論模糊本體條件下的市政工程非開挖施工風險評價系統

周德勇

（安徽新華學院 土木與環境工程學院，安徽 合肥 230088）

論模糊本體條件下的市政工程非開挖施工風險評價系統

周德勇

（安徽新華學院 土木與環境工程學院，安徽 合肥 230088）

社會經濟的發展與進步，為我國市政工程施工項目的發展帶來了極大的推動作用，在一定程度上滿足了社會發展的需要.但是，還有一定的問題經常出現在市政工程非開挖施工風險評價中，因此，在提升風險評價的共享性和可理解性的過程中應用模糊本體法是非常關鍵的.所以，在模糊本體的基礎上，將市政工程非開挖施工風險評價系統建立起來是非常必要的，進而，文章通過下文對相關方面內容進行了細致的探究，為促進我國市政工程更好的發展提供一定的理論和技術支撐.

模糊本體條件；市政工程；非開挖施工風險；評價系統

在施工城市管道時，非開挖技術是其中一種非常重要的技術措施，由于在市場工程建設時，可以降低對環境、周邊建筑結構和市民正常生活的不良影響和破壞程度.所以，在國內外都得到了廣泛的應用，近些年，也開始在國內普及.盡管該項技術有著諸多的優點，然而也伴隨著相應的風險，因此，面對這種情況，應用模糊本體條件評價市政工程非開挖施工風險是非常必要的.

1 評價體系的基本架構探究

進入新的世紀以來，各項技術不斷發展與強大，非開挖技術在今后必須要往自動導向糾偏、全程可視化監控和計算機全遙控的可自動測量記錄方向發展.合理的編制市政工程非開挖施工風險評價體系，其一，對市政工程施工方的相關需要能夠給予滿足，而且，還能夠共享非開挖施工風險評價知識.經過的大量的實踐，對非開挖施工風險評價模糊領域本體不斷進行強化，這樣才可以把工程的管理水準從根本上提升.

該體系的主要設計思想為：

（1）將相關的模糊領域本體在市政工程非開挖施工領域專家的協助下構建起來.

（2）在風險管理專家和領域專家的協助下，將有關的評價模型和評價指標體系構建起來，構建評價規則庫.

（3）收集和市政工程非開挖相似的東西，同時借助組建的相關本體，憑借所設的形式，向元數據庫中存儲收集到的數據.

（4）按照評價知識庫匹配元數據庫中的數據，完成一定的規則推理，將模糊綜合評價結果得出來，然后傳遞給客戶.

下圖為系統總設計圖：

由上圖可知，實現該體系時，有 4 個重要方面，所以，需要扎實的進行掌握.

2 該體系的實現過程

2.1 生成模糊領域本體

在有關領域專家大的指導下，有機的結合起模糊邏輯理論和本體論，通過屬性、關系、定義概念、相關隸屬度和實例等將一個層次結構明晰的語義模型為信息及信息本身建立起來，即為模糊領域本體.如下圖所示：

通過上圖能夠發現，建立非開挖施工模糊領域本體，應該在有關專家的引導下，將領域本體構建起來，再同模糊邏輯理論的知識結合起來.

（1）建立領域本體.對非開挖施工風險評價的要求一定要給予滿足，涵蓋施工中主要風險結果、造成的損失、非開挖施工的主要風險因素等內容.孔內事故、技術規范、施工技術協調、合同簽訂、工程地質地基條件、水文氣象條件、施工準備、履行風險等.

（2）分析模糊形式概念.對施工實時信息同國家標準和專家觀點的相關性要充分的進行考慮，將這種關聯性通過概念層次結構表達出來.首先，預處理實時施工信息，將關鍵短語和關鍵詞從中抽取出來，與領域本體結合起來，對這些關鍵詞的關系、隸屬度和屬性等要明確的進行了解.

（3）聚類模糊概念.通過計算概念間的模糊相似性，將相應的基礎概念模糊相似矩陣構建起來，將概念的親疏關系采用數學方法定量確定出來，類聚別的模糊概念.比如，一旦形式概念 A 存在于形式聚類 U 中，概念 a 與 A 相類似，這樣也認為在 U中包含著 a，簡單的概念聚類即為這種類型.聚類里面 a和 A 有無相似，可以應用相似度閾值和模糊集相似性的計算來確定處兩者的相似度.

2.2 建立模糊評價規則庫

將各種收集到的規則存儲到模糊評價規則庫中，本體間或者本體模糊信息的傳遞規則應該被包含于此規則庫中，在有關規則的基礎上，定制模糊，具有極高的擴展性和包容性.其一，在現存的市政工程非開挖施工風險評價結果的基礎上，將有關的風險評價體系構建起來，對層次分析法進行使用，將每個指標的權重計算出來，構建評價指標規則模型；其二，將評價指標規則庫作為前提，將市政工程非開挖施工風險模糊綜合評價模型構建起來.以理論的角度出發分析，只要輸入了施工實時信息，預處理了這些信息后，將非開挖施工風險的大小就能夠利用系統自動計算出來.

2.3 建立模糊本體推理規則

該系統中的模糊推理工作程序為：在輸入了實時施工信息后，通過相應的數據預處理后，將此數據的綜合值得出來.之后，將模糊評價規則庫和元數據庫中存儲的數據進行匹配，將隸屬度值計算出來，緊接著在最大隸屬度原則基礎上，將最終的評價結論得出來，向用戶們提供.

