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桥梁风险分析方法研究
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内容提示：近年来桥梁施工期和运行期事故的频繁发生，给社会的和谐发展带来严重的影响，文章对桥梁风险评估理论在桥梁工程领域研究现状、风险分析在桥梁工程中的应用、桥梁风险分析存在的问题和桥梁结构风险概率综合分析方法进行了研究。
摘 要：近年来桥梁施工期和运行期事故的频繁发生，给社会的和谐发展带来严重的影响，文章对桥梁风险评估理论在桥梁工程领域研究现状、风险分析在桥梁工程中的应用、桥梁风险分析存在的问题和桥梁结构风险概率综合分析方法进行了研究。
关键词：桥梁；风险分析；神经网络
桥梁工程面临的各种事故和潜在风险日益严重，一方面表现为桥梁工程事故发生的可能性比过去大大增加，除受到自然因素、人为因素所带来的风险外，还会受到由于结构形式创新、社会发展引起的特殊效应、全球变暖引起的极端气候等带来的一些新的风险事态。另一方面表现为风险事故的后果严重程度大大增加，从目前国内己建和在建的桥梁来看，投资规模动辄上亿、几十亿，甚至数百亿元人民币。这样的投资无论对于投资者还是国家，都是巨大的数目，风险事故所造成的生命、财产损失程度将会大大增加，对社会也会产生非常大的不利影响。工程事故的发生使得从事桥梁工程的管理、设计、施工和研究的人员在内心深处留下了无法磨灭的烙痕，也使我们深刻认识到在桥梁工程建设中所面临的巨大挑战，一系列的问题需要我们去深思、去研究，这些问题归根到底都是工程风险评估涉及到的研究内容，需要通过对工程项目的风险评估的研究才能科学地回答这些问题。
1风险评估理论在桥梁工程领域研究现状
随着经济的快速健康发展，我国桥梁建设突飞猛进。但在大批桥梁工程相继建成的同时，工程风险事故也屡屡发生。从风险事故发生的态势来看，一方面桥梁工程事故发生的可能性比过去大大增加，另一方面风险事故的后果严重程度大大增加，所以桥梁工程的风险也就越来越引起人们的重视。工程风险评估旨在以科学系统分析方法，辨识并分析工程风险因素，量化风险发生的概率，评估风险损失，并寻求各种可行的风险应对策略。通过风险评估的实施，除了可以整体检查并消除设计中的盲点、重复或遗漏，还可以在工程实施的过程中，应用各种风险应对措施，将意外事故的发生概率降到最低，以提高项目实施的安全水平，减少意外事故所造成的损失和冲击的目的。桥梁建设过程中，为顺利实现建设目标，往往过分强调规范化和标准化，但在实际操作过程中却存在着大量不确定性、不可预见的潜在因素，如来自于环境、材料、人为及结构自身的原因等，使得桥梁的规划、设计、施工、运营过程都不可避免面临着各种风险。风险评估在桥梁工程领域的研究相对较少。目前桥梁工程领域风险评估研究主要涉及的方面有抗灾减灾、碰撞、项目管理、施工、政策与环境、投资等。
2 风险分析在桥梁工程中的应用
在碰撞方面主要有船碰撞和车碰撞，我国建立了船撞桥的事故数据库，并开发了该数据库管理软件，建立了船撞桥风险评估的一般性框架，在后果评价方面，提出了后果当量的概念。车撞引起的损失可以从对桥梁造成的损失，对车辆及其运送货物造成的损失，造成的人员伤害、在桥梁维修期间造成的交通堵塞等的间接损失，交通系统不畅造成的社会和经济损失，对环境造成的损失等方面考虑。在项目管理上，通过对风险管理与保险在钱江四桥工程中的应用的研究，探讨了风险管理与保险在桥梁工程中的应用，并对桥梁工程施工阶段的风险因素、风险管理机制、风险控制体系等项目风险管理。在施工方面主要有结构施工风险、施工进度风险、施工管理风险。在投资方面的研究主要是针对建设项目投资失控问题，分析投资风险因素及其对投资的影响。施工阶段工程投资风险因素，研究项目投资的动态控制原理及方法，建立了项目灰色控制体系，对影响投资的风险因素进行灰色关联辨识。
