JP2023031211A - 2次元クラウドモデルに基づく大水深における大口径場所打ち杭施工のリスク評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
2次元クラウドモデルに基づく大水深における大口径場所打ち杭施工のリスク評価方法は、以下の工程を含む。
大水深における大口径場所打ち杭施工のリスク事故の一覧及び各事故を発生させるリスク要因を得る。
階層化したリスク評価指標体系を構築する。
リスク評価指標体系を基に、結合重み付け2次元クラウドモデル評価方法を運用し、各リスククラウドの数値特性を得る。
前記リスククラウドの数値特性をノーマル2次元クラウドジェネレータに入力してリスククラウドチャートを出力し、さらには2次元クラウド類似性を採用してリスクレベルを確認する。
このうち、G1順序関係法は、各リスク指標の重要度順序を確定し、各リスク指標の隣接重要度を確定し、各リスク指標の重み係数を計算し、各リスク指標の重要度順序、各リスク指標の隣接重要度、及び各リスク指標の重み係数に基づいて、総合重み係数を計算する。
エントロピー重み法は、標準評価行列を構築し、予測指標の特徴的な比重plj及びエントロピー値ejを計算し、各指標の客観的エントロピー重みを計算する。
ゲーム理論に基づく結合重み付け法は、重みベクトルセットを構築し、最適な結合重みを求める。
大水深における大口径場所打ち杭に対して指標の重み付けを行うとき、その施工の複雑性及び特殊性を考慮するべきであり、同時にリスク指標の客観的データを考慮する。科学的に合理的な予測は両者を考慮する必要があり、このためゲーム理論に基づく結合重み付け法を導入する。ゲーム理論に基づく結合重み付け法の原理は、主、客観的重みを求め、相対的に均衡し、調和した最適な重みの組合せを得、これと主、客観的重みとの偏差を最小にし、これにより重み付けの科学的正確性を高める。
リスク要因指標の発生確率及び損失結果を採点し、リスククラウドの数値特性を計算し、初級リスククラウドを得る。
リスク要因指標の初級リスククラウドを集めてリスククラウド行列とし、さらに重み構成法で得られた重みに基づいて2次元クラウドモデルを得る。
不確実な物事は2つの重要な特徴を有し、それぞれファジー性及びランダム性である。クラウドモデルの特定のアルゴリズムはファジー性及びランダム性の2つの面を比較的良好に組み合わせることができ、指向概念を定量データに転換させ、さらにリスクの2つの次元である確率及び損失を効果的に組み合わせている。最終的にクラウドチャートを出力する形式で示すことができ、従来のファジーセットの方法より、イメージをより科学的で、直観的にする。
工程1、施工リスクの識別を実施する
関連する実際の工程で発生する事故事例に対して調査研究、分析を行い、評価する工程項目における実際の特徴を組み合わせてリスク識別を実施する。大水深における大口径場所打ち杭施工のリスク事故の一覧を作成し、さらに各事故が発生するリスク要因を識別する。
階層化したリスク評価指標体系を構築する。リスク事故を主とし、含まれるリスク要因をリスク指標体系に組み込む。まず、「大水深における大口径場所打ち杭施工のリスク予測」を確立し、指標体系の第1層であるリスク目標層の指標とする。次に、上記リスクを識別したリスク事故を施工工程に基づいて配置し、指標体系の第2層であるリスク属性層の指標とする。最後に、事故が発生するリスク要因を指標体系の第3層であるリスク要因層の指標とする。
リスク評価基準に基づいて、評価指標に対してリスク確率、損失レベルの数値化を行って採点し、ゲーム理論に基づく結合重み付け法を採用して各指標に対して重み付けを行う。2次元クラウドモデルを運用してリスク評価指標体系に対して総合演算を行い、各指標のリスククラウドの数値特性を得、これは1級リスククラウド、2級リスククラウド及び最終的な総合リスククラウドを含む。
3.1 ゲーム理論に基づく結合重み付け
(1)G1順序関係法
1)各指標の重要性の順番を確定する
評価基準に基づいて、リスクの各指標の重要度を並び替え、リスク指標xiの相対的な重要度がxjより高い場合、
で表す。複数のリスク評価指標が存在するとき、並べ替えの完了後、
で表す。
各指標の順序関係を確定した後、さらに各隣接する指標間の重要度係数rkを付与する必要がある。rkは前の指標及び後の指標の比率を表すことができ、付与値は表1を参考にする。
付与したrk値に基づいてm個目の指標の重みを計算する。式(1、2)を参照する。
指標を並べ替え、さらに隣接指標の重要係数を付与し、これを計算して群を評価する最終的な主観的重み係数にまとめる。式(3、4)を参照する。
1)重みベクトルセットを構築する
q種の結合重み付け法を採用して主、客観的重みに対して重み付けを行い、これからq個の基本的な重みベクトル集合
を得ると仮定すると、q個の基本的な重みベクトルの任意の線型結合は以下の通りである。
線型結合係数akを最適化し、w及び各wkの偏差を最小化する。式(10)を参照する。
(1)リスククラウド
リスク評価の原則に基づき、リスク要因指標の発生確率及び損失結果を採点し、続いてリスククラウドの数値特性を計算し、初級リスククラウドを得る。具体的な公式は以下の通りである。
構築した大水深における大口径場所打ち杭のリスク評価基準のリスクレベル分けに基づいて、レベルI~IVを[0~10]の4つのサブ区間に細分化する。このうちj個目のサブ区間は[sj min,sj max]と表すことができる。リスクレベル分けしたクラウドの数値特性の指標について、具体的な区分基準は表2の通りである。
