CN107145997A - 一种高速铁路隧道结构状态评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高速铁路结构状态的评价方法，主要包括如下步骤：1)建立高速铁路质量的三级评价因素集并为各因素编号；2)通过层次分析法和可拓评价法相结合，确定各评价因素的权重；3)采用三级模糊综合评价法确定高速铁路隧道结构受各因素综合影响结果。结合实际工程算例，对发明的评价方法的合理性及适用性进行了验证，得知本发明所述方法可对现阶段运营期高铁隧道科学管理提供理论支撑。
Description
技术领域
本发明涉及高速铁路隧道健康状态评价技术领域，具体涉及一种用于评价调整铁路隧道健康状态的三级模糊综合评价模型。
背景技术
中国已经成为世界上高速铁路运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家。截止2015年底，高速铁路运营里程达到1.9万公里，位居世界第一，其中隧道2000余公里。
隧道作为高铁运输中重要的基础设施，其使用性能和服役状态直接决定着整条线路的运营能力和安全。对于普速铁路或重载铁路隧道较小的隧道缺陷或病害，在高速铁路隧道中可能会造成影响行车安全的遭难性后果。快速、高平顺性、高稳定性的特点使得高铁隧道结构状态的安全等级划分标准较普速铁路与重载铁路隧道严格。
目前，《铁路桥隧建筑物劣化评定标准—隧道》(TB/T2820.2-1997)、《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》(TB10223-2004)、《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》(铁运函[2004]174号)等标准或规程，将铁路隧道病害进行了分类分级，并给出了病害劣化标准、等级评定方法和判定标准，它仅适用于时速160km以下的单线运营铁路隧道，而目前高速铁路尚无隧道状态的评估体系和结构安全评价标准。随着运营期高铁隧道里程增加，亟需建立适用于高速铁路隧道结构状态的安全等级标准。由于高铁隧道结构病害类型及对病害的响应异于普速与重载铁路隧道，因此，研究定性与定量评价相结合，科学性与可靠性兼备且适用性强的分类分级方法十分必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种高速铁路隧道结构状态评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)建立高速铁路质量的三级评价因素集并为各因素编号；
2)通过层次分析法和物元分析理论相结合，确定各评价因素的权重；
3)采用三级模糊综合评价法确定高速铁路隧道结构受各因素综合影响结果。
优选的，所述高速铁路质量的三级评价因素集及各因为素的编号如表1：
表1：三级评价因素表
优选的，所述各评价因素的权重确定方法为：
1)同层次两指标因素两两比较得可拓区间数矩阵，并表示为左右矩阵的形式，如A＝<A-,A+>，其中A-、A+分别为区间下端点与上端点构成的矩阵；
2)分别计算A-、A+的最大特征值，组成矩阵λ＝[λ-,λ+]，由此计算对应的特征向量，归一化得特征矢量x-,x+；
3)由其中aij为因素i与因素j的重要性之比，分别计算k和m的值以判断可拓区间一致性，若0≤k≤1≤m，则一致性较好。其中，
4)求出A关于区间特征值λ＝[λ-,λ+]的特征向量S＝<kx-,mx+>；
5)计算区间数比的重要程度
6)寻求j，使得满足都能满足成立，并取且由此确定所有元素对上层元素的权重向量归一化处理得
优选的，所述三级模糊综合评价法包括如下步骤：
(1)确定评价对象因素集
设U＝(u1,u2,…um)为刻画被评价对象的m种评价因素，由所述表1划分为三级因素；
(2)确定评价对象的评判集
设V＝(v1,v2,…vn)是评价者对被评价对象可能做出的各种总的评价结果组成的评语等级的集合，vj代表第j个评价结果，确定评判集为V＝[v1(完好),v2(轻微),v3(较严重),v4(严重),v5(极严重)]。
(3)确定评价因素的权重向量
设W＝(w1,w2,…wm)为权重分配模糊矢量，其中wi表示第i个因素的权重，根据所述各评价因素的权重确定方法，计算各级因素权重；
(4)进行单因素模糊评价，确立隶属度模糊关系矩阵R
采用相应的隶属函数μ(x)对某一单因素进行单独性的评价，从而计算该评价对象对评价集元素的隶属程度，采用正态型隶属函数：
其中a，b为常数，a为所属区间均值，若x1、x2分别为对应区段相应指标的左右边界值，则a＝(x1-x2)/2；
表2 高铁隧道衬砌病害量化指标
表3 高铁隧道衬砌空洞或回填不密实量化指标
所述kLc为衬砌背后回填有空洞地段测线连续长度；sLc为衬砌背后回填不密实地段测线连续长度；
表4 高铁隧道衬砌结构病害单因素打分标准
表4中指标分值范围的边界值为过渡值，属于模糊边界，同时隶属于对应的两种级别，结合式(3)得：
由式(4)及表4可求得a，b的值，见表5。
表5 隶属函数μ(x)中a，b取值
依据表4统计打分结果，然后根据绝对值减数法求得：
其中c为常数，需满足0≤rij≤1。
由式(5)得到单因素隶属度关系评价矩阵
(5)合成多级多因素模糊综合评价结果矢量集
利用模糊合成算子将权重分配模糊矢量W＝(w1,w2,…wm)与单因素隶属度关系评价矩阵R合成得到多级多因素模糊综合评价结果矢量集B：
其中W＝(w1,w2,…wm)由前述计算得到；“o”代表合成算子，常见的合成算子如表6所示，本文选用
(6)对模糊综合评价结果进行分析
计算被评价对象对各等级模糊子集的隶属度，对多个评价对象进行比较并排序，并计算每个评价对象的综合分值，按照大小排序，按序择优。
优选的，所述模糊合成算子为：
优选的，依据最大隶属度原则对模糊综合评价结果进行分析，若模糊综合评价结果矢量中则被评价对象隶属于第r等级，选择其作为评价隧道健康状态的结果；