3 桥梁风险分析存在的问题
首先，从风险识别方法来讲，桥梁工程施工建设期间，可能引起工程风险的因素很多，其后果的严重程度也各不相同，所以不可能将所有的因素完全考虑到风险分析体系中。通过建立风险源普查表，从施工项目的实际工程情况着手，或从己有的桥梁工程事故中筛选确定，进行风险源普查，并根据工程进展和对风险源的认识深化，对风险源动态数据库进行新的扩充或删减。但就从目前收集的文献看，这方面的工作尚未展开。其次，风险概率估计是风险分析整个过程中最为复杂也是最为关键的核心步骤。目前工程风险评估领域里，在缺少相关统计资料的情况下，风险概率估计常常应用专家调查法进行，当然，该方法的前提是专家的判断应尽可能的真实可靠。再次，从风险后果估计方面来讲，定性的后果评价是用定性的指标如严重、一般、轻微等分级来描述损失的严重程度，这种方法对于风险损失难以定量估计情况下，虽然具有一定的适用性，但损失估计结果却不可难免的具有片面性缺陷。如何对桥梁施工风险后果进行系统、全面地分析与估算，是一个亟待解决的问题。桥梁工程风险事态所建立的后果模型既要考虑模型内部固有的风险，又要考虑模型本身失效的风险。最后，安全与否的判定，需要确定一个风险接受标准。风险可接受的标准实际上是公众愿意承受的经济负担和能够经受得起的风险之间的一种平衡，是经济、技术和安全之间的一种平衡。相对于我国的国情，桥梁工程领域里风险分析研究才刚刚起步，尚没有确定相应的风险可接受标准。
4 桥梁结构风险概率综合分析方法
概率估计是指通过对典型风险事态有影响的风险因素的调查分析，确定它们可能发生的状态及相应的概率，计算风险事态评价指标的概率分布，进而确定风险评估对象偏离预期目标的程度和可能发生偏离的概率。BP神经网络分析方法在桥梁风险分析中得到广泛应用，人工神经网络是在现代神经学、生物学、心理学等科学研究成果的基础上产生的，反映了生物神经系统的基本特征，是对生物神经系统的某种抽象、简化与模拟。人工神经网络的特点是具有优越的非线性映射能力和联想记忆能力，能够对不易用规则公式描述或需处理大量原始数据的情况，表现出极大的灵活性和自适应性。桥梁在施工阶段结构失效分析问题的复杂性、不确定性、非线性及其规律的非显性性状等正契合人工神经网络方法的特点，故引入人工神经网络方法是非常恰当的，这样就可发挥其强非线性逼近能力的优势以重构桥梁结构功能函数。
5 结 语
桥梁工程的基本特点是投资巨大、技术复杂、工程涉及面广、工程寿命周期长、一旦发生事故又影响重大，因此桥梁工程的决策问题也异常复杂，政府决策压力日益增大。建立桥梁工程风险评估体制，研究桥梁工程风险评估理论和方法将有助于完善桥梁建设管理体制，制定应对桥梁风险的有效措施，达到提高桥梁安全性的目的。近年来，工程风险分析在土木工程界的理论和应用研究已经受到了广大学者的关注，各种分析方法也正逐步得以应用。相比之下，国内桥梁工程风险分析受限于资料不足，研究还很不充分，其研究深度和研究水平也参差不齐，没有充分体现工程风险评估工具的有效性，难以满足方兴未艾的工程建设需要，当务之急就是要全面开展桥梁风险分析研究，分析风险事故发生的内在规律，对将要发生的风险情况做出预测，并根据预测情况对风险进行处置，将风险降低到可以接受的水平，促进行业技术的全面发展。
参考文献：
［1］陈建限.大跨度桥梁施工控制中的神经网络方法[J].桥梁建设,2001,(6).
［2］陈伟坷,黄艳敏.工程风险与工程保险[M].天津:天津大学出版社,2005.
