山区铁路技术接口安全管理系统韧性评价_武昱欣.pdf

第 42 卷第 3 期2023 年 6 月兰州交通大学学报Journal of Lanzhou Jiaotong UniversityVol 42 No 3Jun 2023收稿日期:2022-12-14学报网址:https:/lztx cbpt cnki net第一作者:武昱欣(1997 )，女，山西临汾人，硕士研究生，主要研究方向为土木工程建造与管理。E-mail:1186384729 qq com通信作者:李爱春(1968 )，男，河南洛阳人，教授，主要研究方向为土木工程建造与管理。E-mail:lachun mail lzjtu cn文章编号:1001-4373(2023)03-0007-08DOI:10 3969/j issn 1001-4373 2023 03 002山区铁路技术接口安全管理系统韧性评价武昱欣，李爱春*(兰州交通大学 土木工程学院，兰州730070)摘要:为有效规避山区铁路工程建设安全风险，提高技术接口管理效率，提出一种基于“压力一状态一响应”模型逻辑框架的山区铁路工程技术接口安全管理系统韧性评价分析。首先，结合韧性理论，分析了铁路桥隧技术接口特点及山区极端地质灾害的影响因素，在“压力一状态一响应”模型基础上从技术接口安全管理系统应对风险扰动的抵抗能力、恢复能力和优化能力三个方面建立桥隧技术接口安全管理系统韧性评价指标体系;然后，利用变权理论对评价指标加以修正并进行赋权，运用靶向贴进度模型计算桥隧技术接口安全管理系统靶心坐标，进而获得靶心贴近度评定其韧性等级。最后以雅安至拉林段铁路工程段进行实证研究，对其三个桥隧工程技术接口安全管理系统进行韧性等级评定。结果表明:边坡防护接口韧性等级处于较低韧性，应作为系统韧性管理重点关注对象。为建立成熟的艰险山区桥隧技术接口安全管理系统韧性评价理论与框架提供参考。关键词:系统韧性;靶向贴进度模型;技术接口;安全管理;变权理论中图分类号:U25文献标志码:ATenacity Evaluation of Safety Management System forTechnical Interface of Mountain ailwayWU Yu-xin，LI Ai-chun*(School of Civil Engineering，Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou 730070，China)Abstract:In order to effectively avoid the safety risks of railway construction in difficult and dangerousmountainous areas and improve the efficiency of bridge and tunnel technical interface management，atoughness evaluation analysis of railway bridge and tunnel technical interface safety management system indifficult and dangerous mountainous areas based on the logical framework of PS model is proposedCombined with the toughness theory，the characteristics of railway bridge and tunnel technical interfaceand the influencing factors of extreme geological disasters in difficult and dangerous mountainous areas areanalyzed Based on the pressure-state-response(PS)logic，the toughness evaluation index system ofbridge and tunnel technical interface safety management system is established from three aspects:the re-sistance ability，recovery ability and optimization ability of bridge and tunnel technical interface safetymanagement system to deal with risk disturbance;The evaluation index is modified and weighted by usingthe variable weight theory，and the bulls-eye coordinates of the bridge and tunnel technical interface safetymanagement system are calculated by using the target pasting progress model，so as to obtain the bulls-eyecloseness and evaluate its toughness level An empirical study was carried out on the Yaan-Lalin railwayproject section，and the toughness grade of its safety management system was evaluated for three bridgeand tunnel engineering