基于可变模糊集理论的地铁施工风险损失研究

摘要： 通过汇总大连地铁近期发生的施工事故，对地铁施工事故发生原因进行分析；基于模糊模式识别交叉迭代模型并结合可变模糊集理论，在对地铁施工阶段风险因素识别的基础上，将模型应用到风险损失等级评价中。结合实例，对大连地铁工程潜在风险损失等级进行量化。针对不同风险等级给出相应的风险处置对策和控制方案，为以后的地铁施工风险分析和风险管理提供有益的借鉴和参考。

Abstract： This paper describes the causes of construction accident and necessity of risk management in metro construction by summarizing the construction accident of Dalian Metro. Based on risk identification during construction stages， a model， which is combined fuzzy pattern recognition with variable fuzzy set， is utilized to make a grade evaluation of risk loss. According to the analysis results， pertinent methods for risk control are given for different risk level calculated by the frequency and consequence. It will offer beneficial references and experiences for risk analysis and management in metro construction.

关键词： 地铁施工；风险损失；模糊模式识别；可变模糊集

Key words： metro construction；risk loss；fuzzy pattern recognition；variable fuzzy set

中图分类号：U12 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）29-0069-02

0 引言

随着城市化进程的推进与经济的快速发展，地铁工程越来越成为城市解决交通拥堵、发展公共交通的主要方向。2006年，全国只有10条地铁线路运行，2009年增至37条，2015年则会变为86条（见图1）。

在冷静对待“地铁热”的同时，还应看到，地铁工程是一项复杂的高风险性建设工程。我国地铁工程建设规模逐年扩大，但地铁施工安全事故频发。2008年11月15日下午，杭州风情大道地铁施工现场发生大面积地面塌陷，造成17人死4人失踪[1]。事实上，在当前中国地铁建设热潮之中，类似地铁坍塌的事故并不鲜见。与其他工程相比，由于其隐蔽性、复杂性、地质水文条件的不确定性，导致其施工难度和建设风险大大增加。因此，对地铁施工中的风险进行清楚的了解并进行科学的分析就显得极为重要。

1 大连地铁施工事故案例与分析

2011年3月10日，大连地铁201标段发生塌方，造成一名工人死亡。

2011年3月16日，大连地铁春光街站发生塌方，最终形成100平方米左右的巨大口子。

2011年3月17日，甘井子区山东路与松江路交叉路口处的地铁施工现场，地面发生约10公分的沉降现象。随后再度被人发现出现了多处空洞。

2011年6月9日，大连地铁山东路施工现场附近路面坍塌，出现直径超过5米的深坑，部分管线断裂。

2011年8月29日，大连地铁211标段南机区间发生塌方。

以上事故出现的原因是多方面的，既有内在因素也有外在因素，归纳起来有以下几点：

①地铁结构本身及所处位置的工程及水文地质条件；②工程建设周边环境 （建筑物、道路和地下管线等）的复杂性；③施工工艺和操作水平；④监理人员的素质、技术能力、管理水平及工作态度；⑤管理决策人员的经验、理论水平、管理能力。

结合当前各大城市地铁建设的实际情况，可以总结出目前国内地铁建设的整体形势是：建设规模大，专业风险管理人员十分缺乏，使得规避和控制工程建设风险，以及在系统、规范和科学的安全风险管理体系应用上经验相对不足[2]。因此，应在地铁施工领域加强风险管理，将不可预见的风险因素转化为定量的指标，针对性的选择风险控制措施，有效控制风险，减少损失，以达到安全、经济、高效的建设目标。

2 地铁施工风险损失的可变模糊识别模型

模糊综合评判作为一种风险定量分析的方法，在模糊概念分级条件下，用最大隶属原则对级别归属进行识别会导致错误的判断[3]。依据可变模糊集理论[3]-[5]，在模糊模式识别交叉迭代模型的基础上结合级别特征值，对地铁施工风险损失等级进行识别评价，评价方法的基本步骤如下：

①对地铁施工的风险因素进行识别，建立待评价样本组成的样本集R={r1，r2，r3…rn}。②依据《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》，建立地铁工程施工风险损失的评价指标-人员伤亡G1，环境影响G2，经济损失G3，工期延误G4，社会影响G5。并按照损失严重性程度划分损失等级[6]。③采用专家调查法，根据风险损失调查问卷确定待评价样本的各个评价指标值。④由于指标特征值、指标标准特征值量纲不同，需要对其进行规格化处理。⑤确定各指标的权向量w。⑥计算样本对级别h的相对隶属度。⑦应用级别特征值H的向量式得出最终评价信息。

3 实例分析

3.1 风险识别 通常，风险的类型按发生的来源主要分为地质条件风险、技术风险、管理风险和外部风险[7]。结合类似工程建设风险资料，对本工程采取WBS-RBS矩阵结合检查表法进行风险识别，经整理得到12个风险因素，具体风险识别结果如表1所示。