综合管廊的安全性态评价方法、装置、处理器及存储介质

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体地涉及一种综合管廊的安全性态评价方法、装置、处理器、存储介质及计算机产品。

背景技术

综合管廊是一种位于底下的公共基础设施，即在底下建造一个隧道空间，将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线基于一体，设有专门的检修口、吊装口和检测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的中药基础设施和“生命线”。

但是由于受地下水、地应力、环境扰动、结构形式、管理因素等多方面影响，综合管廊运行过程中其内部结构存在不确定性、多因素耦合性以及时变性。

在现有技术中仅仅依靠单类传感器检测难以准确地反应出综合管廊安全状况，有时面对复杂的地形状况，难以对综合管廊的安全性进行比较全面的评价。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种综合管廊的安全性态评价方法、装置、处理器、存储介质及计算机产品。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种综合管廊的安全性态评价方法，包括：

根据预设反馈模型确定权重的排列顺序；

根据排列顺序确定各个风险因子的权重值；

根据权重值调节综合管廊的安全系数；

通过安全系数对围岩强度参数进行折减；

根据折减后的围岩强度参数确定不同工况对应的围岩稳定性；

根据围岩强稳定性确定综合管廊的安全性态。

在一个实施例中，根据预设反馈模型确定权重的排列顺序包括：将风险因子输入至预设反馈模型，以确定风险因子中包含的多个风险因子的权重的排列顺序。

在一个实施例中，风险因子包括自然因素、工程因素、管理因素中的至少一者；自然因素包括地震、暴雨、滑坡、地质缺陷中至少一者；工程因素包括衬砌破坏、施工质量、围岩变形中至少一者；管理因素包括维护巡检、邻区建筑物中至少一者。

在一个实施例中，根据权重值调节综合管廊的安全系数包括：安全系数与风险因子的权重值成正比。

在一个实施例中，安全系数的最小值为1。

在一个实施例中，将折减后的围岩强度参数输入至有限元软件；通过有限元软件对不同类型的典型断面进行建模，以确定不同埋深状态下隧洞围岩的位移与应力分布；根据所移与应力分布确定不同工况对应的围岩稳定性。

本发明第二方面提供一种综合管廊的安全性态评价装置，包括：

权重确定模块，被配置成根据预设反馈模型确定权重的排列顺序；根据排列顺序确定各个风险因子的权重值；

安全系数确定模块，被配置成根据权重值调节综合管廊的安全系数；

围岩稳定性确定模块，被配置成通过安全系数对围岩强度参数进行折减；根据折减后的围岩强度参数确定不同工况对应的围岩稳定性；

安全形态确定模块，被配置成根据围岩强稳定性确定综合管廊的安全性态。

本发明第三方面提供一种处理器，被配置成执行上述的综合管廊的安全性态评价方法。

本发明第四方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得处理器被配置成执行上述的综合管廊的安全性态评价方法。

本发明第五方面提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现如上述的综合管廊的安全性态评价方法。

上述技术方案，通过对多源信息进行融合来对山区综合管廊的安全性态进行评价，可以结合多种风险因子对隧洞工程安全的影响的大小，得到综合管廊的强度安全系数，通过安全系数对围岩强度参数进行折减，根据得到的围岩强度参数计算不同工况下的围岩稳定性，以此来评价综合管廊的安全性态，可以使得对综合管廊的安全性态的评价更加全面科学，得到的评价结果也更精准，并且此方法有良好的经济性与推广前景。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1示意性示出了根据本发明实施例的综合管廊的安全性态评价方法的流程示意图；

