CN115545561A - 一种公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法 - Google Patents

一种公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法 Download PDF

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高晓静
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Abstract

本发明公开了一种公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，包括：隧道养护能力建设水平、隧道设施风险抵御水平和风险减灾抢险水平三部分；三部内容分别下设详细的评价指标，各自风险值根据下设指标计算得到；隧道设施安全可靠服役风险由三部分得风险指标值按照既定权重计算而得。本发明针对隧道设施提出了基于自身养护状况的风险评估方法，引入了隧道养护能力建设水平反映隧道养护历史的影响，引入隧道设施风险抵御水平反映隧道设施自身安全状态；引入风险减灾抢险水平反映运营管理单位应急救援能力，从而系统了反映隧道设施未来的风险状况，能够为隧道养护决策的制定提供依据，从而进一步提升公路隧道养护决策科学性。

Description

一种公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法
技术领域
本发明属于隧道工程养护管理领域，特别是涉及一种公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法。
背景技术
交通基础设施是国民经济发展的基础，交通基础设施性能维护与安全可靠逐步成为养护单位首要任务。目前，针对隧道基础设施长期性能演变、隧道设施安全可靠服役风险评估研究相对较少，尤其是隧道设施安全可靠服役风险评估方面，相关理论、方法、标准较为缺乏，使得隧道设施养护决策依据不充分、养护重点不鲜明。
因此，开发一种公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础。
发明内容
本发明的目的是提供一种公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，包括：
获取养护决策水平指标、养护质量与实施完整度指标、获取土建设施风险指数、机电设施风险指数，应急处置能力指标及资金保障水平指标；
基于养护决策水平指标、养护质量与实施完整度指标获得隧道养护能力建设水平风险指标；
基于土建设施风险指数与机电设施风险指数获得隧道设施风险抵御水平风险指标；
基于应急处置能力指标与资金保障水平指标获得风险减灾抢险水平风险指标；
基于隧道养护能力建设水平风险指标、隧道设施风险抵御水平风险指标与风险减灾抢险水平风险指标获得隧道设施安全可靠服役风险评估值。
可选的，所述养护决策水平指标与所述养护质量与实施完整度指标分别乘以各自的权重后进行加和运算，获得所述隧道养护能力建设水平风险指标，其中，所述权重为预设值。
可选的，通过对方案质量、计划科学性、方案完成率、计划完成率进行定性分析，分别获得质量评估值、科学性评估值、方案完成率评估值、计划完成率评估值；基于质量评估值、科学性评估值获得养护决策水平指标，基于方案完成率评估值、计划完成率评估值获得养护质量与实施的完整度指标，其中，方案为风险识别与隐患排查方案，计划为养护计划。
可选的，根据隧道长度获得土建设施与机电设施的权重，土建设施指标值与机电设施指标值乘以各自的权重后进行加和运算，获得隧道设施风险抵御水平风险指标。
可选的，所述土建设施风险指数的分项指标包括：洞口、洞门、衬砌、路面、检修道、排水系统、吊顶、内装饰和标志标线轮廓标；基于技术状况值与数量获得各分项指标的风险分值；通过对工程环境进行量化分析，获得各分项指标影响因素的风险影响值；各分项指标的风险分值之和与各分项指标的风险影响值之和作差，获得土建设施风险指数。
可选的，所述机电设施风险指数的分项指标包括：供配电、消防、监控、照明和通风；基于技术状况值与数量获得各分项指标的分值；基于隧道长度获得各分项指标的权重值，所述分值与所述权重一一对应相乘后，进行加和，获得机电设施风险指数。
可选的，基于人机物储备与能力建设的定性分析获得所述应急处置能力指标，根据应急资金情况获得资金保障水平指标；所述应急处置能力指标与所述资金保障水平的指标分别乘以各自的权重后进行加和运算，获得风险减灾抢险水平风险指标，其中，所述权重为预设值。
