高土石坝工程建设期风险动态协同管理研究

High earth-rock dams' construction periods are so long that the risk factors always change, especially in the cofferdam water retaining stage, the temporary water retaining stage and reservoir initial filling stage, and meanwhile the risk levels and the capability against risks of dams are also different. Most of researches were done on the static analysis of risk factors which are relatively independent; while seldom took risk factors changing over time and the factors collaboration into consideration. Based on the principle of recognition after classification, firstly this study will establish multi-dimensional characteristic graph and dynamic risk identification model of WBS-RBS on the basis of Hall three-dimensional structure. Secondly, the uncertainty of the risk factors weighting will be evaluated by using systems engineering, unascertained mathematics and matter element analysis theories. Thirdly, combined with the development of social and economic, the acceptable risk assessment criteria will be determined and dynamic risk evaluation model will be established. Fourthly, on the base of exploring the intrinsic links and optimal control ranges in different stages of risk factors, collaborative control methods will be proposed when the risk factors always change. Finally, collaborative risk management model will be established to reach the input (measures which should be taken to control overall risk) -output(risk control effect) optimization, and the efficiency of risk management will be improved effectively.

高土石坝工程建设周期长，在围堰挡水阶段、坝体临时挡水阶段、水库初期蓄水阶段风险因子在不断变化，风险程度也不一样，大坝抵抗风险的能力也不同。已有的研究大多是对相对独立的风险要素进行静态的分析，很少考虑风险因子随时间变化以及因子之间协同控制的风险管理。本研究依据先分类后识别的原则，建立风险因子多维特性功效图形和基于霍尔三维结构的WBS-RBS风险动态识别模型；利用系统工程学、未确知数学及物元分析等理论，解决风险因子权重评价的不确定性，结合社会、经济发展，确定可接受的风险评价准则，构建风险动态评价模型；研究各风险因子的内在联系及不同阶段的最优控制范围，提出风险因子动态变化下的协同控制方法，建立风险动态协同管理模型，寻求投入（为控制总体风险而采取的各种措施）- - 产出（风险控制效果）的最优化，提高风险管理效率。

高土石坝工程建设期各项功能尚未完善，各类参数指标尚未达到设计要求，影响安全、质量、进度和成本等目标协同实现的定性、定量指标多且相互作用，因而是风险事件的高发期。.本研究基于霍尔三维结构和风险形成路径分析，采用WBS-RBS矩阵和logistic回归分析理论，定性与定量相结合识别高土石坝建设期风险因子。分析上游来水、导流建筑物泄流能力和挡水建筑物顶部高程等关键因素的不确定性，基于Monte-Carlo方法模拟水文、水力和施工进度，建立高土石坝建设期漫坝风险动态分析模型，揭示相关因素不确定性对于土石坝建设期漫坝风险的影响特性。采用S型曲线分布作为拟合函数，将常规突变评价值映射到底层指标隶属度上得到改进的突变评价值，解决常规突变评价法存在的突变评价值过高、优劣方案的突变评价值过于接近的问题，并应用于土石坝建设期安全、质量、进度和成本多目标风险评价，分析结果更具客观性的同时也更为清晰。定量分析标准反应谱下降段衰减系数值的变化与高土石坝地震响应之间的关系，提出对于高度超过200m土石坝，其规范化的标准反应谱下降段的衰减系数γ取0.7比规范规定的0.6更为合适。拟合土石坝建设期质量-工期分段函数和质量-工期-成本函数，构建多目标综合均衡优化模型并提出了一种基于遗传免疫算子的骨干微粒群算法，解决了模糊不确定环境中多种作业实施模式下的工期-成本-质量综合优化问题。引入加权广义马氏距离解决传统TOPSIS方法中决策结果受属性指标量纲影响大、未考虑属性指标间的相关性、协方差矩阵不可逆的问题，对工期-成本-质量均衡优化结果进行智能决策优选。.本研究将周期性风险管理与高土石坝建设过程有机结合，建立综合考虑质量、安全、进度、成本以及外部环境因素的风险动态协同管理模型。对于完善水库大坝风险管理理论，促进其在高土石坝工程建设中的实际应用具有重要的理论和实际意义。