[發明專利]一種基于貝葉斯網絡的土質邊坡坍塌事故診斷方法

在審

• 申請號: 201910443406.X
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110610187A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 楊志華;謝洪濤;代紹海;段軍;劉波;王甲賢;賈述項;余平軍
• 申請（專利權）人: 施甸縣保施高速公路投資開發有限公司;昆明理工大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 11453 北京名華博信知識產權代理有限公司
• 代理人: 薛飛

本發明涉及一種基于貝葉斯網絡的土質邊坡坍塌事故診斷方法，屬于土木工程技術領域。當樣本數量達到設置閾值時，建立一個貝葉斯網結構原型，再通過數據學習來求精，從原型結構中獲取最正確的結構；將貝葉斯網絡各節點要素劃分為多種狀態，并用弧段建立節點之間的概率關系，采用EI算法對樣本數據進行訓練獲取貝葉斯網絡中節點狀態演化的條件概率；建立多要素引發邊坡坍塌事故發生的貝葉斯網絡模型。本發明利用貝葉斯網絡構建邊坡坍塌事故診斷系統，實現了對原因復雜的邊坡坍塌事故進行智能化診斷的功能，提高了事故診斷的準確性和靈活性，該系統不僅可用于事故診斷，還可用于坍塌事故的風險管理。

技術領域

本發明屬于邊坡施工技術領域和安全工程技術領域，更具體的說涉及一種基于貝葉斯網絡的土質邊坡坍塌事故診斷方法。

背景技術

土質邊坡的坍塌事故是土木工程領域常見的事故類型，邊坡坍塌事故的影響因素十分復雜，在坍塌事故發生后許多證據都會被坍塌土體所掩埋；因此傳統的坍塌事故調查分析方法很難查清事故的真實成因，大都將事故成因歸結為降雨、地質條件變化等自然因素；而實質上有許多邊坡發生坍塌是由于設計施工措施不當所導致的，但傳統的事故調查方法無法揭示事故的真實成因。基于貝葉斯網絡的土質邊坡坍塌事故診斷方法建立在大量坍塌事故樣本數據的基礎上，借助于條件概率、不確定推理方法，可以通過有限的表觀數據推斷邊坡坍塌事故的真實成因，該方法的應用能夠比較準確地推斷出坍塌事故的主要原因，不僅有助于界定設計、施工單位在坍塌事故中所承擔的責任，同時還能應用于改善土質邊坡的設計施工參數，提高邊坡的設計施工水平，確保工程質量，降低邊坡坍塌事故發生概率，具有顯著的經濟效益和社會效益。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：解決土質邊坡坍塌事故診斷系統快速準確診斷和原因分析問題。

為了解決上述問題，本發明是采用以下技術方案實現的：所述的基于貝葉斯網絡的土質邊坡坍塌事故診斷方法包括以下步驟：

步驟1、通過文獻研究和專家調查法獲取邊坡坍塌事故的影響因素，確定土質邊坡坍塌事故數據采集標準；

步驟2、由安全監督部門按照數據采集標準收集邊坡坍塌事故的案例樣本，建立邊坡坍塌事故數據庫；

步驟3.當樣本數量達到設置閾值時，建立一個貝葉斯網結構原型，再通過數據學習來求精，從原型結構中獲取最正確的結構；

步驟4.將貝葉斯網絡各節點要素劃分為多種狀態，并用弧段建立節點之間的概率關系，采用EI算法對樣本數據進行訓練獲取貝葉斯網絡中節點狀態演化的條件概率；

步驟5.利用MATLAB軟件，建立多要素引發邊坡坍塌事故發生的貝葉斯網絡模型；

步驟6.針對具體的邊坡坍塌事故，調查事故中可見的信息，根據可見信息推斷事故的成因。

優選的，所述坍塌事故影響因素（1）包括：地下水、地表水、土體的親水性、土體的容重增加、邊坡坡率、坡頂荷載、土體軟化、坡腳開挖、預加固體系強度、支擋結構的強度、預加固體系受力時機、施工質量。

優選的，所述貝葉斯網絡結構（3），分別從邊坡的荷載增加、邊坡抗力下降兩個方面建立邊坡坍塌的貝葉斯網絡結構。

優選的。所述樣本數量閾值（3），坍塌事故樣本數量大于150個。

優選的，所述將貝葉斯網絡各節點要素劃分為多種狀態（3），各節點要素劃分為很高、高、中、較低、低五種狀態，目標節點坍塌事故發生只分為兩種狀態：發生、不發生。

本發明有益效果：

本發明使用簡單、方便，該方法的應用能夠比較準確地推斷出坍塌事故的主要原因，不僅有助于界定設計、施工單位在坍塌事故中所承擔的責任，同時還能應用于改善圖紙邊坡的設計施工參數，提高邊坡的設計施工水平，確保工程質量，降低邊坡坍塌事故發生概率，具有顯著的經濟效益和社會效益。