图2示意性示出了本发明实施例中可能存在的风险因子树状图；

图3示意性示出了本发明实施例中圆型隧洞的围岩有限元剖分网络模型图；

图4示意性示出了本发明实施例中上下圆形隧洞的围岩有限元剖分网络模型图；

图5示意性示出了本发明实施例中拱门型隧洞的围岩有限元剖分网络模型图；

图6示意性示出了本发明实施例中圆型隧洞100米埋深水平方向应力分布示例图；

图7示意性示出了本发明实施例中圆型隧洞100米埋深竖直方向应力分布图；

图8示意性示出了本发明实施例中上下圆拱型隧洞200米深埋水平方向应力分布图；

图9示意性示出了本发明实施例中上下圆拱型隧洞200米深埋竖直方向应力分布图；

图10示意性示出了本发明实施例中拱门型隧洞300米深埋水平方向应力分布图；

图11示意性示出了本发明实施例中拱门型隧洞300米深埋竖直方向应力分布图；

图12示意性示出了根据本发明实施例的综合管廊的安全性态评价装置结构框图；

图13示意性示出了根据本发明实施例的计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1示意性示出了根据本发明实施例的综合管廊的安全性态评价方法的流程示意图。如图1所述，在本发明一实施例中，提供了一种综合管廊的安全性态评价方法，包括以下步骤：

步骤101，根据预设反馈模型确定权重的排列顺序。

步骤102，根据排列顺序确定各个风险因子的权重值。

步骤103，根据权重值调节综合管廊的安全系数。

步骤104，通过安全系数对围岩强度参数进行折减。

步骤105，根据折减后的围岩强度参数确定不同工况对应的围岩稳定性。

步骤106，根据围岩强稳定性确定综合管廊的安全性态。

在一个实施例中，根据预设反馈模型确定权重的排列顺序包括：将风险因子输入至预设反馈模型，以确定风险因子中包含的多个风险因子的权重的排列顺序。

预设反馈模型可以是利用仿真软件构建的系统动力学反馈模型。风险因子的权重指的是风险因子对综合管廊安全的影响程度。用户将风险因子输入至预设反馈模型，根据用户输入的风险因子构建的系统动力学反馈模型可以确定各个风险因子的权重的排列顺序。

用户通过预设反馈模型确定的风险因子的权重的排列顺序可以确定风险因子的权重值。例如，用户设置的权重值的范围一般在1-2.5之间，假设，根据反馈模型确定的权重排列顺序中，地下水位变化这一风险因子的权重最大，则用户可以将该风险因子的权重赋值为2.5，而施工质量这一风险因子的权重最小，则用户可以将该风险因子的权重赋值为1。用户可以根据确定的风险因子的权重值来调节综合管廊的安全系数，安全系数与风险因子的权重值一般成正比，权重值越高安全系数越高，用户设置的安全系数的取值范围一般在1-3之间。

在用户确定了安全系数后，可以通过确定的安全系数对围岩强度参数进行折减，安全系数值越大，折减力度越大。得到折减后的围岩强度参数后，将折减后的围岩参数输入给有限元软件，有限元软件可以通过接受到的参数值反应围岩的位移与应力分布，通过对围岩的位移与应力分布的反应可以确定不同工况下的围岩稳定性。最后用户根据有限元软件反应的不同工况下的围岩稳定性确定纵膈管廊的安全性态。例如，将折减后的围岩参数输入至FLAC3D有限元软件来反应不同工况下的围岩稳定性。

在一个具体实施例中，风险因子包括自然因素、工程因素、管理因素中的至少一者；自然因素包括地震、暴雨、滑坡、地质缺陷中至少一者；工程因素包括衬砌破坏、施工质量、围岩变形中至少一者；管理因素包括维护巡检、邻区建筑物中至少一者。

图2示意性示出了隧洞工程200中可能存在的风险因子，风险因子可以包括自然因素201，工程因素202，管理因素203，其自然因素201可以包括：地震2011，暴雨2012，滑坡2013，地质缺陷2014，地下水位变化2015，工程因素202可以包括：衬砌破坏2021，施工质量2022，围岩变形2023，管理因素203可以包括：维护巡检2031，邻区建筑物2032。

用户可以将上述风险因子输入仿真软件构建的预设反馈模型，仿真软件根据接收的风险因子构建反馈模型，该反馈模型可以将风险因子的权重进行顺序排列，以方便用户根据排列的权重对各个风险因子的权重值进行赋值。

