1前言

　　安全評(píng)價(jià)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全為目的，應(yīng)用安全系統(tǒng)工程原理和工程技術(shù)方法，對系統(tǒng)中固有或潛在的危險(xiǎn)進(jìn)行定性和定量分析，得出系統(tǒng)發(fā)生危險(xiǎn)的可能性及其后果嚴(yán)重程度的評(píng)價(jià)，通過與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的比較得出系統(tǒng)的危險(xiǎn)程度，提出改進(jìn)措施，以尋求最低事故率、最少的損失和最優(yōu)的安全投資。

　　安全評(píng)價(jià)的方法有很多且各有特色，如安全檢查表評(píng)價(jià)法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或系統(tǒng)分析的結(jié)果，把評(píng)價(jià)項(xiàng)目自身及周圍環(huán)境的潛在危險(xiǎn)集中起來，列成檢查項(xiàng)目的清單，評(píng)價(jià)時(shí)依照清單，逐項(xiàng)檢查和評(píng)定的方法；概率安全評(píng)價(jià)法(PSA)是一種定量安全評(píng)定方法，先求出系統(tǒng)發(fā)生事故的概率，然后結(jié)合事故后果嚴(yán)重度的估計(jì)進(jìn)一步計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)，以風(fēng)險(xiǎn)大小確定系統(tǒng)的安全程度，以此衡量系統(tǒng)的危險(xiǎn)程度是否超過可接受的安全標(biāo)準(zhǔn)，以便決定是否需要采取相應(yīng)的安全措施，使其達(dá)到社會(huì)公認(rèn)的安全水平；安全綜合評(píng)價(jià)法是把多個(gè)描述被評(píng)價(jià)對象不同方面且量綱不同的定性和定量指標(biāo)，轉(zhuǎn)化為無量綱的評(píng)價(jià)值，并綜合這些評(píng)價(jià)值以得出該評(píng)價(jià)對象的一個(gè)整體評(píng)價(jià)。此外還有作業(yè)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法等。

　　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量的、簡單的神經(jīng)元互聯(lián)組成的大規(guī)模分布式并行信息處理系統(tǒng)，通過模擬人腦的神經(jīng)組織結(jié)構(gòu)，能對復(fù)雜問題進(jìn)行有效求解。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有極強(qiáng)的非線形逼近、模糊推理、大規(guī)模并行處理、自訓(xùn)練學(xué)習(xí)、自組織和比較良好的容錯(cuò)性等優(yōu)點(diǎn)。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)之中，能克服傳統(tǒng)安全評(píng)價(jià)的一些缺陷，快速、準(zhǔn)確地得到較好的安全評(píng)價(jià)結(jié)果。

　　2建筑安全風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)的建立

　　建筑生產(chǎn)活動(dòng)包括各類房屋建筑及其附屬設(shè)施和與其配套的線路、管道、設(shè)備的安裝活動(dòng)。雖然房屋建筑、附屬設(shè)施和線路、管道、設(shè)備等施工特點(diǎn)有所區(qū)別，但就其勞動(dòng)者、活動(dòng)性質(zhì)、環(huán)境這三方面來看是共同具有的，由此表現(xiàn)出的風(fēng)險(xiǎn)性也具有相似性。通過對建筑生產(chǎn)中固有危險(xiǎn)性的分析，以事故異常釋放理論為基礎(chǔ)可將建筑生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)來源歸結(jié)為：高處作業(yè)、地質(zhì)條件、環(huán)境因素、設(shè)備條件和成品材料條件五大方面，這五大方面反映了建筑生產(chǎn)系統(tǒng)的物質(zhì)形態(tài)和生產(chǎn)的特點(diǎn)。在實(shí)際工作中還可以發(fā)現(xiàn)：在同樣的施工條件和環(huán)境下，所面臨同樣的工作，但各單位、各工地的安全狀況是不一樣的。這里還有一個(gè)非常重要的風(fēng)險(xiǎn)因素系統(tǒng)—人，人是生產(chǎn)力中最活躍的因素，但同時(shí)它也對生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生極大的風(fēng)險(xiǎn)。由身體的差異、技能的高低、管理的好壞等人系統(tǒng)引發(fā)的混亂度對生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生正熵值，從而使生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生紊亂，造成生產(chǎn)事故。因此，建立建筑安全風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)時(shí)必須考慮人員風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)，這樣從人、機(jī)(物)、環(huán)境的角度把建筑生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)歸類為高處作業(yè)、地質(zhì)情況、環(huán)境因素、設(shè)備條件、材料因素和人員因素六大方面。

　　上述6個(gè)方面是建筑生產(chǎn)安全狀況的主要影響因素，即對事故率和財(cái)產(chǎn)損失的影響的關(guān)鍵要素。通過建立安全指標(biāo)和與之相關(guān)的不確定因素之間復(fù)雜的非線性關(guān)系時(shí)，完成對建筑安全生產(chǎn)狀況的評(píng)價(jià)。

　　3遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建筑安全評(píng)價(jià)模型

　　為了選取最優(yōu)權(quán)值，減小極小化目標(biāo)輸出和實(shí)際輸出之間的誤差，采用反向傳播算法和遺傳算法相結(jié)合，對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行求解。綜合安全評(píng)價(jià)步驟如下：