得られたリスク要因指標の初級リスククラウドを集めてリスククラウド行列とし、さらに重み構成法で得られた重み行列に基づき、両者を合わせて演算を行うと、2級リスククラウドを得ることができる。具体的な演算の公式は以下の通りである。
2次元クラウドモデルを運用し、リスク予測指標体系に対して総合演算を行って得られる各指標のリスククラウドの数値特性を、ノーマル2次元クラウドジェネレータに入力してリスククラウドチャートを出力する。2級リスククラウドチャートは各施工事故の総合リスクレベルを示し、重大なリスク事故を判別し、さらに総合リスククラウドチャートは大水深における大口径場所打ち杭全体の総合的な施工リスクレベルを示している。クラウドチャートに基づくと類似性が出現することがあり、リスクレベルを迅速、正確に判別することができず、さらに2次元クラウド類似性を採用してリスクレベルを確認する。具体的な公式は以下の通りである。
(1)大水深における6.3mの大口径場所打ち杭の施工リスクの総合レベル
施工リスクの総合レベルクラウドチャートを図2に示す。得られた総合リスククラウドを標準クラウドと比較すると、総合リスククラウドはリスクレベルIV及びIIIの標準クラウドの間にあるが、リスクレベルIIIの標準クラウドに近いことを発見した。類似性の計算により、大水深における6.3mの大口径場所打ち杭の施工リスクの総合レベルをIIIと判定することができることを確認する。総合リスククラウドの数値特性に基づくと、総合施工リスクの確率レベルがIIIであり、総合施工リスクの損失レベルがIVであることをさらに発見することができる。リスク評価基準における各種リスクレベルの管理方針に基づくと、高さを重視するべきであり、大水深における6.3mの大口径場所打ち杭の施工に対して、厳格なリスク制御措置を採る。
基礎的な案の総合リスクレベルがIIIであると確定すると、対応するリスク予防措置を採るべきであり、そのため各種リスク事故の総合リスクレベルを確定する必要がある。各種リスク事故の総合レベルクラウドチャートの図3及び類似性の式(25)の計算に基づいて、鋼製ケーシングの変形;注入の質の欠陥;傾斜孔、孔の崩壊;ドリルが落下する、埋まる施工事故はリスク総合レベルIIIであり、施工事故の漏れ;管が詰まる、管が塞がる施工事故はリスク総合レベルIIであると確認する。施工リスクの総合レベルがリスク総合レベルIII及びそれ以上に達すると、重大リスク事故と認められ、リスク総合レベルIII以下は一般的リスク事故である。上記分析により、リスク総合レベルIIIの施工事故は重大なリスク事故であり、より厳格で、狙いを定めたリスク予防措置を講じる必要があり、一般的なリスク事故に対しても、相対的な施工監視措置を講じるべきである。
Claims (6)
- 大水深における大口径場所打ち杭の施工リスクのデータ要因を得る工程と、
階層化したリスク評価指標体系を構築する工程と、
リスク評価指標体系を基に、結合重み付け2次元クラウドモデル評価方法を運用し、各リスククラウドの数値特性を得る工程と、
前記リスククラウドの数値特性をノーマル2次元クラウドジェネレータに入力して、リスククラウドチャートを出力し、さらに2次元クラウド類似性を採用してリスクレベルを確認する工程と、
を含むことを特徴とする、2次元クラウドモデルに基づく大水深における大口径場所打ち杭施工のリスク評価方法。 - 結合重み付け2次元クラウドモデル評価方法は、リスク評価基準に基づいてリスク確率、損失レベルを得、ゲーム理論に基づく結合重み付けを採用して、前記リスク確率、前記損失レベルに重み付けを行うこと、
2次元クラウドモデルを運用して、前記リスク評価指標体系に対して総合演算を行うことを含むことを特徴とする、請求項1に記載の2次元クラウドモデルに基づく大水深における大口径場所打ち杭施工のリスク評価方法。 - 前記ゲーム理論に基づく結合重み付けが、G1順序関係法、エントロピー重み法及びゲーム理論に基づく結合重み付け法を含み、
G1順序関係法は、各リスク指標の重要度順序を確定し、各リスク指標の隣接重要度を確定し、各リスク指標の重み係数を計算し、各リスク指標の重要度順序、各リスク指標の隣接重要度、及び各リスク指標の重み係数に基づいて、総合重み係数を計算し、
エントロピー重み法は、標準評価行列を構築し、予測指標の特徴的な比重
及びエントロピー値ejを計算し、各指標の客観的エントロピー重みを計算し、
ゲーム理論に基づく結合重み付け法は、重みベクトルセットを構築し、最適な結合重みを求める、
ことを特徴とする、請求項2に記載の2次元クラウドモデルに基づく大水深における大口径場所打ち杭施工のリスク評価方法。 - 2次元クラウドモデルが具体的に以下のように得られ、つまり、
リスク要因指標の発生確率及び損失結果を採点し、リスククラウドの数値特性を計算し、初級リスククラウドを得る、
リスク要因指標の初級リスククラウドを集めてリスククラウド行列とし、さらに重み構成法で得られた重みに基づいて2次元クラウドモデルを得る、
であることを特徴とする、請求項2に記載の2次元クラウドモデルに基づく大水深における大口径場所打ち杭施工のリスク評価方法。
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