设计导致的地铁工程全生命期安全风险评估研究

地铁的建设与运维安全 对城市的经济发展、社会稳 定等具有重大的意义。传统 的安全风险管理方式往往聚 焦于地铁的建设或运维阶段 ，尽管取得了丰硕的成果， 却也面临着突出的瓶颈。设 计阶段在基础设施全生命期 中发挥着龙头作用，在设计 阶段开展面向安全的设计（ Design for Safety，DFS） 对降低全生命期安全风险具 有积极的作用。本书以基础 设施（地铁）设计阶段为切 入点，系统解析DFS内涵与 机理，结合对施工、运维安 全风险事故的研究，识别并 分析设计方案中潜在的导致 全生命周期安全事故的风险 要素，构建了DFS知识库并 运用智能信息技术开展设计 安全风险的智能化评估，为 设计阶段开展DFS以及全生 命期安全风险管理提供重要 参考。 本书适合基础设施设计 、施工、运维等单位的管理 人员和技术人员参考，也可 以供从事基础设施安全研究 的科研人员及相关专业的教 师、研究生和高年级本科生 阅读。

1 绪论 1.1 研究背景和研究意义 1.1.1 研究背景 1.1.2 研究意义 1.2 文献综述及现有研究的不足 1.2.1 国内外DFS研究综述 1.2.2 工程安全风险相关研究 1.2.3 知识管理在安全风险管理中的应用 1.2.4 现有研究的不足 1.3 研究内容和框架 1.3.1 选题来源 1.3.2 研究对象界定 1.3.3 研究内容与目标 1.3.4 技术路线 1.4 本章小结 2 基础理论与研究方法 2.1 DFS理论的基础 2.1.1 传统的安全风险管理理论 2.1.2 系统视角的安全理论 2.1.3 安全风险管理理论对DFS理论的支撑 2.2 安全风险识别的主要方法 2.2.1 传统的安全风险识别方法 2.2.2 安全风险识别智能方法 2.3 安全风险评估方法 2.3.1 风险矩阵法 2.3.2 层次分析法 2.3.3 网络层次分析法 2.3.4 模糊综合评估法 2.3.5 风险评估方法在设计方案安全风险评估中的应用 2.4 基于本体理论的知识管理 2.4.1 知识管理理论 2.4.2 本体理论 2.5 本章小结 3 地铁工程设计安全合规性要求及设计导致生命期安全事故分析 3.1 地铁设计系统构成 3.1.1 地铁系统的构成 3.1.2 地铁各设计阶段的主要内容 3.2 地铁各设计阶段的安全管理主要内容 3.2.1 总体设计阶段 3.2.2 初步设计阶段 3.2.3 施工图设计阶段 3.2.4 施工组织设计阶段 3.3 现有法律法规及标准规范对设计安全性要求 3.3.1 现有法律法规对设计安全要求 3.3.2 现有标准规范对设计安全要求 3.4 设计导致的地铁工程安全事故数据库 3.4.1 事故案例搜集 3.4.2 设计导致的地铁事故分类模型 3.4.3 设计导致的地铁事故数据库（SDID） 3.5 设计导致的地铁工程生命期安全事故特征 3.5.1 设计导致的安全事故分布特征 3.5.2 基于复杂网络理论的地铁物理系统安全拓扑特性分析 3.6 设计导致生命期安全风险的机理 3.7 本章小结 4 基于本体的地铁工程DFS知识库构建 4.1 地铁工程DFS安全风险本体构建 4.1.1 安全知识的表示 4.1.2 本体构建的准则、方法和建模工具 4.1.3 Protege和SWRL的特点 4.1.4 DFS本体构建 4.1.5 DFS本体在Protfige中的实现 4.2 地铁工程DFS知识库构建 4.2.1 地铁工程DFS知识库框架 4.2.2 基于RBR与CBR的DFS规则推理 4.3 地铁工程DFS知识库在SQL Server中的实现 4.3.1 SQL Server平台和SQL Server 2012的特征 4.3.2 基于SQL Server 2012的DFS知识库构建 4.3.3 DFS知识库在SQL Server 2012中的实现 4.4 本章小结 5 集成BIM与DFS知识库的地铁工程设计方案安全风险识别 5.1 基于BIM的安全风险识别 5.1.1 安全风险识别的原则 5.1.2 基于BIM的安全风险识别框架 5.2 基于Revit的BIM技术二次开发 5.2.1 BIM的介绍 5.2.2 基于Revit的BIM二次开发 5.2.3 基于Revit的BIM软件开发环境配置 5.3 集成生命期信息的地铁工程BIM设计方案信息的获取 5.3.1 地铁工程生命期相关信息 5.3.2 集成生命期信息的地铁工程设计方案BIM模型构建 5.3.3 Revit数据结构 5.3.4 基于BIM模型的地铁工程设计方案信息获取 5.4 集成BIM与DFS知识库的安全风险识别 5.5 本章小结 6 基于FCM的地铁工程设计方案安全风险评估 6.1 模糊认知图理论及构建方法 6.1.1 模糊认知图理论的概念与发展 6.1.2 模糊认知图数学模型与构建方法 6.1.3 模糊认知图的推理机制 6.1.4 常见复杂结构的模糊认知图 6.1.5 FCM应用在地铁设计方案安全风险评估中的优势 6.2 基于聚合FCM的地铁工程设计方案安全风险评估模型 6.2.1 FCM评估模型中概念节点的确定 6.2.2 F'CM模型中概念节点间因果关系的确定 6.3 安全风险FCM评估模型初始值的确定方法 6.3.1 概念节点初始值的确定方法 6.3.2 因果关系强度大小的确定方法 6.3.3 基于NHL改进的设计方案安全风险FCM评估模型 6.4 本章小结 7 某区间工程盾构始发设计方案安全风险评估 7.1 案例背景 7.1.1 工程概况 7.1.2 水文地质条件 7.1.3 工程周边环境 7.2 盾构始发设计方案 7.2.1 设计范围、依据和原则 7.2.2 盾构始发井结构设计方案 7.2.3 盾构始发井施工组织设计方案 7.2.4 盾构始发设计方案的DFS本体 7.3 盾构始发设计方案安全风险识别 7.3.1 盾构始发设计方案的BIM模型构建 7.3.2 盾构始发设计方案信息提取 7.3.3 盾构始发设计方案安全风险识别结果分析 7.4 盾构始发设计方案安全风险评估 7.4.1 盾构始发设计方案FCM模型 7.4.2 模型初始值确定 7.4.3 基于NHL学习规则的盾构始发设