽綜合風(fēng)險(xiǎn)等級為Ｉ 級，關(guān)鍵致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因子為設(shè)計(jì)洪水增加、鋼筋失效、表層混凝土剝蝕、材料特性等，受所處區(qū)域地形及地質(zhì)條件影響，裹頭邊坡防護(hù)問題導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)致因鏈?zhǔn)亲畲罂赡茱L(fēng)險(xiǎn)致因鏈。

關(guān)鍵詞：熵權(quán)法；貝葉斯網(wǎng)絡(luò)；解釋結(jié)構(gòu)模型；梁式渡槽；風(fēng)險(xiǎn)分析

中圖分類號：ＴＶ６７ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０５．０２４

引用格式：康鳴雷，趙本超，葉偉，等．基于熵權(quán)優(yōu)化ＦＦＲ－ＢＮ 法的梁式渡槽運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（５）：１４５－１５２，１５７．

０ 引言

伴隨著引調(diào)水工程的建設(shè)，越來越多的梁式渡槽工程出現(xiàn)在長距離輸水線路的重要節(jié)點(diǎn)上。梁式渡槽工程具有大跨度結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的同時(shí)，存在一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)及槽墩沖刷、裹頭穩(wěn)定等運(yùn)行防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)?，F(xiàn)階段，針對梁式渡槽的研究主要集中在渡槽結(jié)構(gòu)的受力分析與計(jì)算方面［１－３］ ，對于風(fēng)險(xiǎn)分析的研究相對較少，在此方面，宋軒等［４］ 從工程失效模式及其功能影響角度開展了渡槽的風(fēng)險(xiǎn)因子識別，針對風(fēng)險(xiǎn)因子提出了預(yù)防改進(jìn)措施。賀海挺等［５］ 在分析調(diào)水工程整體風(fēng)險(xiǎn)的過程中，采用ＦＥＭＡ 分析方法研究了梁式渡槽失效模式、失效原因、失效影響、失效檢測方法、補(bǔ)償措施及嚴(yán)酷度類別等。通過對梁式渡槽工程失效模式的分析，能在設(shè)計(jì)與施工階段明確工程的關(guān)注重點(diǎn)，但其運(yùn)行過程中不僅要保障工程安全，而且要兼顧功能效益的發(fā)揮，使得梁式渡槽運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析的復(fù)雜程度極大提高，需要選擇合適的風(fēng)險(xiǎn)分析方法。

在工程運(yùn)行的全壽命周期內(nèi)，風(fēng)險(xiǎn)無處不在、無時(shí)不有，風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的不確定性，使得風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識和控制都存在一定的不確定性［６］ ?，F(xiàn)階段用于風(fēng)險(xiǎn)評估的方法較多，各類方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。Ｅｌ Ｈａｊｊ 等［７］ 針對洪水風(fēng)險(xiǎn)提出一套系統(tǒng)的定性風(fēng)險(xiǎn)評估方法，在分析洪水引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)考慮了管控措施介入對事故發(fā)生與演化的影響。Ｋａｄｒｉ 等［８］ 提出了一種基于級聯(lián)效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分析方法，可考慮人為、組織及基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)之間的相互依賴性。李新宏等［９－１０］ 結(jié)合模糊集理論和證據(jù)理論提出風(fēng)險(xiǎn)評估方法，并應(yīng)用其得到基本事件的發(fā)生概率。受風(fēng)險(xiǎn)模糊性與不確定性影響，用于量化風(fēng)險(xiǎn)分析和評估的數(shù)據(jù)通常是有限的或者不充分的，需要采取動(dòng)態(tài)分析方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，例如黃玥誠［１１］ 提出的可分析風(fēng)險(xiǎn)全過程演化的基于拓?fù)淠Ｐ惋L(fēng)險(xiǎn)分析方法，王姣等［１２］ 開發(fā)的綜合可變模糊集理論－信息熵方法－信息擴(kuò)散方法的風(fēng)險(xiǎn)評估模型等。此外，綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)是典型的“自然社會”復(fù)雜系統(tǒng)，將復(fù)雜系統(tǒng)建模的相關(guān)方法應(yīng)用到風(fēng)險(xiǎn)評估中是重要的思路和研究方向之一［１３－１４］ 。在眾多方法中，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)（ＢＮ）作為一種魯棒性較強(qiáng)的概率技術(shù)，相比于其他綜合風(fēng)險(xiǎn)分析方法，能夠使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)變量之間的因果關(guān)系及條件相關(guān)關(guān)系更加直觀化，可用于工程運(yùn)行期間的工程脆弱性評估［１５－１６］ 。因此，筆者在充分識別梁式渡槽運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，力求厘清梁式渡槽運(yùn)行期多因素因果關(guān)系及影響，從而得出客觀的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果。