王東明 劉歡 李永佳

摘要：基于磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援特點(diǎn)，對其安全評估專家系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)架構(gòu)、系統(tǒng)界面進(jìn)行了設(shè)計，并以實(shí)際震災(zāi)救援案例對所建立的系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證和測試。結(jié)果表明，該磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估專家系統(tǒng)應(yīng)用方便，可很好地協(xié)助地震應(yīng)急救援工作。

關(guān)鍵詞：地震救援；結(jié)構(gòu)廢墟；安全評估；專家系統(tǒng)

中圖分類號：P315-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000-0666（2016）04-0656-08

0 引言

人工智能作為一門多學(xué)科交叉的、新興的學(xué)科，是當(dāng)今世界上三大尖端技術(shù)之一。而專家系統(tǒng)則是人工智能應(yīng)用領(lǐng)域誕生最早、應(yīng)用最廣泛、研究最活躍的研究方向（蘇鍵等，2006）。所謂專家系統(tǒng)，是指基于特定專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)一位或多位專家的工作經(jīng)驗(yàn)和專門知識建立知識庫、數(shù)據(jù)庫或數(shù)學(xué)模型，并通過人工智能中的邏輯推理技術(shù)編譯智能計算機(jī)程序，以達(dá)到不受時空限制地模擬和求解通常只有專家才能解決的各種復(fù)雜問題的目的（席錚，2005）。單個專家因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識儲備量的差異，在處理問題過程中會出現(xiàn)處理方案片面、隨意和存在技術(shù)偏見等諸多問題。專家系統(tǒng)則可以克服專家工作中面臨的上述問題，既可以不受時間、空間和環(huán)境條件的限制而正常工作，又可以通過系統(tǒng)化、條理化和綜合決策功能來提高解答和模擬結(jié)果的客觀性、科學(xué)性和穩(wěn)定性。一般來說，對于某些特定的問題，專家系統(tǒng)解答和模擬實(shí)際問題的能力、效率和水平會優(yōu)于單個專家。

1965年費(fèi)根鮑姆等研制出首個專家系統(tǒng)。隨后，國內(nèi)外許多學(xué)科領(lǐng)域開展了相關(guān)專家系統(tǒng)的研究與開發(fā)。20世紀(jì)70至80年代該系統(tǒng)開始在地震工程領(lǐng)域被廣泛地推廣和應(yīng)用。1979年，美國普度大學(xué)姚治平、付京生等開始研發(fā)震后房屋破損評估專家系統(tǒng)SPERIL。1985年，斯坦福大學(xué)Blume地震工程研究中心開展了場地地震危險度評估專家系統(tǒng)的相關(guān)研究，并于1988年針對加州的場地地震危險度評估工作完成了場地地震危險度評估專家系統(tǒng)SHES。劉西拉和薛慶（1987）基于目標(biāo)驅(qū)動控制策略研發(fā)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破損狀態(tài)評估專家系統(tǒng)。劉恢先（1987）負(fù)責(zé)開展了國家自然科學(xué)基金“七五”重大項(xiàng)目“工程建設(shè)中的智能輔助決策系統(tǒng)的應(yīng)用研究”，并于1996年發(fā)布了智能輔助地震區(qū)劃系統(tǒng)IASHES。隨后，專家系統(tǒng)在我國地震工程領(lǐng)域得到了長足的發(fā)展。1989年，楊玉成等發(fā)布了以知識為基礎(chǔ)的多層砌體房屋震害預(yù)測專家系統(tǒng)，并于1992年發(fā)布了城市現(xiàn)有房屋震害預(yù)測智能輔助決策系統(tǒng)PDSMESMB-1，該系統(tǒng)曾獲國家科技進(jìn)步二等獎（楊玉成等，1992）。石兆吉等（1997）研究并發(fā)布了地震液化判別與評價的專家系統(tǒng)。孫柏濤和王東明（2003）研究出我國第一個應(yīng)用于地震應(yīng)急現(xiàn)場的建筑物安全鑒定智能輔助系統(tǒng)。郭紅梅等（2008）基于GIS和空間決策技術(shù)設(shè)計并開發(fā)了城市地震現(xiàn)場搜救指揮輔助決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)整合并集成了震害預(yù)測、地震災(zāi)情快速評估、不同結(jié)構(gòu)類型廢墟搜救行動方案、現(xiàn)場搜救指揮部署決策模型、壓埋人員情況分析等專業(yè)知識，綜合建立了地震現(xiàn)場搜救指揮專家系統(tǒng)，但所建立的專家系統(tǒng)基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫匱乏、某些模塊的專業(yè)模型尚不完善，專家系統(tǒng)評估結(jié)果距離具有專家水平還有很大差距等。盡管經(jīng)過多年的發(fā)展，我國在地震工程領(lǐng)域擁有了許多專家系統(tǒng)，但目前專門針對不同結(jié)構(gòu)類型的建筑結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估專家系統(tǒng)研究尚處于空白階段。