［3］陈远祥,周高平,宾雪锋.工程项目施工阶段投资风险层次分析辨识模型[J].广西交通科技,2003,(3).
［4］戴彤宇.船撞桥及其风险分析[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2002.
［5］邓铁军.工程风险管理[M].北京:人民交通出版社,2004. 来源: 《建筑中文网》.
关键词：桥梁；风险分析；神经网络
桥梁工程面临的各种事故和潜在风险日益严重，一方面表现为桥梁工程事故发生的可能性比过去大大增加，除受到自然因素、人为因素所带来的风险外，还会受到由于结构形式创新、社会发展引起的特殊效应、全球变暖引起的极端气候等带来的一些新的风险事态。另一方面表现为风险事故的后果严重程度大大增加，从目前国内己建和在建的桥梁来看，投资规模动辄上亿、几十亿，甚至数百亿元人民币。这样的投资无论对于投资者还是国家，都是巨大的数目，风险事故所造成的生命、财产损失程度将会大大增加，对社会也会产生非常大的不利影响。工程事故的发生使得从事桥梁工程的管理、设计、施工和研究的人员在内心深处留下了无法磨灭的烙痕，也使我们深刻认识到在桥梁工程建设中所面临的巨大挑战，一系列的问题需要我们去深思、去研究，这些问题归根到底都是工程风险评估涉及到的研究内容，需要通过对工程项目的风险评估的研究才能科学地回答这些问题。
1风险评估理论在桥梁工程领域研究现状
随着经济的快速健康发展，我国桥梁建设突飞猛进。但在大批桥梁工程相继建成的同时，工程风险事故也屡屡发生。从风险事故发生的态势来看，一方面桥梁工程事故发生的可能性比过去大大增加，另一方面风险事故的后果严重程度大大增加，所以桥梁工程的风险也就越来越引起人们的重视。工程风险评估旨在以科学系统分析方法，辨识并分析工程风险因素，量化风险发生的概率，评估风险损失，并寻求各种可行的风险应对策略。通过风险评估的实施，除了可以整体检查并消除设计中的盲点、重复或遗漏，还可以在工程实施的过程中，应用各种风险应对措施，将意外事故的发生概率降到最低，以提高项目实施的安全水平，减少意外事故所造成的损失和冲击的目的。桥梁建设过程中，为顺利实现建设目标，往往过分强调规范化和标准化，但在实际操作过程中却存在着大量不确定性、不可预见的潜在因素，如来自于环境、材料、人为及结构自身的原因等，使得桥梁的规划、设计、施工、运营过程都不可避免面临着各种风险。风险评估在桥梁工程领域的研究相对较少。目前桥梁工程领域风险评估研究主要涉及的方面有抗灾减灾、碰撞、项目管理、施工、政策与环境、投资等。
2 风险分析在桥梁工程中的应用
在碰撞方面主要有船碰撞和车碰撞，我国建立了船撞桥的事故数据库，并开发了该数据库管理软件，建立了船撞桥风险评估的一般性框架，在后果评价方面，提出了后果当量的概念。车撞引起的损失可以从对桥梁造成的损失，对车辆及其运送货物造成的损失，造成的人员伤害、在桥梁维修期间造成的交通堵塞等的间接损失，交通系统不畅造成的社会和经济损失，对环境造成的损失等方面考虑。在项目管理上，通过对风险管理与保险在钱江四桥工程中的应用的研究，探讨了风险管理与保险在桥梁工程中的应用，并对桥梁工程施工阶段的风险因素、风险管理机制、风险控制体系等项目风险管理。在施工方面主要有结构施工风险、施工进度风险、施工管理风险。在投资方面的研究主要是针对建设项目投资失控问题，分析投资风险因素及其对投资的影响。施工阶段工程投资风险因素，研究项目投资的动态控制原理及方法，建立了项目灰色控制体系，对影响投资的风险因素进行灰色关联辨识。
3 桥梁风险分析存在的问题
