[发明专利]一种基于ISM与模糊贝叶斯网络的隧道坍塌风险评估方法

权利要求书

1.一种基于ISM与模糊贝叶斯网络的隧道坍塌风险评估方法，其特征在于，所述风险评估方法主要包括以下步骤：

步骤一：总结影响隧道坍塌的风险因素；通过调研收集近10年隧道坍塌事故案例，提取案例中造成隧道坍塌的风险因素，汇总同类型的风险因素。

步骤二：度量因素之间的关系度；引入Dematel模型，通过专家的意见，度量风险因素之间的关系度大小。

步骤三：计算中心度和原因度；根据因素关系度，构建直接影响矩阵A，计算综合影响矩阵T，确定影响因素的中心度和原因度。

步骤四：构建可达矩阵M；根据步骤三得到的综合影响矩阵T，根据设置的λ值，转化为邻接矩阵B，通过布尔运算，得到可达矩阵M。

步骤五：构建因素层次关系；根据步骤四得到的可达矩阵M，划分多层次因素结构。

步骤六：引入模糊贝叶斯网络；根据步骤五得到的隧道坍塌因素层次关系图，去掉循环回路弧以及多余弧，假定各因素均具有3种风险等级状态，得到贝叶斯网络结构模型，引入模糊理论处理专家意见，得到隧道坍塌各节点因素的先验概率和条件概率。

步骤七：贝叶斯网络推理分析；把步骤六得到的贝叶斯网络结构图及其概率输入到GeNle软件中，利用GeNle工具，实现隧道坍塌风险诊断、推理评估。

2.根据权利要求1所述的一种基于ISM与模糊贝叶斯网络的隧道坍塌风险评估方法，其特征在于，所述步骤二中，度量风险因素之间关系度的大小，用0-4标度进行度量，其中0代表无影响；1代表弱影响；2代表中度影响；3代表较强影响；4代表强烈影响。

3.根据权利要求1所述的一种基于ISM与模糊贝叶斯网络的隧道坍塌风险评估方法，其特征在于，所述步骤三中，构造的直接影响矩阵A，通过计算矩阵各行的最大值，让每一行数字分别除以得到的最大值，做归一化处理，得到规范影响矩阵B，通过T＝B(1-B)^-1矩阵运算，得到综合影响矩阵T，中心度为影响度与被影响度的和，原因度为影响度与被影响度的差，其中影响度为综合影响矩阵T每一行的和，被影响度为综合影响矩阵T每一列的和。

4.根据权利要求1所述的一种基于ISM与模糊贝叶斯网络的隧道坍塌风险评估方法，其特征在于，所述步骤四中，λ为不定值，可根据综合影响矩阵T的情况取值，根据综合影响矩阵T的值与λ值对比，大于λ值的转化为1，小于λ值的转化为0，从而得到邻接矩阵B，运用布尔代数运算0+0＝0，0+1＝1，1+1＝1；0*0＝0，0*1＝0，1*1＝1的原则计算可达矩阵M，其中(B+I)¹≠(B+I)²≠(B+I)³…≠(B+I)^K-1≠(B+I)^K＝(B+I)^K+1＝M，I为单位矩阵。

5.根据权利要求1所述的一种基于ISM与模糊贝叶斯网络的隧道坍塌风险评估方法，其特征在于，所述步骤五中，多层次结构的划分，可根据可达集R(Si)∩先行集Q(Sj)＝可达集R(Si)作为划分层次结构的规则。其中可达集R(Si)代表行要素Si对列要素有影响的因素集合，先行集Q(Sj)代表列要素Sj对行要素有影响的因素集合。

6.根据权利要求1所述的一种基于ISM与模糊贝叶斯网络的隧道坍塌风险评估方法，其特征在于，所述步骤六中，节点先验概率和条件概率通过领域专家的知识，使用模糊集理论获得。首先，通过专家调查得到各个节点不同风险等级状态意见，并把得到的自然语言变量转化为三角模糊概率；接着把得到的三角模糊概率均值化；最后，运用面积均值法解模糊化，得到的概率值做归一化处理，得到的结果为各个节点的概率值。