可选的，所述隧道设施安全可靠服役风险评估值的获取过程包括：通过系数取值函数分别对隧道养护能力建设水平风险指标与风险减灾抢险水平风险指标进行处理，获得隧道养护能力建设水平风险指标系数值与风险减灾抢险水平风险指标系数值；所述隧道设施风险抵御水平风险指标与隧道养护能力建设水平风险指标系数值相乘后，再与风险减灾抢险水平风险指标系数值相乘，获得隧道设施安全可靠服役风险评估值。
本发明的技术效果为：
（1）本方法是以公路隧道设施安全可靠服役为对象的风险评估方法，服务于隧道设施养护决策与养护重点内容的确定。
（2）本风险评价方法引入了隧道养护能力建设水平反映隧道养护历史的影响，引入隧道设施风险抵御水平反映隧道设施自身安全状态；引入风险减灾抢险水平反映运营管理单位应急救援能力，从而系统了反映隧道设施未来的风险状况。
（3）本方法获得的设施自身风险评价结果，可以为隧道基础设施养护管理、养护计划制定等提出技术依据。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中的评价体系示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例一
如图1所示，本实施例中提供一种公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，包括：
（1）评估指标体系内容由隧道养护能力建设水平、隧道设施风险抵御水平和风险减灾抢险水平三部分组成。
（2）隧道养护能力建设水平、隧道设施风险抵御水平和风险减灾抢险水平分别下设详细的评价指标。
（3）隧道设施安全可靠服役风险由三部分得风险指标值计算而得。
在本发明中，所述隧道养护能力建设水平包括：
（1）养护决策水平：风险识别与隐患排查方案质量、养护计划的科学性；
（2）养护质量与实施完整度：风险识别与隐患排查落实情况、养护计划完成率。
在本发明中，隧道设施风险抵御水平包括：
（1）土建设施：洞口、洞门、衬砌、路面、检修道、排水系统、吊顶、内装饰和标志标线轮廓标，等9个分项。
（2）机电设施：供配电、消防、监控、照明和通风，等5个分项。
在本发明中，所述风险减灾抢险水平包括：
（1）应急处置能力：人机物储备、应急技术水平
（2）资金保障水平：资金充裕性。
在本发明中，所述隧道养护能力建设水平风险指标如下：
Figure 940563DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 388862DEST_PATH_IMAGE002
—隧道养护能力建设水平风险指标；
Figure 699758DEST_PATH_IMAGE003
—养护决策水平、养护质量与实施完整度的指标，指标值按照表1所列进行分 值确定。
表1
Figure 626126DEST_PATH_IMAGE004
Figure 971656DEST_PATH_IMAGE005
—养护决策水平、养护质量与实施完整度的指标权重，分别取0.6和0.4。
在本发明中，所述隧道设施风险抵御水平风险指标如下：
Figure 325277DEST_PATH_IMAGE006
式中：STR为隧道设施风险抵御水平风险指标；ω i 为土建设施、机电设施所占权重，土建设施、机电设施所占权重如表2所示，不同长度的隧道权重按照表2选取。
表2
Figure 123469DEST_PATH_IMAGE007
JG为隧道土建设施风险指数，计算公式如下；
Figure 689465DEST_PATH_IMAGE008
式中，Ri为隧道土建设施分项指标i的风险分值（见表3）；rij为分项指标i的影响因素j的风险影响值（见表4）。
表3
Figure 623923DEST_PATH_IMAGE009
表4
Figure 148445DEST_PATH_IMAGE010
JD为隧道机电设施风险指数，计算公式如下
Figure 168354DEST_PATH_IMAGE011
式中：λ i 为i类机电设施权重，依据隧道长度不宜各类机电设施权重（见表5），单位为%；JD i 为表示i类机电设施风险指数评分值，按照设施设置情况取值（见表6）。
表5
Figure 170945DEST_PATH_IMAGE012
表6
Figure 959909DEST_PATH_IMAGE013
在本发明中，所述风险减灾抢险水平风险指标如下：
Figure 920912DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure 428117DEST_PATH_IMAGE015
—风险减灾抢险水平风险指标；
Figure 968820DEST_PATH_IMAGE016
—应急处置能力、资金保障水平的指 标，根据实际情况按照表7取值。
Figure 143449DEST_PATH_IMAGE017
—应急处置能力、资金保障水平的指标权重，分别为0.7和0.3。
表7