优选的,本发明所述的方法，具体步骤如下：
1)得到高铁隧道病害单因素检查结果，并依据表1～表4进行单因素打分；
2)根据式(3)及表5计算第三层级因素隶属关系评价矩阵Rij，计算第三层级权重微量Wij；
3)计算第二层级因素隶属关系评价矩阵Rk，计算第二层级权重向量WK；
4)计算第一层级因素隶属度关系评价矩阵R，计算第一层级权利向量W；
5)计算隧道病害多级多因素模糊综合评价结果矢量集B；
6)根据最大隶属度原料，bimax与评判集V中Vi等级对应，给定高铁隧道结构状态评价结果。
本发明所述的方法具有如下有益效果：
(1)参照评价体系的建立原则，重点考虑定性分析与定量分析的原则，建立了高铁隧道结构状态三级评价指标体系，并基于层次分析法及物元理论给出了各级评价指标的权重计算方法。
(2)基于单因素打分结果并采用模糊评价理论提出了高铁隧道结构状态三级模糊综合评价方法，确定了评价对象因素集U，评判集V，隶属度模糊关系矩阵R及多级多因素模糊综合评价结果矢量集B。
(3)结合实际工程算例，对所提评价方法的合理性及适用性进行了验证，知所提方法可对现阶段运营期高铁隧道科学管理提供理论支撑。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种对高铁隧道结构情况进行评论的实例，包括如下步骤：
我国北方季节性冻土地区某高铁隧道，设计时速300km/h，洞身围岩为Ⅱ～Ⅴ级围岩，洞口两端为Ⅴ级围岩。通过对DK100+100～DK100+120段进行无损检测及现场检查，发现洞口边墙附近施工缝少量渗漏水。衬砌拱顶与边墙表面局部存在环形裂缝且伴随渗水现象，裂缝长度3.0m，宽度2mm，裂缝发展速度缓慢。冬季边墙渗水部位局部结冰，但无侵限。
评价过程及结果
由检测结果知，隧道结构状态一级因素为水U1与结构U2，二级因素为渗漏水U11、冻害U12与衬砌裂纹U21，三级因素为渗漏水位置U111、季节冻融圈范围U121、裂缝长度U211与裂缝宽度U212。依据表2～表4，对检测结果进行病害因素定性与定量指标评价，分别见表7、表8。
表7 病害因素定性指标评价
| 序号 | 定性指标 | 定性评价 |
| 1 | 边墙施工缝渗漏 | 较严重 |
| 2 | 拱顶裂缝渗漏 | 较严重 |
| 3 | 边墙裂缝渗漏 | 较严重 |
| 4 | 裂缝渗漏水情况 | 较严重 |
| 5 | 裂缝发展情况 | 轻微 |
表8 病害因素定量指标评价
| 序号 | 定量指标 | 定量评价(分值) |
| 1 | 渗漏水位置 | 3.0 |
| 2 | 季节冻融圈范围 | 5.0 |
| 3 | 裂缝长度 | 2.0 |
| 4 | 裂缝宽度 | 1.2 |
定性评价指标所对应的隶属度函数取值为：轻微R1＝[0.35 0.30 0.20 0.100.05]，较严重R2＝[0.20 0.20 0.40 0.10 0.10]。根据最大隶属度原则，评定为较不安全。
依据表8打分结果，利用3.1节指标权重方法计算各级权重，并依据式(3)及表5计算各层级隶属度函数，最终求得单因素隶属度关系评价矩阵R与多级多因素模糊综合评价结果矢量集B为：
根据最大隶属度原则知b3＝0.3885最大，对应于评判集中v3，即较严重。值得说明的是，表8中所取打分值为对应区间的最大值，故评价结果较真实状态偏于保守，由此可知该隧道结构状态尚未对行车安全造成大的影响，但需进一步观察裂纹发展情况。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种高速铁路隧道结构状态评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)建立高速铁路质量的三级评价因素集并为各因素编号，具体如表1：
表1：三级评价因素集
2)通过层次分析法和可拓评价法相结合的方法，确定各评价因素的权重；
3)采用三级模糊综合评价法确定高速铁路隧道结构受各因素综合影响结果。
2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，所述各评价因素的权重确定方法包括如下步骤：
1)定义可拓区间数和可拓区间数矩阵
定义可拓区间数为：a＝<a-,a+>＝{x|a-<x<a+}，其中a->0；
其中，当a-＝a+时，a为正实数；当a-＝b-，a+＝b+时，a、b为相等的区间数；
定义可拓区间数矩阵为：设A＝[aij]n×n，i,j＝1,2,3,……,n,其中并且
2)任取同层次中的两因素，两两比较得可拓区间数矩阵，并表示为左右矩阵的形式，如A＝<A-,A+>，其中A-、A+分别为区间下端点与上端点构成的矩阵；
3)分别计算出左右矩阵A-、A+的最大特征值λ-、λ+，则λ＝[λ-,λ+]为A的区间数特征值；由此计算出左右矩阵的特征向量，并归一化处理即得到特征矢量x-、x+；然后，由 分别计算k和m的值，其中
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若0≤k≤1≤m，则可拓区间判断矩阵一致性较好，一致性程度过低时应采取措施校正判断矩阵或让专家重新评判，直至满足要求；
4)求出A关于所述区间特征值λ＝[λ-,λ+]的特征向量S＝<kx-,mx+>；
5)由上述计算可知，对于所述三级元素中任一集中的各个元素，设该层元素总数为nk个，所述每个元素存在一个以区间数表示的权值；将区间数权重转化为数值型权重：
区间数比的重要程度可以通过以下计算公式求得：
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6)寻求j，使得满足都能保证成立；此时，取定且则该层的所有元素对上一层某元素的单排序权重向量为归一化处理后记作
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述三级模糊综合评价法包括如下步骤：
(1)确定评价对象因素集