　　步驟1：確定安全評(píng)價(jià)對象集。

　　步驟2：建立安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。系統(tǒng)的安全狀況可用一系列評(píng)價(jià)指標(biāo)表示，每個(gè)指標(biāo)都從不同的側(cè)面刻畫系統(tǒng)的安全狀況，以此確定人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層、隱層和輸出層的節(jié)點(diǎn)數(shù)，構(gòu)筑人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

　　步驟3：應(yīng)用AHP方法確定與各項(xiàng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)相對應(yīng)的初始權(quán)重系數(shù)。相對于某種安全評(píng)價(jià)目的來說，評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相對重要性是不同的，安全評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相對重要性的大小是靠權(quán)重系數(shù)的大小來體現(xiàn)的。

　　步驟4：令種群代數(shù)k←k+1。

　　步驟5：初始化染色體，并檢驗(yàn)其可行性。

　　步驟6：通過交叉、變異、復(fù)制更新權(quán)重向量。

　　步驟7：選擇安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)的學(xué)習(xí)樣本，供GA-ANN訓(xùn)練，學(xué)習(xí)。利用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值來計(jì)算染色體的誤差和適應(yīng)度。

　　步驟8：根據(jù)誤差函數(shù)計(jì)算每個(gè)權(quán)重向量的適應(yīng)度。

　　步驟9：如果k〈N，返回步驟2。

 

　　步驟12：給出人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)解。

　　4 遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建筑安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)的工程實(shí)現(xiàn)

　　4.1 數(shù)據(jù)處理
　　
設(shè)建筑安全評(píng)價(jià)的影響因素有6個(gè)指標(biāo)，各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的等級(jí)分為五等，劃分的分值范圍如下：“很好”（100～85）、“較好”（85～70）、“一般”（70～55）、“較差”（55～40）、“很差”（40～0）。請100位專家對每項(xiàng)工程的各項(xiàng)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判。令“很好”賦于隸屬度1,“較好”賦于隸屬度0.8，“一般”賦于隸屬度0.6，“較差”賦于隸屬度0.4，“很差”賦于隸屬度，則可由下式得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值。

　　其中k _i為專家評(píng)價(jià)為某一個(gè)等級(jí)的專家數(shù)占專家總數(shù)的比例。

　　4.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定

　　為了實(shí)現(xiàn)對建筑安全狀況的評(píng)價(jià)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，獲取合適的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，尋求安全指標(biāo)同風(fēng)險(xiǎn)因素的非線性關(guān)系。

　　網(wǎng)絡(luò)輸出值為需要評(píng)價(jià)的兩個(gè)安全指標(biāo)年千人負(fù)傷率、萬元工程損失，輸入值為影響建筑安全生產(chǎn)狀況的六個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素。

　　輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)由安全指標(biāo)數(shù)目確定，因此輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)為2個(gè)；輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)由風(fēng)險(xiǎn)因素確定，因此輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)為6。設(shè)一個(gè)隱含層，主要通過調(diào)節(jié)隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)、動(dòng)量項(xiàng)、學(xué)習(xí)率提高網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練精度。初始化權(quán)值的設(shè)置的好壞很大程度上決定著網(wǎng)絡(luò)的收斂速度，權(quán)值的初始化無規(guī)律可循，可把權(quán)值設(shè)在[-1，1]之間，即把每個(gè)染色體的基因設(shè)置在-1到1之間。

　　4.3網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和評(píng)價(jià)結(jié)果

　　本文在模型的訓(xùn)練時(shí)，把所經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)輸入，在訓(xùn)練時(shí)，交叉概率Pc=0.8，變異概率Pm=0.05，最大進(jìn)化代數(shù)為6000，種群M=40或M=50 。根據(jù)以上參數(shù)，取種群數(shù)M=40，把網(wǎng)絡(luò)輸出節(jié)點(diǎn)全局誤差為0.02作為訓(xùn)練終止條件，經(jīng)過5000次迭代訓(xùn)練后，網(wǎng)絡(luò)收斂，得到各層間的權(quán)值和閾值，即為訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

　　計(jì)算所得的安全評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。

　　通過上面建立的模型對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，用訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值及閾值進(jìn)行建筑安全狀況的評(píng)價(jià)。計(jì)算所得的安全評(píng)價(jià)結(jié)果如表1所示。

表1  計(jì)算結(jié)果

指標(biāo)1	指標(biāo)2	指標(biāo)3	指標(biāo)4	指標(biāo)5	指標(biāo)6	結(jié)果1	結(jié)果2
86.5	58.3	89.2	60.2	82.1	78.2	78	85

　　根據(jù)安全評(píng)價(jià)等級(jí)，其綜合安全評(píng)價(jià)結(jié)果為較好，千人傷亡率與萬元工程損失指標(biāo)均可達(dá)到比較高的安全程度。

　　5 結(jié) 論

　　將遺傳神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)用于系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)過程中，可以比較準(zhǔn)確地對系統(tǒng)的綜合安全評(píng)估作出評(píng)價(jià)，但安全信息數(shù)據(jù)庫的完善程度直接影響著神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練學(xué)習(xí)的準(zhǔn)確程度，所以安全信息數(shù)據(jù)庫的建立可提高綜合安全評(píng)估的準(zhǔn)確性。此外，在綜合安全評(píng)價(jià)過程中的某些指標(biāo)具有模糊性，若與模糊隨機(jī)規(guī)劃相結(jié)合，則可提高綜合安全評(píng)價(jià)的可靠性，對此問題有待進(jìn)一步研究。

　　參考文獻(xiàn)：

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