我國是地震多發(fā)國家，歷次強(qiáng)烈地震發(fā)生后都會導(dǎo)致大面積建筑的損壞或倒塌。尤其是當(dāng)前，我國存在量大面廣的磚混結(jié)構(gòu)房屋，遭受強(qiáng)烈的地震作用后該類結(jié)構(gòu)房屋倒塌數(shù)量十分龐大。震害表明，由于地震造成的磚混結(jié)構(gòu)房屋的倒塌不僅會引起災(zāi)區(qū)人員的巨大傷亡，而且還會造成巨大的財產(chǎn)損失。為最大限度地降低地震災(zāi)害所造成的損失，震后我國政府、社會組織、企業(yè)和個人都會在第一時間投入大量人力、物力進(jìn)行應(yīng)急救援工作。然而，針對建筑結(jié)構(gòu)廢墟的應(yīng)急救援工作，救援隊(duì)面臨的首要問題是如何保障救援人員和被困人員的“雙安全”（陳運(yùn)泰等，2013），即在最大限度地挽救被困人員的前提下不產(chǎn)生額外的人員傷亡。因此，每次救援活動開展之前應(yīng)首先進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估工作。為解決我國磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估工作存在的問題，本文在已建成的磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計并探討了磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估專家系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)需求分析

我國現(xiàn)階段地震現(xiàn)場建筑結(jié)構(gòu)廢墟安全評估，通常由經(jīng)驗(yàn)豐富的結(jié)構(gòu)工程專家完成。一般流程如下：首先，由結(jié)構(gòu)工程專家初步確定安全評估的對象和范圍。合理的對象和范圍的確定，既可以節(jié)省搜救時間、提高搜救效率，又可以有的放矢地針對需要搜救的廢墟進(jìn)行科學(xué)合理的搜救，使得整個搜救評估工作不出現(xiàn)偏差。其次是評估區(qū)域信息收集。全面細(xì)致的地震廢墟信息收集，可以對搜救工作起到事半功倍的作用。信息收集主要包括廢墟場地信息，相鄰建筑結(jié)構(gòu)是否對搜救廢墟存在潛在危險，被搜救建筑物的設(shè)計、施工、構(gòu)件的破壞程度和連接情況等。再次，確定地震廢墟的安全評估結(jié)果。通過對評估區(qū)域進(jìn)行信息收集，結(jié)構(gòu)工程專家結(jié)合專業(yè)知識，并綜合以往的工作經(jīng)驗(yàn)和搜救案例給出安全評估結(jié)果。為現(xiàn)場地震救援工作進(jìn)行指導(dǎo)。最后，提出應(yīng)對方案。充分利用信息采集中收集到的信息，對可能會給救援隊(duì)員帶來傷害的潛在因素給出應(yīng)對措施，協(xié)助救援隊(duì)制定救援方案，最大限度地保證救援過程中所有人員的生命安全。這種工作流程雖然在我國歷次大震中的現(xiàn)場救援工作中帶來不錯的效果，但是也存在一些弊端：第一，由于建筑結(jié)構(gòu)廢墟救援工作具有“時間要求緊、技術(shù)含量高、工作強(qiáng)度大”的顯著特點(diǎn)，所以實(shí)際工作中必須對專家的經(jīng)驗(yàn)、知識儲備以及身體素質(zhì)條件提出嚴(yán)格的要求；第二，我國具有豐富地震現(xiàn)場應(yīng)急救援經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程專家數(shù)量非常有限，難以滿足現(xiàn)有方法對地震應(yīng)急救援專家需求的數(shù)量；第三，結(jié)構(gòu)工程救援專家分布在全國各地，且震區(qū)道路橋梁也會發(fā)生不同程度的震損，這將成為結(jié)構(gòu)工程救援專家及時到達(dá)地震現(xiàn)場實(shí)施救援指導(dǎo)的制約因素。