2.4 完善和更新知識庫

由專業人員對經驗數據的整理和非開挖工程領域業務的整理得出了最初的知識庫，具有相應的不確定性和主觀性，所以，需要不斷的開發和擴展模糊標題知識庫.首先，將初步的本體框架確定出來，構建核心本體，之后在此基礎上，施工風險評價工作每執行一次，都向最后更新的知識庫中調入，通過風險的跟蹤和策劃，結合概念聚類、關聯規則和模式匹配等處理技術，將新的關系和概念在開展的非開挖工程實施的過程中獲取出來.這樣，一些新輸出和輸入的數據也會被系統所獲取，加之很多技術人員經驗比較豐富，他們也可以根據主觀經驗進行判斷，在經過一定的比較后，對預置參數，工程管理人員就可以隨時的去調整.例如風險等級識別、風險值計算參數和風險概率的調整，應急計劃和預控對策等.及時擴充和更新數據庫，進而對核心本體不斷的擴充，將更豐富的領域知識識別出來，對非開挖施工風險模糊本體不斷進行完善.

3 工程案例分析

3.1 工程狀況

平坦的洪沖積平原為擬建道排橋梁場地的基本特征.低液限粉質粘土、砂類土、第四系全新統早期沉積的低液限粉土構成了勘探深度范圍內的主要土質類型.孔隙潛水為地下水基本類型，因為存在枯水期，可以根據提升 1米考慮豐水期狀況，按照提升 0.5 米考慮貧水期水位.

在接收井和頂管工作坑四周距井壁1米的位置，將兩排水泥土攪拌樁止水兼支護設置出來，按照具體情況，在接受坑和頂管工作坑深度的兩倍處設置水泥攪拌樁，平均樁徑 500 毫米，樁長為 14米，單樁咬合 15 厘米，每側咬合 7.5 厘米，350 毫米的有效間距，在打入持力層的 0.5 米以上控制水泥攪拌樁，將強度等級為 32.5 級之上的一般硅鹽酸水泥作為固化劑，水泥的用量控制在 60 千克每米，1：0.5 的水灰質量，工藝類型為兩噴四攪，將減少水、節省水泥和早強的水泥作為外參劑.考慮到接收井東側或者雨水工作坑東側存在動載交通，將網片或者鋼筋骨架加入到東側打設雙排水泥土攪拌樁中，將型鋼支護加入到雙排水泥土攪拌樁中.表 1為所采用的主要施工設備.

3.2 建立風險評價系統

在構建施工風險評價系統的基本設計思想時，基于模糊本體的市政工程.將下列評價體系構建起來：

表1

（1）將有關的模糊領域本體在市政工程非開挖施工領域專家的幫助下建立起來.

（2）在風險管理專家和領域專家的協助下，將施工風險、機械設備及材料的使用風險、天氣風險和設計風險評價指標構建起來，將多個二級評價指標建立起來.

之后，將以下的模糊風險評價模型構建起來，由三個層次構成了該模型，方案層 A 為第一層，準則層 B 為第二層.（m＝1—5），指標層 Cn（n＝1，2，3……22）為第三層.設 y 是模糊隸屬度，假設該值為（0/10%、0.5/90%、0.2/30%）為 y，高風險用風險率為90%表示，高風險的程度為 60%的風險率，按照這種形式遞推.模糊運算也應該為這種運算的基本特征.將模糊矩陣 S 和 R 設置出來，兩種取大為并運算定義 S 和 R，兩中取小為 S 和 R 的交運算，C＝S×R 為模糊矩陣的乘積定義，并且，就一個工程項目的風險評價情況而言，U＝{u}為其風險因素；各評價指標的權重和評價指標集分別是：w1、w2…wn.可以用模糊乘積W·U表示工程項目的風險評價問題.

（3）對相似工程施工的相關信息進行收集，按照所設定的格式將收集到的數據存儲到元數據庫中，將對比信息構建起來.

（4）將評價知識庫和元數據庫中的數據相匹配，將模糊綜合評價結果得出來.根據該案例，將五個最大的風險因素依次獲取出來：將存在的遺漏和缺陷設計出來、沒有對現場的具體情況進行考慮、存在著不夠恰當的施工安全措施、劣質材料和技術質量管理不到位.

4 結語

通過現階段市政工程非開挖施工風險評價中存在的問題，用戶可以按照給出的結果，合理的構建起對應的解決對策，將工程質量從根本上提升上來.并且，在評價體系中，將評價的相關環節應該有效的融入進去，使知識庫能夠有效的被強化.只有這樣才能夠有效的促進我國市政工程向著標準化的方向邁進.對于眼下的具體施工狀況，相關部門可以很好的完成相應的評價活動，為今后工作更加順利的展開打下良好的基礎.將隱形評價知識找出來.在此前提下，知識庫、信息庫不斷更新與發展，將一個具備優異交互性的復雜評價系統和信息集成系統能夠逐漸的構建起來，進而確保能夠更加有效的服務于客戶，促進市政工程項目施工更好的發展.

〔1〕王霞，李功振.基于模糊本體的水環境評價系統的研究[J].安徽農業科學，2011（06）.

〔2〕楊洪镅.基于模糊本體的市政工程非開挖施工風險評價系統研究[J].太原理工大學學報，2011（07）.

〔3〕沈華,馬保松,吳浪輝,肖威.水平定向鉆穿越工程的項目風險評價[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2010(03).

〔4〕謝雄耀,杜軍,黃宏偉,張廣興.非開挖施工中風險概率估價方法分析 [J]. 地下空間與工程學報，2006(01).

TU990.3

：A

：1673-260X（2016）02-0058-03

2015 年 10 月 23 日