在一个实施例中，根据权重值调节综合管廊的安全系数包括：安全系数与风险因子的权重值成正比。

在一个实施例中，安全系数的最小值为1。

在一个实施例中，根据权重值调节综合管廊的安全系数包括：安全系数与风险因子的权重值成正比，并且安全系数的最小值为1。

风险因子的权重指风险因子对综合管廊工程的影响程度，通过仿真软件构建系统动力学反馈模型对风险因子的权重进行排序后，用户可以对权重进行赋值，而安全系数与风险因子的权重值成正比，风险因子的权重值越高，安全系数取值越大，一般用户选择的安全系数最小值为1，范围在1-3之间。

在一个实施例中，根据折减后的围岩强度参数确定不同工况对应的围岩稳定性包括：将折减后的围岩强度参数输入至有限元软件；通过有限元软件对不同类型的典型断面进行建模，以确定不同埋深状态下隧洞围岩的位移与应力分布；根据位移与应力分布确定不同工况对应的围岩稳定性。

用户根据风险因子的权重值调节到合适的安全系数后，会通过安全系数对围岩强度参数进行折减，用户可以将折减后的围岩强度参数输入至有限元软件，例如FLAC3D有限元软件，有限元软件根据接受的围岩参数对不同类型的典型断面进行建模，如图3所示的圆型隧洞的围岩有限元剖分网络模型图；如图4所示的上下圆形隧洞的围岩有限元剖分网络模型图；如图5所示的拱门型隧洞的围岩有限元剖分网络模型图，获得有限元剖分网络模型图后，再对不同埋深状态下隧洞围岩的位移与应力分布进行确定，如图6所示为圆型隧洞100米埋深水平方向应力分布示例图，如图7所示为圆型隧洞100米埋深竖直方向应力分布图；如图8所示为上下圆拱型隧洞200米深埋水平方向应力分布图，如图9所示为上下圆拱型隧洞200米深埋竖直方向应力分布图；如图10所示为拱门型隧洞300米深埋水平方向应力分布图，如图11所示为拱门型隧洞300米深埋竖直方向应力分布图。

在一个实施例中，图12示意性示出了一种综合管廊的安全性态评价装置1200，装置1200包括：

权重确定模块1201，被配置成根据预设反馈模型确定权重的排列顺序；根据排列顺序确定各个风险因子的权重值；

安全系数确定模块1202，被配置成根据权重值调节综合管廊的安全系数；

围岩稳定性确定模块1203，被配置成通过安全系数对围岩强度参数进行折减；根据折减后的围岩强度参数确定不同工况对应的围岩稳定性；

安全形态确定模块1204，被配置成根据围岩强稳定性确定综合管廊的安全性态。

权重确定模块1201根据用户输入的风险因子构建反馈模型，反馈模型对用户输入的风险因子进行建模，可以确定各个风险因子的权重的排列顺序，用户可以根据权重确定模块1201确定的风险因子的权重的排序对权重进行赋值。权重确定模块1201确定了各个风险因子的权重值后，安全系数确定模块1202根据权重确定模块1201确定的权重值调节综合管廊的安全系数，其中，安全系数与权重值成正比，权重值越大安全系数越大。

围岩稳定性确定模块1203通过得到的安全系数对围岩强度参数进行折减，并根据折减后的围岩强度参数通过有限元软件计算得到不同工况下的围岩稳定性，例如通过FLAC3D有限元软件根据通过折减后对不同工况下的围岩稳定性进行确认，如图3所示的圆型隧洞的围岩有限元剖分网络模型图；如图4所示的上下圆形隧洞的围岩有限元剖分网络模型图；如图5所示的拱门型隧洞的围岩有限元剖分网络模型图，获得有限元剖分网络模型图后，再对不同埋深状态下隧洞围岩的位移与应力分布进行确定，如图6所示为圆型隧洞100米埋深水平方向应力分布示例图，如图7所示为圆型隧洞100米埋深竖直方向应力分布图；如图8所示为上下圆拱型隧洞200米深埋水平方向应力分布图，如图9所示为上下圆拱型隧洞200米深埋竖直方向应力分布图；如图10所示为拱门型隧洞300米深埋水平方向应力分布图，如图11所示为拱门型隧洞300米深埋竖直方向应力分布图。根据得到的围岩强度稳定性，安全形态确定模块1204可以对综合管廊的安全性态进行评价。