而利用專家系統(tǒng)可以很好地解決我國現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)廢墟安全評估工作所遇到的上述問題。其原因主要有以下兩方面：第一，專家系統(tǒng)建立過程中融合了行業(yè)內(nèi)各方面的專業(yè)理論知識和許多知名專家的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)，其水平和能力一般會優(yōu)于單個專家，因此使用專家系統(tǒng)評估建筑結(jié)構(gòu)廢墟救援安全等級時評估過程具有系統(tǒng)化、條理化、綜合化的特征，且專家系統(tǒng)的評估結(jié)果也具有客觀性、穩(wěn)定性和科學(xué)性的顯著優(yōu)點(diǎn)；第二，由于專家系統(tǒng)是人工智能系統(tǒng)的一種，其本質(zhì)是具有專家評估能力的計算機(jī)程序，因此使用專家系統(tǒng)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)廢墟救援安全等級評估時可以不受時間、地點(diǎn)、環(huán)境以及工作強(qiáng)度的影響，在沒有結(jié)構(gòu)工程專家在場的情況下，只需救援指揮人員熟悉系統(tǒng)的操作流程和具有能夠初步判斷評估結(jié)果離散性的能力，即可保證廢墟救援指揮工作的正常運(yùn)作。雖然目前在土木工程領(lǐng)域乃至地震工程領(lǐng)域有許多專家系統(tǒng)存在，但還未開發(fā)出一套行之有效的、專門應(yīng)用于磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估工作的專家系統(tǒng)。因此，有必要基于現(xiàn)有的磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援案例和資料建立一套完整的、實(shí)用的、有效的磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估專家系統(tǒng)。

考慮到磚混結(jié)構(gòu)廢墟安全評估工作的特殊性，所以所開發(fā)的專家系統(tǒng)應(yīng)滿足以下3方面的需求：（1）實(shí)用性。所要開發(fā)的專家系統(tǒng)是在缺少結(jié)構(gòu)專家現(xiàn)場指導(dǎo)的前提下，在地震發(fā)生后為救援指揮人員提供磚混結(jié)構(gòu)廢墟安全評估的依據(jù)，因此該系統(tǒng)必須操作簡單且界面友好。（2）功能完備性。本專家系統(tǒng)主要服務(wù)于地震救援，除了能夠?qū)Υu混結(jié)構(gòu)廢墟進(jìn)行評價外，還應(yīng)該有協(xié)助制定救援方案的功能，因此在給出評估結(jié)果的同時也會給出相似案例與相應(yīng)的參考文獻(xiàn)，還增加了估算器的功能，能夠?qū)Φ卣瓞F(xiàn)場各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重量進(jìn)行估算，幫助救援隊(duì)合理地選用救援設(shè)備和設(shè)置救援方案。（3）開放性。該專家系統(tǒng)還應(yīng)該有案例搜集的過程，將實(shí)際救援過程中產(chǎn)生的案例添加到數(shù)據(jù)庫中，使其他救援人員在使用這個系統(tǒng)的時候可以借鑒參考這些案例，這些案例也可以作為專家系統(tǒng)的樣本供這個專家系統(tǒng)學(xué)習(xí)，從而達(dá)到完善專家系統(tǒng)的目的。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計及實(shí)現(xiàn)過程