technical interfaces The results show that the toughness grade of slope protection兰州交通大学学报第 42 卷interface is low，and it should be the focus of system toughness management The research results providea reference for establishing a mature toughness evaluation theory and framework of bridge and tunnel tech-nical interface safety management system in difficult and dangerous mountainous areasKey words:system toughness;target paste progress model;technical interface;safety management;vari-able weight theory铁路工程是一项多专业协调衔接、多工种交叉作业、多方参与配合的复杂系统工程，其建设周期长、工程规模大、技术管理要求高，受自然、人为等风险因素的影响，容易产生进度拖延、成本增加、安全隐患等问题1。在铁路建造过程中，不同参与方、各个工序及工程节点之间的功能性与物理方面的沟通界面产生了技术接口，且接口数量庞大，类别众多，管理复杂。山区铁路建设途径地区地形起伏剧烈、生态环境极端，铁路全线道桥与隧道连接处众多。总体而言，山区铁路建设身处的极端地理环境和面临的多种复杂风险因素给铁路建设造成巨大挑战。目前，国内外学者关于接口管理做了以下研究:Ju 等2 考虑到地铁设备工程施工过程控制，提出针对大型复杂工程项目接口的集成接口模型进行地铁施工过程的高效管理。琚倩茜等3 通过 DSM 对工程相关接口进行关系划分，识别出关键接口，构建灰色关联投影模型评价接口节点进行接口分级管理。但是，目前对技术接口研究较少，且都着重于接口本身问题和其影响因素的分析，缺少针对技术接口安全风险方面系统控制与管理的研究。艰险山区铁路建设过程中，系统安全与技术接口管理相互作用，鉴于此，本文基于韧性理论梳理研究框架，从技术接口安全管理系统应对风险扰动时的抵抗能力、恢复能力和优化能力三个方面进行韧性评价研究，筛选出接口各个参与方协调度、大型机械施工技术匹配度、艰险山区作业环境复杂性、应急响应与决策和安全保障物资储备量等 18 个评价指标。通过靶向贴近度模型评价结果，将韧性等级低的技术接口安全管理系统作为重点关注对象，采取相关措施改进系统韧性，提高技术接口管理效率。该方法为山区铁路工程技术接口安全管理系统韧性评价理论与框架提供参考，对山区铁路工程建设的安全性和稳定性具有重要意义。1山区铁路工程技术接口安全管理系统韧性评价1 1韧性概念1973 年，生态学家 Holling 等4 首次提出“韧性”概念，并将其引入生态学的灾后演变中，将生态系统韧性描述为“受到扰动后恢复到受冲击前状态”。此后，在生态系统、交通、工程学等各个领域广泛开展了对韧性理论的研究。生态系统韧性理论的发展趋于成熟，Walker5 将生态系统韧性描述为生态系统恢复或适应随之而来的扰动的能力，是生物体、种群和群落等多个组成层次在气候变化、干扰机制和非本地物种影响下系统持久性、恢复性和重组性运作的能力。基于韧性理论研究，工程建设技术领域将工程韧性概念理解为，工程受到外界扰动后安全状态的恢复能力6。黄浪等7 将安全韧性看作一项由多方参与组织协调的系统工程，系统安全运行与内部各参与方、过程、环境或子系统之间的协同作用紧密相关。山区铁路工程是一项由组织、目标、资源等九大基本要素构成的多层次复杂系统，其基本要素之间彼此协同作用。根据工程系统基本要素组成和系统一般规律性，将工程系统分解为工程对象系统、工程技术系统、工程管理系统和工程支持系统等六大系统8-9。本文基于艰险山区铁路桥隧工程，以安全管理系统为对象，研究系统受到风险冲击后进行调适并且恢复到安全状态的能力水平。1 2基于“PS”系统韧性评价指标体系构建“压力一状态一响应”(pressure-state-response，PS)模型最初由加拿大统计学家 apport、Friend 提出8。系统韧性是动态过程属性，是系统维持正常运行，合理分配资源，应对风险的能力。基于 PS模型框架，将系统韧性反应过程描述为“压力”“状态”及“响应”三大过程要素。其中，“压力”指系统受到管理主体及外界环境的干扰;“状态”指在压力干扰下系统的安全状态，呈现系统受到风险扰动后维持和恢复的过程;“响应”指事后从中学习优化系统自身的能力，即事故再次发生时系统对“压力”做出的快速应急响应，能够缩短恢复时间，降低风险损失。结合灾害韧性、组织韧性与城市韧性等评估指标选择方面初步探讨10，分析铁路工程安全管理系统韧性受到风险扰动时的演化过程，如图 1 所示。在这一过程中，铁路工程安全管理系统韧性经历了8第 3 期武昱欣等:山区铁路技术接口安全管理系统韧性评价从事前受到风险扰动后维持安全状态稳定性，再经历事中恢复安全状态，以及事后，系统不断适应学习，实现山区铁路工程的可持续发展的演化过程。基于系统韧性、工程韧性以及系统安全韧性研究，将桥隧技术接口安全管理系统韧性定义为受到冲击时能快速恢复原有机能与秩序的能力，且具有从风险事件中学习总结经验的能力。参考艰险山区技术接口相关文献 11，基于 PS 模型过程框架，对应系统的抵抗能力，恢复能力和优化能力三方面构建技术接口安全管理系统韧性评价指标体系，如图 2 所示。图 1技术接口安全管理系统韧性曲线Fig 1Toughness curve of technical interface safetymanagement system山区铁路工程技术接口安全管理系统抵抗能力是指系统受到管理主体及外界环境造成的风