在一个实施例中，提供了一种处理器，被配置成执行上述实施例中任意一项的综合管廊的安全性态评价方法。

处理器将用户输入的风险因子利用仿真软件构建系统动力学反馈模型，通过反馈模型得到风险因子的权重的排序，用户可以根据风险因子的权重的排序对权重值进行确认，并且通过确认的风险因子的权重值来调节安全系数，其中安全系数的值与权重的值成正比，风险因子的权重值越高，安全系数越大。安全系数数值范围一般取1-3之间，处理器得到用户调节的安全系数后，通过安全系数对综合管廊的围岩强度参数进行折减，安全系数越大，折减程度越高，得到折减后的围岩强度参数后，处理器根据折减后的围岩强度参数，利用有限元软件计算不同工况下的围岩稳定性，并且根据得到的不同工况下的围岩稳定性，来确定综合管廊的安全性态。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来确定综合管廊的安全性态评价方法。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述综合管廊的安全性态评价方法。

本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述综合管廊的安全性态评价方法。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图13所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器A01、网络接口A02、存储器(图中未示出)和数据库(图中未示出)。其中，该计算机设备的处理器A01用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括内存储器A03和非易失性存储介质A04。该非易失性存储介质A04存储有操作系统B01、计算机程序B02和数据库(图中未示出)。该内存储器A03为非易失性存储介质A04中的操作系统B01和计算机程序B02的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储餐具的位置数据。该计算机设备的网络接口A02用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序B02被处理器A01执行时以实现综合管廊的安全性态评价方法。

本领域技术人员可以理解，图13中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：根据预设反馈模型确定权重的排列顺序；根据排列顺序确定各个风险因子的权重值；根据权重值调节综合管廊的安全系数；通过安全系数对围岩强度参数进行折减；根据折减后的围岩强度参数确定不同工况对应的围岩稳定性；根据围岩强稳定性确定综合管廊的安全性态。

在一个实施例中，根据预设反馈模型确定权重的排列顺序包括：将风险因子输入至预设反馈模型，以确定风险因子中包含的多个风险因子的权重的排列顺序。

在一个实施例中，风险因子包括自然因素、工程因素、管理因素中的至少一者；自然因素包括地震、暴雨、滑坡、地质缺陷中至少一者；工程因素包括衬砌破坏、施工质量、围岩变形中至少一者；管理因素包括维护巡检、邻区建筑物中至少一者。

在一个实施例中，根据权重值调节综合管廊的安全系数包括：安全系数与风险因子的权重值成正比。

在一个实施例中，安全系数的最小值为1。

在一个实施例中，将折减后的围岩强度参数输入至有限元软件；通过有限元软件对不同类型的典型断面进行建模，以确定不同埋深状态下隧洞围岩的位移与应力分布；根据所移与应力分布确定不同工况对应的围岩稳定性。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：根据预设反馈模型确定权重的排列顺序；根据排列顺序确定各个风险因子的权重值；根据权重值调节综合管廊的安全系数；通过安全系数对围岩强度参数进行折减；根据折减后的围岩强度参数确定不同工况对应的围岩稳定性；根据围岩强稳定性确定综合管廊的安全性态。

在一个实施例中，根据预设反馈模型确定权重的排列顺序包括：将风险因子输入至预设反馈模型，以确定风险因子中包含的多个风险因子的权重的排列顺序。

在一个实施例中，风险因子包括自然因素、工程因素、管理因素中的至少一者；自然因素包括地震、暴雨、滑坡、地质缺陷中至少一者；工程因素包括衬砌破坏、施工质量、围岩变形中至少一者；管理因素包括维护巡检、邻区建筑物中至少一者。

在一个实施例中，根据权重值调节综合管廊的安全系数包括：安全系数与风险因子的权重值成正比。

在一个实施例中，安全系数的最小值为1。

在一个实施例中，将折减后的围岩强度参数输入至有限元软件；通过有限元软件对不同类型的典型断面进行建模，以确定不同埋深状态下隧洞围岩的位移与应力分布；根据所移与应力分布确定不同工况对应的围岩稳定性。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。