2.1 功能設(shè)計

基于以上需求分析，磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估專家系統(tǒng)應(yīng)具有以下3方面的主要功能：（1）對磚混結(jié)構(gòu)廢墟進(jìn)行救援安全等級的評估；（2）建立救援案例庫，以便于用戶根據(jù)救援條件進(jìn)行搜索調(diào)用；（3）協(xié)助制定救援方案的相關(guān)功能。

其中在地震救援現(xiàn)場協(xié)助救援隊(duì)員對磚混結(jié)構(gòu)廢墟進(jìn)行安全評估是專家系統(tǒng)的核心功能，即地震應(yīng)急救援隊(duì)可在地震應(yīng)急工作現(xiàn)場通過簡單的操作快速有效地評定出磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全等級。而在進(jìn)行建筑廢墟安全評估工作之前，應(yīng)首先對地震要素信息進(jìn)行采集，所采集的地震要素信息主要包括地震名稱、發(fā)震時間、震級、震中距等，同時在有條件的情況下還可以上傳烈度圖。輸入地震要素信息完成之后，需要將待救援磚混結(jié)構(gòu)基本信息輸入系統(tǒng)中，這些基本信息主要包括建筑名稱、總層數(shù)、地理位置、地震現(xiàn)場基本描述等。輸入待救援磚混結(jié)構(gòu)基本信息的主要作用有2點(diǎn)：第一，完成磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援案例的采集工作，為未來能夠進(jìn)行科學(xué)的案例分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)提供詳實(shí)的基礎(chǔ)資料；第二，所輸入的建筑結(jié)構(gòu)基本信息包括了所有的結(jié)構(gòu)廢墟救援安全等級影響因素，而這些影響因素是進(jìn)行安全評估工作的必要信息。

在對磚混廢墟結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評估之后，為充分應(yīng)對救援過程中所要進(jìn)行的破拆、頂升、移除構(gòu)件等工作，需對各類材料或構(gòu)件的重量進(jìn)行計算，因此專家系統(tǒng)還應(yīng)附帶重量估算器的功能，即能夠?qū)ㄖ牧狭俊摬牡炔煌牧?、?gòu)件進(jìn)行重量計算，并給出結(jié)果以輔助指導(dǎo)救援隊(duì)制定合理的救援方案和選取合適的救援設(shè)備。綜上所述，專家系統(tǒng)所有功能包括的基本內(nèi)容以及不同功能間的相互關(guān)系如圖1所示。

2.2 架構(gòu)設(shè)計

本文所建立的磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估專家系統(tǒng)由用戶界面層（User Interface Layer）、業(yè)務(wù)邏輯層（Business Logic Layer）、數(shù)據(jù)訪問層（Data Access Layer）3部分組成。用戶界面層即表示層，直觀地表現(xiàn)在瀏覽器所呈現(xiàn)出的界面，通過用戶界面層，用戶可以將信息和數(shù)據(jù)傳遞給業(yè)務(wù)邏輯層，其返回的結(jié)果也最終呈現(xiàn)在用戶界面中，在用戶界面用戶可以和本專家系統(tǒng)進(jìn)行直觀的交流。業(yè)務(wù)邏輯層是系統(tǒng)的核心部分，在該層中封裝了安全評估、數(shù)據(jù)計算等相關(guān)業(yè)務(wù)的操作，在本層中進(jìn)行業(yè)務(wù)處理并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的相關(guān)功能。在數(shù)據(jù)訪問層中可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、調(diào)用、維護(hù)等功能。本專家系統(tǒng)采用的是基于ASP.NET技術(shù)的B/S（Browser/Server）架構(gòu)。B/S架構(gòu)的服務(wù)器端集成了專家系統(tǒng)的核心功能，即將系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層中的核心功能全部集中在服務(wù)器端，這種處理方式的最大好處就是系統(tǒng)升級、改進(jìn)或升級時只需更新服務(wù)器端的數(shù)據(jù)即可，降低了成本。而B/S架構(gòu)的客戶端是瀏覽器，用戶可以通過瀏覽器經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)訪問系統(tǒng)服務(wù)器端。整個系統(tǒng)采用與ASP.NET平臺有很好兼容性的C#編程語言，選用SQL Server 2008后臺數(shù)據(jù)庫存儲專家系統(tǒng)中的文獻(xiàn)資料以及救援案例等各種數(shù)據(jù)。

磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援的安全評估是本專家系統(tǒng)的核心工作。磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估功能是基于磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型而實(shí)現(xiàn)的。磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是指根據(jù)若干地震現(xiàn)場磚混結(jié)構(gòu)廢墟應(yīng)急救援案例以及筆者在地震現(xiàn)場應(yīng)急處置工作經(jīng)驗(yàn)，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法建立的磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估模型。該評估模型以場地與地基情況、基礎(chǔ)破壞情況、結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞情況、建筑材料與施工質(zhì)量、建筑環(huán)境條件以及生存空間大小等14個影響因素作為基本條件，首先劃分并確定出不同影響因素的判別標(biāo)準(zhǔn)和影響因子以及磚混結(jié)構(gòu)廢墟安全等級判定原則，然后基于實(shí)際救援案例采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)按照一定的誤差精度進(jìn)行了學(xué)習(xí)訓(xùn)練，最后對訓(xùn)練完成的模型進(jìn) 行了回判和檢驗(yàn)。回判和檢驗(yàn)結(jié)果表明，所建立的評估模型具有較高的準(zhǔn)確度（王東明等，2016）。確定磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型之后，采用C#編程語言將模型接入專家系統(tǒng)，且配置在專家系統(tǒng)的服務(wù)器端。應(yīng)用過程中，用戶不需知道磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估模型工作原理，只需在客戶端所呈現(xiàn)的用戶界面進(jìn)行操作即可通過互聯(lián)網(wǎng)向服務(wù)器發(fā)出請求并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和交換，并獲得評估結(jié)果以及其他的相關(guān)信息。磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估專家系統(tǒng)的工作流程見圖2。

2.3 界面設(shè)計

基于系統(tǒng)功能設(shè)計結(jié)果和系統(tǒng)工作流程，參考一些優(yōu)秀設(shè)計范例（孫路強(qiáng)等，2013），設(shè)計并確定了專家系統(tǒng)界面。為了使該系統(tǒng)網(wǎng)頁的頁面風(fēng)格得到統(tǒng)一，在編程過程中采用了母版頁技術(shù)，通過母版頁的創(chuàng)建，專家系統(tǒng)中的每一個頁面均可使用母版頁的頁面布局，這就減輕了開發(fā)過程中開發(fā)人員保持頁面協(xié)調(diào)制作一致外觀的工作量。系統(tǒng)主要由地震信息錄入、建筑廢墟信息錄入、建筑物廢墟安全評估、相似案例與相關(guān)文獻(xiàn)、估算器5個界面組成。

2.3.1 地震信息錄入

圖3為地震信息錄入界面。當(dāng)一次地震發(fā)生后，分別在此界面中輸入地震名稱、發(fā)生時間、震級和震中距，還可以上傳初步預(yù)估的地震烈度圖（李東平等，2013），點(diǎn)擊提交后，系統(tǒng)會自動生成一次地震事件，其后的所有評估結(jié)果都會被自動記錄到此次地震事件中，并便于日后的查詢與調(diào)用。

2.3.2 建筑廢墟信息錄入

圖4為建筑廢墟信息錄入界面。用戶在進(jìn)行建筑廢墟安全評估時，需要首先錄入將要進(jìn)行評估的建筑廢墟基本信息，其中包括建筑名稱、總層數(shù)、地點(diǎn)或位置、殘留層數(shù)或高度、倒塌位置、居住人數(shù)和現(xiàn)場描述，同時要選擇建筑物的用途，包括學(xué)校、醫(yī)院、住宅、辦公樓、超市、體育館、廠房、生命線用房和其他9類，并且在結(jié)構(gòu)類型中選擇磚混結(jié)構(gòu)，信息錄入和選擇完畢后，點(diǎn)擊提交按鈕。

