层次分析法在钟鸣隧道风险评估中的应用

作者:陈勇华; 刊名:绿色环保建材 上传者:王廷霞

【摘要】本文通过应用层次分析法对钟鸣一号隧道施工安全方面进行风险评估,将无法量化的隧道风险因素通过分析计算,以权重比的形式区分每个风险因素,并得出每个风险因素对隧道施工安全的影响程度。根据风险因素的影响程度,制定相应的风险控制建设措施,探讨层次分析过程的改进方向。

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绿色环保建材 摘 要:本文通过应用层次分析法对钟鸣一号隧道施工安全方面进行风险评估,将无法量化的隧道风险因素通过分析计算,以权重比的形式区分每个风险因素,并得出每个风险因素对隧道施工安全的影响程度。根据风险因素的影响程度,制定相应的风险控制建设措施,探讨层次分析过程的改进方向。 关键词:层次分析法;隧道;风险;评估 1 层次分析法 1.1 概述层次分析法在上世纪70年代被提出,是一种对定性问题转 化为量化计计算的一种运筹学范畴数学方法,用于多准则的事件决策。它把复杂事件的影响因素进行划分,并分成多个层次,每个层次之间具有相互联系,通过对各级影响因素的定量比较,通过数学计算得出各级影响因素的重要性权重。再通过所有层次计算得到全部影响因素的权重,从而得出每个因素对整个事件的影响轻重。 1.2 风险层次分析流程 层次分析法提出了一种多种因素影响下、多个不同层次的综合分析方法,细化了工程风险评价和权重体系,使其更加符合实际。层次分析法计算的具体流程:基本风险分类→建立风险 因素多级递阶结构→构造风险因素判别矩阵→计算各风险因素 的相对权重→一致性检验→计算综合权重。 2 钟鸣一号隧道风险评估 2.1 基本风险分类 钟鸣一号隧道全程属浅埋偏压的铁路双线隧道,局部超浅埋(最浅埋深8m),全程属Ⅴ级围岩。隧道以粉质黏土、粗圆砾 土为主,裂隙水发育,围岩稳定性较差,易发生塌方冒顶等灾害。 明洞段两侧边坡以粉质黏土为主,遇水松软易发生溜塌。 因此,通过对项目经理、总工程师、技术员、作业工人等不同层次,不同工龄的人群进行问卷调查,得出钟鸣一号隧道在施工安全方面的风险因素分类。 2.2 建立风险因素多级递阶结构 层次分析法将隧道风险按照考虑问题角度不同进行层次性划分,通过数学手段对最底层各风险因素进行重要性两两对比进行权值确定,然后将计算的权值传递到上一层进行综合对比排行。整体结构以树形结构形式进行分层分支。本文仅对隧道风险中最为突出的施工安全风险进行分析,旨在浅析层次分析法的应用。 图1 钟鸣一号隧道施工阶段风险的递阶层次结构图 2.3 构造风险因素判别矩阵 在进行风险因素的递阶层次结构划分后,开始对两两因素进行量化对比,得出对比矩阵。 2.3.1 量化标度 量化标度是指同层的n个风险因素(F1,F2,...,Fn),两两 相比(Fi,Fj相比)对上一层因素(A1)相对重要的数值标度,如Fi 与Fj比较,使用1~9的比例标度fij来反映它们的相对重要性,标 度标度fij的含义:1表示两个元素相比,具有同样作用;3、5、7、9 分别表示两个元素相比,前者比后者稍重要、明显重要、强烈重要、极端重要;2、4、6、8表示两因素重要性对比介于上述结果之 间;倒数表示j与i两因素重要性比较结果是i与j两因素比较结 果的倒数。 2.3.2 得出判别矩阵 判别矩阵是将上层因素A作为判断的标准,因此获得了F层 两两因素相对A层重要性之间的比较值。若Fi与Fj相比得fij, 则Fi与Fj相比记为fji=1/fij,进而得到一个n×n的判断矩阵A= (fij)n×n。对于钟鸣一号隧道各层风险因素的相对于上一层的重 要性评分,是通过地质勘查,经设计、监理以及对隧道风险管理具有经验的专家进行会议研讨所得,得到以下评判矩阵: 2.4 计算各风险因素的相对权重 特征值方法是用于计算判断矩阵的权重的常用方法。中国系统管理学鼻祖汪应洛在2003年提出,在层次分析法中计算判 别矩阵的最大特征值与特征向量。它不需要太高的精度,因此可以使用近似方法来满足精度要求。该近似方法通常用于计算。计算过程如下: ①

参考文献

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