设U＝(u1,u2,…um)为刻画被评价对象的m种评价因素，由所述表1划分为三级因素；
(2)确定评价对象的评判集
设V＝(v1,v2,…vn)是评价者对被评价对象可能做出的各种总的评价结果组成的评语等级的集合，vj代表第j个评价结果，确定评判集为V＝[v1(完好),v2(轻微),v3(较严重),v4(严重),v5(极严重)]；
(3)确定评价因素的权重向量
设W＝(w1,w2,…wm)为权重分配模糊矢量，其中wi表示第i个因素的权重，根据权利要求2所述各评价因素的权重确定方法，计算各级因素权重；
(4)进行单因素模糊评价，确立隶属度模糊关系矩阵R；
采用相应的隶属函数μ(x)对某一单因素进行单独性的评价，从而计算该评价对象对评价集元素的隶属程度，采用正态型隶属函数：
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其中a，b为常数，a为所属区间均值，若x1、x2分别为对应区段相应指标的左右边界值，则a＝(x1-x2)/2；
由专家依据评判等级对三级因素中的各因素进行评级或打分，结果见2～4：
表2 高铁隧道衬砌病害量化指标
表3 高铁隧道衬砌空洞或回填不密实量化指标
所述kLc为衬砌背后回填有空洞地段测线连续长度；sLc为衬砌背后回填不密实地段测线连续长度；
表4 高铁隧道衬砌结构病害单因素打分标准
表4中指标分值范围的边界值为过渡值，属于模糊边界，同时隶属于对应的两种级别，结合式(3)得：
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由式(4)及表4可求得a，b的值，见表5；
表5 隶属函数μ(x)中a，b取值
依据表4统计打分结果，然后根据绝对值减数法求得：
<mrow>
<msub>
<mi>r</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mn>1</mn>
<mo>,</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mi>j</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mn>1</mn>
<mo>-</mo>
<mi>c</mi>
<munder>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</munder>
<mo>|</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mi>k</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>x</mi>
<mrow>
<mi>j</mi>
<mi>k</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>|</mo>
<mo>,</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>i</mi>
<mo>&NotEqual;</mo>
<mi>j</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>5</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中c为常数，需满足0≤rij≤1；
由式(5)得到单因素隶属度关系评价矩阵
<mrow>
<mi>R</mi>
<mo>=</mo>
<mfenced open = "[" close = "]">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>r</mi>
<mn>11</mn>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>r</mi>
<mn>12</mn>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<mo>...</mo>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>r</mi>
<mrow>
<mn>1</mn>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>r</mi>
<mn>21</mn>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>r</mi>
<mn>22</mn>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<mo>...</mo>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>r</mi>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mo>...</mo>
</mtd>
<mtd>
<mo>...</mo>
</mtd>
<mtd>
<mo>...</mo>
</mtd>
<mtd>
<mo>...</mo>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>r</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>r</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<mo>...</mo>
</mtd>
<mtd>
<msub>