2.3.3 建筑物廢墟安全評估

圖5為建筑廢墟信息錄入界面。用戶需要根據(jù)建筑廢墟的具體情況錄入14項(xiàng)影響因素。完成以上14項(xiàng)影響因素的選擇后，點(diǎn)擊提交，系統(tǒng)會自動給出對于此建筑廢墟的安全評估結(jié)果。

2.3.4 相似案例與相關(guān)文獻(xiàn)

在完成建筑廢墟安全評估后，系統(tǒng)能夠自動給出與此救援案例相關(guān)的相似案例和相關(guān)文獻(xiàn)，為救援人員提供輔助決策參考。圖6為相似案例與相關(guān)文獻(xiàn)界面。

2.3.5 估算器

系統(tǒng)還具備估算器功能模塊，可以分別對建筑重量、鋼材重量和建筑屋頂重量進(jìn)行估算，還可以查詢常用建筑材料密度值和常用屋頂材料的重量。圖7為建筑重量查詢與估算界面。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估專家系統(tǒng)主要服務(wù)于地震救援行業(yè)，針對的用戶具備一定的建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)知識，但不懂如何對結(jié)構(gòu)廢墟進(jìn)行安全評估的地震救援行業(yè)從業(yè)人員，這些從業(yè)人員只要會使用瀏覽器即可操作該套專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要應(yīng)用范圍僅限于磚混結(jié)構(gòu)廢墟搜索與營救，在缺少具備救援經(jīng)驗(yàn)與結(jié)構(gòu)專業(yè)背景專家的時候，協(xié)助救援隊(duì)員對磚混結(jié)構(gòu)廢墟的安全性做出評估，并對救援現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及覆蓋物的重量進(jìn)行簡單的估算，以供救援隊(duì)員參考。該系統(tǒng)的使用方法非常簡單，只需要在瀏覽器中通過點(diǎn)擊和輸入即可完成所有操作。其界面操作與用戶之間有很強(qiáng)的交互性。首先在有互聯(lián)網(wǎng)的情況下打開瀏覽器，輸入網(wǎng)址www.dzjy.org.cn進(jìn)入到CERRSAMS系統(tǒng)，然后登錄，輸入賬號、密碼、驗(yàn)證碼后進(jìn)入到這個系統(tǒng)，點(diǎn)擊專家系統(tǒng)模塊即可使用磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估專家系統(tǒng)。將地震救援現(xiàn)場采集到的信息根據(jù)系統(tǒng)的要求提交到專家系統(tǒng)中，點(diǎn)擊確認(rèn)和提交，系統(tǒng)會輸出相應(yīng)的結(jié)果。系統(tǒng)的運(yùn)算速度比較快，在根據(jù)要求輸入數(shù)據(jù)之后很快就能得出評估結(jié)果。圖8為專家系統(tǒng)操作流程。

為了驗(yàn)證本專家系統(tǒng)的可靠性，本文以汶川地震中都江堰市新建小學(xué)建筑廢墟安全評估為例，進(jìn)行系統(tǒng)操作實(shí)例驗(yàn)證。

首先登陸到系統(tǒng)后臺，選擇專家系統(tǒng)模塊，錄入都江堰市新建小學(xué)有關(guān)信息，如表1所示。點(diǎn)擊提交后，進(jìn)入到建筑物廢墟安全評估指標(biāo)選擇界面，逐一選擇每一項(xiàng)評估指標(biāo)，確認(rèn)無誤后，選擇提交按鈕，系統(tǒng)后臺會自動完成分析與評估計算，給出評估結(jié)果。如圖9所示，此次建筑物廢墟安全評估的結(jié)果為“結(jié)構(gòu)穩(wěn)定但須排險措施。（廢墟結(jié)構(gòu)物無倒塌危險，但有造成危險的潛在因素須排除）”，并且給出了相關(guān)的提示信息。此次安全評估結(jié)果被自動保存在系統(tǒng)后臺的數(shù)據(jù)庫中，并作為一次新的案例為后續(xù)的評估工作提供輔助參考。分別選擇相似案例和相關(guān)文獻(xiàn)可以查看到與此次建筑廢墟安全評估相近的參考資料，為救援隊(duì)員提供輔助決策參考。結(jié)果表明，系統(tǒng)評估結(jié)果與實(shí)際情況基本相符。