Figure 744195DEST_PATH_IMAGE018
在本发明中，所述隧道设施安全可靠服役风险评估值表述为：
Figure 738695DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure 348668DEST_PATH_IMAGE020
—隧道设施安全可靠服役风险评估值；
Figure 112225DEST_PATH_IMAGE021
—隧道养护能力建设水 平风险指标系数值，
Figure 149451DEST_PATH_IMAGE022
为系数取值函数，按照表8取值计算；
Figure 365669DEST_PATH_IMAGE023
—风险减灾抢险 水平风险指标系数值，其中
Figure 779333DEST_PATH_IMAGE024
为系数取值函数，按照表9取值计算。
表8
Figure 397396DEST_PATH_IMAGE025
表9
Figure 605523DEST_PATH_IMAGE026
某运营隧道A长3200m，属特长隧道，该隧道地下水丰富，无不良地质、特殊岩土和高地应力情况，隧址区历年降雨平稳，未出现极端气象。经上级主管部分开展的年度检查中，主要检查事项与结果为：（1）风险识别与隐患排查方案能够根据上一年度养护检查情况制定科学合理的方案，具备较强的针对性和操作性，且风险评估与隐患排查落实情况达到100%。（2）隧道养护计划基本考虑了上年度发现的养护问题，计划科学合理，但未明确年度养护重点，缺乏针对性；同时，养护计划完成率为92%。（3）隧道土建设施和机电设施上一年度定期检测评定结果如表10所列。（4）隧道运营应急处置能力突出具有健全的应急处置制度体系，抢险救援的人机物储备充足，机械水平较高，能够应对重大突发事件；但是，该隧道应急资金保障水平较差，应急资金不足。
请根据上级主管部门年度检查结果，对该隧道设施安全可靠服役风险进行评估。
表10
Figure 574616DEST_PATH_IMAGE027
采用本发明方法，对隧道A设施安全可靠服役风险评价如下：
（1）隧道养护能力建设水平
根据隧道A的风险识别与隐患排查方案、隧道养护计划及其执行情况，隧道A养护能力建设水平各指标量化结果如表11所列。
表11
Figure 526392DEST_PATH_IMAGE028
根据公式（1），计算隧道A的养护能力建设水平风险指标值为：
Figure 530120DEST_PATH_IMAGE029
（2）隧道设施风险抵御水平风险指标
①土建设施
隧道A土建设施安全可靠风险评价指标值根据表3和表10情况可得各分项指标值如表12所列。
表12
Figure 174728DEST_PATH_IMAGE030
由隧道A基本信息资料知，该隧道地下水丰富，无不良地质、特殊岩土和高地应力情况，隧址区历年降雨平稳，未出现极端气象。则隧址区工程环境因素影响情况的分值如表13所列。
表13
Figure 631117DEST_PATH_IMAGE031
因此，按照公式（3）可得隧道A的隧道土建设施风险指数为；
Figure 121004DEST_PATH_IMAGE032
②机电设施
隧道A机电设施安全可靠风险评价指标值根据表6和表10情况可得各分项指标值，隧道A机电设施风险评价指标量化如表14所列。
表14
Figure 713659DEST_PATH_IMAGE033
运营隧道A长3200m，属特长隧道，根据表5规定，则分项指标权重列表（%）如表15所列。
表15
Figure 529169DEST_PATH_IMAGE034
则隧道A机电设施风险指数根据公式（4）可得：
Figure 472854DEST_PATH_IMAGE035
③隧道设施风险抵御水平风险指标
运营隧道A长3200m，属特长隧道，则隧道土建设施与机电设施在隧道设施风险抵御水平风险中的权重依据表2可知，分别为0.55、0.45，隧道A隧道设施风险抵御水平风险指标根据公式（2）可得：
Figure 766432DEST_PATH_IMAGE036
（3）风险减灾抢险水平风险指标
上级主管部门对隧道A隧道运营应急处置能力检查结果为：隧道运营应急处置能力突出具有健全的应急处置制度体系，抢险救援的人机物储备充足，机械水平较高，能够应对重大突发事件；但是，该隧道应急资金保障水平较差，应急资金不足。因此，根据表3隧道A的风险减灾抢险水平风险指标量化情况如表16所列。
表16
Figure 479173DEST_PATH_IMAGE037
则根据公式（5），可得隧道A风险减灾抢险水平风险指标为：
Figure 200004DEST_PATH_IMAGE038
（4）隧道设施安全可靠服役风险评估值
①隧道养护能力建设水平系数
养护能力建设水平风险指标值
