[发明专利]一种隧道渗漏水风险空间相依性预测方法及预测系统

权利要求书

1.一种隧道渗漏水风险空间相依性预测方法，其特征在于，所述隧道渗漏水风险空间相依性预测方法包括：

步骤一，通过分析盾构隧道运营期渗漏水风险的演化机理，确定影响盾构隧道运营期渗漏水的风险因素，构建影响盾构隧道渗漏水的风险三级指标体系，形成安全风险感知框架；

步骤二，利用贝叶斯网络结构图确定系统中所有风险因素之间的相互作用，拟合隧道渗漏水风险系统；再通过各个风险指标的实测数据确定Copula函数理念中的最优边缘分布，表征风险指标的实测值分布规律，并输入贝叶斯网络的DAG中，构建符合实际工程的渗漏水风险评价模型；

步骤三，使用各个风险指标的实测数据验证构建的PCBN模型，构建出的PCBN模型获取风险系统中各个风险指标间的空间相依性关系，及耦合作用下各个风险指标对于渗漏水风险的空间相依性影响信息；

步骤四，利用根据风险指标实测值构建的该隧道工程运营期渗漏水风险评价PCBN模型对该隧道的渗漏水风险状态进行评估；再利用系统风险指标对风险输出结果的相关性程度进行决策优先权确定。

2.如权利要求1所述的隧道渗漏水风险空间相依性预测方法，其特征在于，步骤一中，所述影响盾构隧道运营期渗漏水的二级风险因素包括接头渗漏水B1、裂缝渗漏水B2、衬砌材料劣化程度B3、其他因素B4四类；

接头渗漏水B1包括：接缝宽度V1、管片错台量V2、封垫破损及老化率V3、螺栓失效率V4；

裂缝渗漏水B2包括：裂缝面积V5-裂缝长度V51、裂缝宽度V52；

衬砌材料劣化程度B3包括：管片剥落面积V6、衬砌强度降低比值V7、钢筋截面损失率V8；

其他因素B4包括：土层含水率V9、管片差异沉降V10、拱顶土压力增大系数V11；

影响盾构隧道渗漏水的风险三级指标体系包括基于对盾构隧道病害的发生机理及各种病害间的相互关系的分析综合选取的用于评估渗漏水风险状态的指标。

3.如权利要求1所述的隧道渗漏水风险空间相依性预测方法，其特征在于，所述步骤二中，PCBN模型的贝叶斯网络结构设计确定方法进一步包括：

(1)将风险系统中的三级风险指标作为节点输入贝叶斯网络，将基于经验和专家知识下的相关关系用有向箭线表示在网络中，完成DAG结构图初步构建；

(2)基于实测数据对节点进行Spearman相关系数的独立性假设检验，并剔除相互独立节点的经验相关关系，对贝叶斯网络DAG结构进行修剪和完善；Spearman相关系数的独立性假设检验的过程如下：原假设H0：变量X和Y相互独立，备选假设H1：变量X和Y相关；Spearman相关系数的计算公式为

式中，为2个变量等级差，即2个风险指标实测值的排序之差；z为等级差的个数，即风险指标实测值的维度；在给定的显著水平α，确定临界值C_α，当βC_α时，拒绝H₀，即变量X和Y间存在相关关系；反之，当β≤C_α时，接受H₀，即变量X和Y相互独立；

(3)对完善后的DAG结构图计算两两风险指标之间的Spearman相关系数并输入DAG网络图的节点间的有向箭线上，量化渗漏水风险系统中的相关关系。