經(jīng)鑒定結(jié)果評估結(jié)果：

結(jié)構(gòu)穩(wěn)定但須排險措施。（廢墟結(jié)構(gòu)物無倒塌危險，但有造成危險的潛在因素須排除）

提示：

1、（1）墻體呈現(xiàn)X裂縫，注意防止墻體倒塌，對墻體采取支撐措施；

（2）柱破壞嚴(yán)重，對柱進(jìn)行加固；

（3）對梁采取加固支撐，防止梁斷裂；

（4）對板進(jìn)行加固支撐；

（5）對屋架進(jìn)行加固支撐。

2、需清除毒害物質(zhì)，后再進(jìn)行救援。

通過操作實(shí)例可知，本系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：用戶界面設(shè)計友好，系統(tǒng)應(yīng)用操作方便，評估結(jié)果準(zhǔn)確，信息交換和讀取速度較快，可以很好地提高震災(zāi)現(xiàn)場廢墟救援工作效率。

4 總結(jié)

本文采用ASP.NET平臺和SQL Server 2008技術(shù)，基于磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型技術(shù)建立了磚混結(jié)構(gòu)廢墟救援安全評估專家系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的功能與界面進(jìn)行了設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。本專家系統(tǒng)依托中國地震救援廢墟安全評估綜合管理系統(tǒng)平臺，能夠在地震救援現(xiàn)場進(jìn)行磚混結(jié)構(gòu)廢墟的安全評估工作，并在一定程度上解決地震救援現(xiàn)場缺少有救援經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)專家的難題。雖然，本文給出的案例分析為整棟磚混結(jié)構(gòu)安全評估，但是并不排斥救援點(diǎn)的安全評估。主要因本系統(tǒng)具有開放性的特點(diǎn)，可對新的案例不斷添加，隨著案例數(shù)據(jù)的增多，將會更好地為不同磚混結(jié)構(gòu)廢墟的評估提供技術(shù)支持。

經(jīng)過系統(tǒng)實(shí)例操作和測試可知，該系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)：（1）能夠很好地協(xié)助地震救援。本專家系統(tǒng)不僅能夠?qū)Υu混結(jié)構(gòu)廢墟安全性進(jìn)行評估，而且根據(jù)評估結(jié)果由數(shù)據(jù)庫檢索出相應(yīng)的參考文獻(xiàn)與案例。為救援方案的制定提供參考，進(jìn)一步提高了救援工作的安全性和可靠性。同時，該專家系統(tǒng)還能夠做簡單的重量估算，給救援隊(duì)在制定救援方案時提供量化參考。（2）系統(tǒng)應(yīng)用的方便性。該專家系統(tǒng)的用戶界面設(shè)計十分友好，用戶利用瀏覽器便可完成所有的操作。且其信息的交換和讀取速度是十分快捷，用戶只需要熟悉瀏覽器的使用方法即可，隨著移動終端的普及，用戶能夠很方便的使用這個系統(tǒng)。（3）系統(tǒng)的開放性。該專家系統(tǒng)提供了案例搜集功能，可以將實(shí)際救援過程中產(chǎn)生的案例添加到數(shù)據(jù)庫中，使該系統(tǒng)的案例數(shù)據(jù)庫更加系統(tǒng)和全面。不僅可以為救援人員提供更加可靠的參考案例，而且也為磚混結(jié)構(gòu)廢墟應(yīng)急救援培訓(xùn)提供了豐富的素材。

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