<mi>r</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msub>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>6</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
(5)合成多级多因素模糊综合评价结果矢量集
利用模糊合成算子将权重分配模糊矢量W＝(w1,w2,…wm)与单因素隶属度关系评价矩阵R合成得到多级多因素模糊综合评价结果矢量集B：
其中W＝(w1,w2,…wm)由前述计算得到；“o”代表合成算子；
(6)对模糊综合评价结果进行分析
计算被评价对象对各等级模糊子集的隶属度，对多个评价对象进行比较并排序，并计算每个评价对象的综合分值，按照大小排序，按序择优。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述模糊合成算子为：
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，依据最大隶属度原则对模糊综合评价结果进行分析，若模糊综合评价结果矢量中则被评价对象隶属于第r等级，选择其作为评价隧道健康状态的结果。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)得到高铁隧道病害单因素检查结果，并依据表1～表4进行单因素打分；
2)根据式(3)及表5计算第三层级因素隶属关系评价矩阵Rij，计算第三层级权重微量Wij；
3)计算第二层级因素隶属关系评价矩阵Rk，计算第二层级权重向量WK；
4)计算第一层级因素隶属度关系评价矩阵R，计算第一层级权利向量W；
5)计算隧道病害多级多因素模糊综合评价结果矢量集B；
6)根据最大隶属度原料，bimax与评判集V中Vi等级对应，给定高铁隧道结构状态评价结果。
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108399504A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-14 | 中国人民解放军61489部队 | 一种防空地下室防护效能评估方法 |
| CN108921372A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-30 | 西南交通大学 | 基于层次分析和可拓物元的高速公路隧道运营安全风险评价方法 |
| CN108985587A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-11 | 中南大学 | 一种软土盾构隧道结构健康状况评价方法 |
| CN109145508A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-04 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心 | 高速轮轨型面匹配状态的综合评价方法 |
| CN109145951A (zh) * | 2018-07-23 | 2019-01-04 | 昆明理工大学 | 一种基于贝叶斯网络的隧道衬砌结构服役状况评价方法 |
| CN109278053A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-29 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种铁路隧道检测方法 |
| CN109670217A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-23 | 中南大学 | 隧道气动载荷影响因素的权重分析方法及计算机系统 |
| CN111143754A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-05-12 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 隧道纵坡的评价处理方法、装置、设备和存储介质 |
| CN111445156A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-24 | 青岛理工大学 | 基于变权重模糊综合评价的偏压隧道施工安全评价方法 |
| CN111489061A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-08-04 | 天津大学 | 基于虚拟现实提高汽车产品安全性的交互控制方法 |
| CN111523796A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-08-11 | 西南石油大学 | 非煤隧道有害气体危害评价方法 |
| US11193374B2 (en) | 2019-07-19 | 2021-12-07 | Tongji University | Method for inspecting service performance of tunnel lining based on defect characteristics thereof |
| CN115358637A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-11-18 | 中国铁路设计集团有限公司 | 一种铁路外部环境彩钢房安全隐患易发性评价方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102222279A (zh) * | 2011-06-14 | 2011-10-19 | 华南理工大学 | 基于模糊综合评判法的制革行业技术的评估方法 |
-
2017
