康鳴雷 趙本超 葉偉 李迎春 張盧笑 董朝陽

摘 要：梁式渡槽運行受多種風險因素影響，各因素之間聯(lián)系及作用關系的復雜性及對因素認知的局限性常常造成風險評價結(jié)果不夠精確，對此提出基于熵權優(yōu)化的ＦＦＲ－ＢＮ 法開展梁式渡槽運行風險分析。此方法采用熵權法對主觀與客觀權重進行融合優(yōu)化，有效解決了傳統(tǒng)評價方法中專家打分低精度及強主觀性問題。通過解釋結(jié)構模型將梁式渡槽復雜系統(tǒng)拆分為各種子系統(tǒng)（因素、要素），隨后分析風險因子之間的直接二元關系，從而構建復雜系統(tǒng)內(nèi)風險因子、風險事件之間的邏輯關系框架，并在此基礎上計算因子的模糊失效概率，運用貝葉斯網(wǎng)絡的反向推理技術確定風險事件發(fā)生的最大可能路徑、梁式渡槽運行風險中決定性風險因子。通過此方法計算得出實例梁式渡槽綜合風險等級為Ｉ 級，關鍵致災風險因子為設計洪水增加、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，裹頭邊坡防護問題導致的風險致因鏈是最大可能風險致因鏈。

關鍵詞：熵權法；貝葉斯網(wǎng)絡；解釋結(jié)構模型；梁式渡槽；風險分析

中圖分類號：ＴＶ６７ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０５．０２４

引用格式：康鳴雷，趙本超，葉偉，等．基于熵權優(yōu)化ＦＦＲ－ＢＮ 法的梁式渡槽運行風險評價［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，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)點上。梁式渡槽工程具有大跨度結(jié)構優(yōu)勢的同時，存在一些結(jié)構設計難點及槽墩沖刷、裹頭穩(wěn)定等運行防護風險點?，F(xiàn)階段，針對梁式渡槽的研究主要集中在渡槽結(jié)構的受力分析與計算方面［１－３］ ，對于風險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險因子識別，針對風險因子提出了預防改進措施。賀海挺等［５］ 在分析調(diào)水工程整體風險的過程中，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、補償措施及嚴酷度類別等。通過對梁式渡槽工程失效模式的分析，能在設計與施工階段明確工程的關注重點，但其運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，使得梁式渡槽運行風險分析的復雜程度極大提高，需要選擇合適的風險分析方法。

在工程運行的全壽命周期內(nèi)，風險無處不在、無時不有，風險事件發(fā)生的不確定性，使得風險認識和控制都存在一定的不確定性［６］ 。現(xiàn)階段用于風險評估的方法較多，各類方法各有優(yōu)缺點。Ｅｌ Ｈａｊｊ 等［７］ 針對洪水風險提出一套系統(tǒng)的定性風險評估方法，在分析洪水引發(fā)風險的同時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)效應的風險分析方法，可考慮人為、組織及基礎設施系統(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)理論提出風險評估方法，并應用其得到基本事件的發(fā)生概率。受風險模糊性與不確定性影響，用于量化風險分析和評估的數(shù)據(jù)通常是有限的或者不充分的，需要采取動態(tài)分析方法進行風險評估，例如黃玥誠［１１］ 提出的可分析風險全過程演化的基于拓撲模型風險分析方法，王姣等［１２］ 開發(fā)的綜合可變模糊集理論－信息熵方法－信息擴散方法的風險評估模型等。此外，綜合考慮風險系統(tǒng)是典型的“自然社會”復雜系統(tǒng)，將復雜系統(tǒng)建模的相關方法應用到風險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（ＢＮ）作為一種魯棒性較強的概率技術，相比于其他綜合風險分析方法，能夠使網(wǎng)絡節(jié)點變量之間的因果關系及條件相關關系更加直觀化，可用于工程運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行風險的基礎上，采用貝葉斯網(wǎng)絡進行風險分析，力求厘清梁式渡槽運行期多因素因果關系及影響，從而得出客觀的風險評價結(jié)果。