Figure 630986DEST_PATH_IMAGE039
，符合90＜YN时，系数函数值
Figure 462676DEST_PATH_IMAGE040
为 [1.0,1.2]的规定，按照线性插值法，隧道A养护能力建设水平系数为1.032。
②养护能力建设水平风险指标值
隧道A风险减灾抢险水平风险指标
Figure 295502DEST_PATH_IMAGE041
，符合
Figure 921656DEST_PATH_IMAGE042
时，系数数值
Figure 574354DEST_PATH_IMAGE043
为[0.9,1.0)，同理，按照线性插值法，隧道A养护能力建设水平风险指标值为0.98。
③隧道A隧道设施安全可靠服役风险评估值计算
根据公式（6），可得隧道设施安全可靠服役风险评估值表述为：
Figure 475314DEST_PATH_IMAGE044
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取养护决策水平指标、养护质量与实施完整度指标、获取土建设施风险指数、机电设施风险指数、应急处置能力指标及资金保障水平指标；
基于养护决策水平指标、养护质量与实施完整度指标获得隧道养护能力建设水平风险指标；
基于土建设施风险指数与机电设施风险指数获得隧道设施风险抵御水平风险指标；
基于应急处置能力指标与资金保障水平指标获得风险减灾抢险水平风险指标；
基于隧道养护能力建设水平风险指标、隧道设施风险抵御水平风险指标与风险减灾抢险水平风险指标获得隧道设施安全可靠服役风险评估值。
2.根据权利要求1所述的公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，其特征在于，所述养护决策水平指标与所述养护质量与实施完整度指标分别乘以各自的权重后进行加和运算，获得所述隧道养护能力建设水平风险指标，其中，所述权重为预设值。
3.根据权利要求1所述的公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，其特征在于，通过对方案质量、计划科学性、方案完成率、计划完成率进行定性分析，分别获得质量评估值、科学性评估值、方案完成率评估值、计划完成率评估值；基于质量评估值、科学性评估值获得养护决策水平指标，基于方案完成率评估值、计划完成率评估值获得养护质量与实施的完整度指标，其中，方案为风险识别与隐患排查方案，计划为养护计划。
4.根据权利要求1所述的公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，其特征在于，根据隧道长度获得土建设施与机电设施的权重，土建设施指标值与机电设施指标值乘以各自的权重后进行加和运算，获得隧道设施风险抵御水平风险指标。
5.根据权利要求1所述的公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，其特征在于，所述土建设施风险指数的分项指标包括：洞口、洞门、衬砌、路面、检修道、排水系统、吊顶、内装饰和标志标线轮廓标；基于技术状况值与数量获得各分项指标的风险分值；通过对工程环境进行量化分析，获得各分项指标影响因素的风险影响值；各分项指标的风险分值之和与各分项指标的风险影响值之和作差，获得土建设施风险指数。
6.根据权利要求1所述的公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，其特征在于，所述机电设施风险指数的分项指标包括：供配电、消防、监控、照明和通风；基于技术状况值与数量获得各分项指标的分值；基于隧道长度获得各分项指标的权重值，所述分值与所述权重一一对应相乘后，进行加和，获得机电设施风险指数。
7.根据权利要求1所述的公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，其特征在于，基于人机物储备与能力建设的定性分析获得所述应急处置能力指标，根据应急资金情况获得资金保障水平指标；所述应急处置能力指标与所述资金保障水平的指标分别乘以各自的权重后进行加和运算，获得风险减灾抢险水平风险指标，其中，所述权重为预设值。
8.根据权利要求1所述的公路隧道设施安全可靠服役风险评估方法，其特征在于，所述隧道设施安全可靠服役风险评估值的获取过程包括：通过系数取值函数分别对隧道养护能力建设水平风险指标与风险减灾抢险水平风险指标进行处理，获得隧道养护能力建设水平风险指标系数值与风险减灾抢险水平风险指标系数值；所述隧道设施风险抵御水平风险指标与隧道养护能力建设水平风险指标系数值相乘后，再与风险减灾抢险水平风险指标系数值相乘，获得隧道设施安全可靠服役风险评估值。
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