基于DBN的桥梁顶升改造施工安全风险分析

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S1.0015

中国安全科学学报 ›› 2025, Vol. 35 ›› Issue (S1): 93-96.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S1.0015

基于DBN的桥梁顶升改造施工安全风险分析

吴昊¹(), 董凯¹, 王成虎¹, 尤洋²^,^**()

¹ 青岛路桥建设集团有限公司, 山东青岛 266000
² 山东交通学院交通土建工程学院, 山东济南 250357

收稿日期:2025-01-20 修回日期:2025-03-22 出版日期:2025-09-02
通信作者:
^** 尤洋(1995—),男,山东潍坊人,博士,副教授,主要从事桥梁施工方面的研究。E-mail:574948117@qq.com。
作者简介:
吴昊 (1985—),男,山东莱西人,本科,高级工程师,主要从事桥梁施工方面的工作。E-mail:z5hao@126.com。
董凯, 高级工程师
王成虎, 高级工程师
尤洋, 副教授
基金资助:
山东省自然科学基金资助(ZR2024ME215); 山东省自然科学基金资助(ZR2023QE324)

Safety risk analysis of bridge jacking renovation construction based on DBN

WU Hao¹(), DONG Kai¹, WANG Chenghu¹, YOU Yang²^,^**()

¹ Qingdao Highway & Bridge Group Co., Ltd., Qingdao Shandong 266000, China
² School of Transportation and Civil Engineering, Shandong Jiaotong University, Ji'nan Shandong 250357, China

Received:2025-01-20 Revised:2025-03-22 Published:2025-09-02

摘要/Abstract

摘要： 为合理控制桥梁顶升改造施工风险,提出一种基于动态贝叶斯网络(DBN)的桥梁顶升改造施工安全风险分析方法。考虑到桥梁顶升改造施工中存在的多变风险因素及其随时间的动态变化特性,从“人、物、环境、管理”4个方面建立风险指标体系,并引入时间维度构建DBN模型,利用模糊理论和专家评分法量化网络节点的概率,随后通过Leaky Noisy-or Gate扩展模型修正条件概率;通过建立的DBN网络模型进行双向推理,动态分析桥梁顶升改造施工的安全风险。结果表明:桥梁顶升施工的关键风险因素是环境因素,而物的因素影响较小;天气、千斤顶故障、现场施工管理水平以及下部结构不稳定是敏感度最高的风险因素,应该在桥梁顶升改造施工过程中进行重点防范。

关键词: 动态贝叶斯网络(DBN), 桥梁顶升改造施工, 施工安全, 风险分析, 条件概率, 风险因素

Abstract:

To effectively control the risks associated with bridge jacking renovation construction, a safety risk analysis method of bridge jacking renovation construction based on DBN was proposed. By considering the diverse risk factors and their dynamic changes over time in bridge jacking renovation construction, a risk index system was established from four aspects: human, material, environmental, and management. A DBN model was constructed by incorporating the time dimension, with network node probabilities quantified using fuzzy theory and expert scoring. The conditional probabilities were refined through the Leaky Noisy-or Gate extension model. Bidirectional inference was performed using the established DBN model to dynamically analyze the safety risks of bridge jacking renovation construction. The results indicate that environmental factors are the primary risk contributors to bridge jacking renovation construction, while material factors have a lesser impact. Weather, jack failure, on-site construction management, and substructure instability are identified as the most sensitive risk factors, warranting focused prevention measures during bridge jacking renovation construction.

Key words: dynamic Bayesian network (DBN), bridge jacking renovation construction, construction safety, risk analysis, conditional probability, risk factor

中图分类号:

X948

吴昊, 董凯, 王成虎, 尤洋. 基于DBN的桥梁顶升改造施工安全风险分析[J]. 中国安全科学学报, 2025, 35(S1): 93-96.

WU Hao, DONG Kai, WANG Chenghu, YOU Yang. Safety risk analysis of bridge jacking renovation construction based on DBN[J]. China Safety Science Journal, 2025, 35(S1): 93-96.

图/表 6

图1

表1

图2

表2

图3

表3

参考文献 15

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类别	代号	风险因素
物的因素	D₁	千斤顶故障
	D₂	临时支撑故障
	D₃	下部结构不稳定
环境因素	E₁	恶劣天气
环境因素	E₂	地基不良
人员因素	H₁	操作不当
	H₂	沟通不畅
	H₃	施工人员安全意识低下
管理和计划因素	M₁	风险应急预案
	M₂	现场施工管理水平
	M₃	安全技术交底与培训
	M₄	安全措施费投入

序号	语言变量	三角模糊数
1	非常高	(0.9,1,1)
2	高	(0.7,0.9,1)
3	偏高	(0.5,0.7,0.9)
4	中等	(0.3,0.5,0.7)
5	偏低	(0.1,0.3,0.5)
6	低	(0,0.1,0.3)
7	非常低	(0,0,0.1)

风险因素	初始概率	后验概率	ROV
E₁	0.154	0.528	2.422
D₁	0.158	0.361	1.282
M₂	0.208	0.448	1.152
D₃	0.167	0.342	1.054
M₁	0.183	0.298	0.623
H₃	0.246	0.390	0.586
E₂	0.246	0.386	0.570
H₁	0.275	0.410	0.489
H₂	0.288	0.382	0.327
M₃	0.300	0.347	0.155
D₂	0.242	0.265	0.098
M₄	0.246	0.254	0.035

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Safety risk analysis of bridge jacking renovation construction based on DBN

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