[发明专利]一种基于贝叶斯网络模型的临时看台结构安全评估方法

说明书

本发明公开一种基于贝叶斯网络模型的临时看台结构安全评估方法，步骤包括：1)建立用于临时看台安全评估的贝叶斯网络拓扑结构；2)根据贝叶斯网络拓扑结构生成连接树；3)获得贝叶斯网络根节点的先验概率和非根节点的条件概率表；4)对连接树进行量化；5)根据量化后的连接树，对临时看台结构安全进行评估。本发明提出了一种基于贝叶斯网络的临时看台结构安全评估方法，利用贝叶斯网络的强大功能，可以实现对临时看台整体结构进行安全评估的目的。

技术领域

本发明涉及看台结构评估领域，具体是一种基于贝叶斯网络模型的临时看台结构安全评估方法。

背景技术

临时看台结构在国际国内大型公共活动中有着非常广泛的应用，据统计，仅2012年，我国一、二线城市登记注册临时搭建看台就达1万余座，比2011年增加240％。然而临时看台在近几十年间快速发展过程中，倒塌事故依然时有发生，威胁着人们的生命安全。因此，开展临时看台结构安全评价研究具有重要意义。

目前对于临时看台结构的研究大都局限于局部的精细化研究，如从节点的构造、支撑的布置、力学的性能等角度分析如何防止临时看台的倒塌，而缺少从宏观的、整体的角度系统分析引起临时看台事故的原因。其原因主要是引起临时看台结构事故的致险因子繁多，很难找到一种能够统筹所有风险因素并给出合理系统评估的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于贝叶斯网络模型的临时看台结构安全评估方法，包括以下步骤：

1)建立用于临时看台安全评估的贝叶斯网络拓扑结构；

本发明中的贝叶斯网络拓扑结构包括根节点层、中间节点层、叶节点层，各层分别对应基本事件(导致临时看台安全事故的致险因子)、中间事件(连接基本事件和顶上事件，作为中间桥梁)、顶上事件(临时看台安全事故)；同层级的各节点之间相互独立。

贝叶斯网络叶节点层选取三个典型结构安全事故：看台整体倾覆、看台坍塌、看台变形过大(变形值超过预设阈值)；贝叶斯网络中间节点层选取六个中间事件：地基承载能力不足、共振、超载、结构稳定性不足、结构刚度不足、结构承载能力不足；贝叶斯网络根节点层选取十一个典型安全事故致险因子：强风、地基积水、地质情况勘察不足、地基处理不合理、人群跳跃活动、人群密度过大、构件初始几何缺陷、连接不合理、装配误差、构件尺寸偏差、温度过低。

2)根据贝叶斯网络拓扑结构生成连接树；

根据贝叶斯网络拓扑结构生成连接树的步骤包括：

2.1)去掉贝叶斯网络拓扑结构中每条连接线的方向，然后加入无向边来连接每对双亲，从而获得道义图；

2.2)利用BuildCT算法依次对节点进行消元，得到若干簇节点；

其中，确定消元顺序的方法为最小缺边搜索方法；消元过程中判断缺边数的方法为：使与变量V相连的所有变量两两相连所需要增加边的数量就是缺边数。

2.3)将消元后得到的簇节点依次连接，相邻簇节点之间用分离点相连(分离点保存相邻簇节点所共有的信息)，最终生成连接树；

对于每个变量V，连接树中至少有一个簇节点包含V和V的双亲；

对于连接树中的每对节点N和节点W，他们之间路径上的每个节点都包含交集N∩W。

3)确定贝叶斯网络根节点的先验概率和非根节点的条件概率表。

贝叶斯网络根节点的先验概率和非根节点条件概率表由本领域专家基于既有数据和工程经验确定。

4)对连接树进行量化；

对连接树进行量化的步骤包括：

4.1)为每个簇节点和分离点创建一张表φ(T)，表中包括n个变量的所有组合，加入一列记录每张表的概率分布，该列的每个值设为1；