首先，从风险识别方法来讲，桥梁工程施工建设期间，可能引起工程风险的因素很多，其后果的严重程度也各不相同，所以不可能将所有的因素完全考虑到风险分析体系中。通过建立风险源普查表，从施工项目的实际工程情况着手，或从己有的桥梁工程事故中筛选确定，进行风险源普查，并根据工程进展和对风险源的认识深化，对风险源动态数据库进行新的扩充或删减。但就从目前收集的文献看，这方面的工作尚未展开。其次，风险概率估计是风险分析整个过程中最为复杂也是最为关键的核心步骤。目前工程风险评估领域里，在缺少相关统计资料的情况下，风险概率估计常常应用专家调查法进行，当然，该方法的前提是专家的判断应尽可能的真实可靠。再次，从风险后果估计方面来讲，定性的后果评价是用定性的指标如严重、一般、轻微等分级来描述损失的严重程度，这种方法对于风险损失难以定量估计情况下，虽然具有一定的适用性，但损失估计结果却不可难免的具有片面性缺陷。如何对桥梁施工风险后果进行系统、全面地分析与估算，是一个亟待解决的问题。桥梁工程风险事态所建立的后果模型既要考虑模型内部固有的风险，又要考虑模型本身失效的风险。最后，安全与否的判定，需要确定一个风险接受标准。风险可接受的标准实际上是公众愿意承受的经济负担和能够经受得起的风险之间的一种平衡，是经济、技术和安全之间的一种平衡。相对于我国的国情，桥梁工程领域里风险分析研究才刚刚起步，尚没有确定相应的风险可接受标准。
4 桥梁结构风险概率综合分析方法
概率估计是指通过对典型风险事态有影响的风险因素的调查分析，确定它们可能发生的状态及相应的概率，计算风险事态评价指标的概率分布，进而确定风险评估对象偏离预期目标的程度和可能发生偏离的概率。BP神经网络分析方法在桥梁风险分析中得到广泛应用，人工神经网络是在现代神经学、生物学、心理学等科学研究成果的基础上产生的，反映了生物神经系统的基本特征，是对生物神经系统的某种抽象、简化与模拟。人工神经网络的特点是具有优越的非线性映射能力和联想记忆能力，能够对不易用规则公式描述或需处理大量原始数据的情况，表现出极大的灵活性和自适应性。桥梁在施工阶段结构失效分析问题的复杂性、不确定性、非线性及其规律的非显性性状等正契合人工神经网络方法的特点，故引入人工神经网络方法是非常恰当的，这样就可发挥其强非线性逼近能力的优势以重构桥梁结构功能函数。
5 结 语
桥梁工程的基本特点是投资巨大、技术复杂、工程涉及面广、工程寿命周期长、一旦发生事故又影响重大，因此桥梁工程的决策问题也异常复杂，政府决策压力日益增大。建立桥梁工程风险评估体制，研究桥梁工程风险评估理论和方法将有助于完善桥梁建设管理体制，制定应对桥梁风险的有效措施，达到提高桥梁安全性的目的。近年来，工程风险分析在土木工程界的理论和应用研究已经受到了广大学者的关注，各种分析方法也正逐步得以应用。相比之下，国内桥梁工程风险分析受限于资料不足，研究还很不充分，其研究深度和研究水平也参差不齐，没有充分体现工程风险评估工具的有效性，难以满足方兴未艾的工程建设需要，当务之急就是要全面开展桥梁风险分析研究，分析风险事故发生的内在规律，对将要发生的风险情况做出预测，并根据预测情况对风险进行处置，将风险降低到可以接受的水平，促进行业技术的全面发展。
参考文献：
［1］陈建限.大跨度桥梁施工控制中的神经网络方法[J].桥梁建设,2001,(6).
［2］陈伟坷,黄艳敏.工程风险与工程保险[M].天津:天津大学出版社,2005.
［3］陈远祥,周高平,宾雪锋.工程项目施工阶段投资风险层次分析辨识模型[J].广西交通科技,2003,(3).
［4］戴彤宇.船撞桥及其风险分析[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2002.
［5］邓铁军.工程风险管理[M].北京:人民交通出版社,2004. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200904/12927.htm
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