- 2017-03-29 CN CN201710198139.5A patent/CN107145997A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102222279A (zh) * | 2011-06-14 | 2011-10-19 | 华南理工大学 | 基于模糊综合评判法的制革行业技术的评估方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 奂炯睿: "基于可拓层次分析法的隧道病害评估方法及应用", 《施工技术》 * |
| 张广敏: "在役隧道结构安全风险评估及控制措施研究", 《交通科学与工程》 * |
| 杨军等: "模糊综合评价模型在冲击等级判定中的应用", 《中国矿业》 * |
| 邹文浩: "重载铁路隧道基底结构动力响应特征及服役状态评价体系研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108399504A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-14 | 中国人民解放军61489部队 | 一种防空地下室防护效能评估方法 |
| CN108399504B (zh) * | 2018-03-08 | 2022-08-02 | 中国人民解放军61489部队 | 一种防空地下室防护效能评估方法 |
| CN108921372A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-30 | 西南交通大学 | 基于层次分析和可拓物元的高速公路隧道运营安全风险评价方法 |
| CN108985587A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-11 | 中南大学 | 一种软土盾构隧道结构健康状况评价方法 |
| CN109145951A (zh) * | 2018-07-23 | 2019-01-04 | 昆明理工大学 | 一种基于贝叶斯网络的隧道衬砌结构服役状况评价方法 |
| CN109145951B (zh) * | 2018-07-23 | 2022-04-12 | 昆明理工大学 | 一种基于贝叶斯网络的隧道衬砌结构服役状况评价方法 |
| CN109145508A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-04 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心 | 高速轮轨型面匹配状态的综合评价方法 |
| CN109145508B (zh) * | 2018-09-21 | 2023-06-06 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心 | 高速轮轨型面匹配状态的综合评价方法 |
| CN109278053A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-29 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种铁路隧道检测方法 |
| CN109278053B (zh) * | 2018-09-30 | 2022-02-08 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种铁路隧道运营状态检测监测方法 |
| CN109670217A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-23 | 中南大学 | 隧道气动载荷影响因素的权重分析方法及计算机系统 |
| US11193374B2 (en) | 2019-07-19 | 2021-12-07 | Tongji University | Method for inspecting service performance of tunnel lining based on defect characteristics thereof |
| CN111143754A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-05-12 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 隧道纵坡的评价处理方法、装置、设备和存储介质 |
| CN111489061A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-08-04 | 天津大学 | 基于虚拟现实提高汽车产品安全性的交互控制方法 |
| CN111445156B (zh) * | 2020-03-31 | 2021-06-15 | 青岛理工大学 | 基于变权重模糊综合评价的偏压隧道施工安全评价方法 |
| CN111445156A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-24 | 青岛理工大学 | 基于变权重模糊综合评价的偏压隧道施工安全评价方法 |
| CN111523796A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-08-11 | 西南石油大学 | 非煤隧道有害气体危害评价方法 |
| CN115358637A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-11-18 | 中国铁路设计集团有限公司 | 一种铁路外部环境彩钢房安全隐患易发性评价方法 |
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