2020年度进展12：桥梁施工风险评估

1 前言

桥梁施工过程中存在众多的不确定性，如环境变化、材料性能差异、人为失误及复杂结构等，这些不确定性使得桥梁的规划、设计、施工、运营过程都不可避免面临着各种风险。其中施工期间的风险尤为突出；因此，为降低桥梁施工的风险，避免人员伤亡并降低经济损失，需开展科学合理的桥梁施工风险评估研究。

工程领域中的风险评估应用始于上世纪70年代的核工业。1983年，在丹麦哥本哈根举办了世界首次风险评估学术会议，自此风险评估的方法开始被系统地应用于桥梁等土木工程重大问题决策^[1]。风险理论最开始是在船舶撞击桥梁的问题上予以应用^[2]，随着桥梁建设的蓬勃发展，人们对桥梁建设期间风险的认识逐渐深入，如Skorupka^[3]对波兰境内桥梁施工进行了风险识别和量化研究；以及Alberto等^[4]构建公路桥梁在多种危险情况下的定量风险评估框架。我国工程领域风险研究起步于20世纪80年代，项目风险管理思想被引进到中国，开始应用到大型工程项目建设领域，但针对桥梁工程风险研究则从2001年的马耳他会议后开始^[5]。2002年，同济大学等单位受委托为上海崇明跨江桥梁工程做了全面的安全评估，这是国内首次对施工阶段和运营期桥梁进行系统的安全风险评价^[6]。之后随着我国大规模基础设施建设，桥梁施工风险评估理论的迅猛发展。阮欣^[5]对桥梁风险概率、风险损失、风险等级评估和风险损失开展了详细的研究，初步建立桥梁施工风险评估理论体系；之后各位学者，如王诗青^[7]结合实际公路桥梁风险评估的经验，阐述了公路桥梁风险评估的理论框架；谢功元^[8]对山区桥梁建设期风险进行多因素评估，进一步推动施工风险评估的发展。在工程实际应用方面，交通运输部制定《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（试行）》（2011），北京市推广《城市轨道交通土建工程设计安全风险评估规范》（2014），原铁道部颁发《铁路建设工程安全风险管理暂行办法》（2010），均对实际工程中风险识别、评估及控制对策提出要求及指导，相关规范有力推动了桥梁施工风险评估的发展。但随着大跨度、复杂新结构、新材料、新工艺桥梁的不断兴建，为应对施工中风险源数量多、隐蔽性强等问题，现有桥梁施工风险评估理论与方法需要进一步深化研究，且对于桥梁施工动态风险评估仍有待发展。

在此，根据现有研究成果，结合桥梁工程风险评估主要流程，对风险识别、风险概率和损失估计、风险评价方法与控制对策研究、动态风险评估研究四部分进行总结归纳，并依据2020年度进展情况，对未来研究提出研究展望。

2 桥梁施工风险评估研究回顾

桥梁工程风险评估的基本过程是对项目施工过程中存在的各种风险进行识别，然后分析风险发生的概率、风险可能造成的损失后果，并建立风险评价体系，综合风险概率和损失评估出风险等级，最后提出规避风险的对策和措施，以期达到以最小的成本获得最大的施工安全及工程质量保障。桥梁施工风险评估的基本流程如图1所示。动态风险评估即在此基础上，分析风险之间随时间的动态传递关系。

图1 风险评估的基本流程

2.1 桥梁施工风险识别理论研究

风险识别是桥梁施工风险评估的基础，常用的风险识别方法主要分为定性和定量两种类型。定性识别方法主要是依靠分析人员的洞察力和分析能力，借助工程经验或专家意见进行风险识别的一类方法；其中最为常见的专家调查法^[9-10]、WBS-RBS（工作分解-风险分解）法^[11]、检査表法^[12]、故障树分析^[13]、文献调查^[14]、事件树分析^[14]等。专家调查法实施时多以头脑风暴法和德尔菲法访谈法等形式进行，如于云智^[9]使用头脑风暴法，得到潍坊白浪河大桥施工面临的29个风险因素，刘长波^[10]采用德尔菲法对重庆东水门长江大桥进行风险识别；辛望^[11]等运用WBS-RBS（工作分解-风险分解）方法对整个桥梁施工过程进行风险识别；Sathananthan等^[12]通过检查表方式确定个影响桥梁风险的关键因素。此外故障树分析法、事件树等运用也较为广泛，通过分析工程项目之间逻辑关系实现风险识别；Davis-McDaniel等^[13]采用故障树理论分析南卡罗来纳州的某梁桥桥梁失效原因；Salim等^[14]通过借鉴现有管理机制和文献综述，利用事件树方法识别桥梁病害的风险因素。

定量的风险识别方法，即事故统计法，采用相关事故案例统计的方式识别风险。该方法以客观、定量的数据为依据，消除了主观因素的影响，具有较大的科学性和可靠性。但实施时，具体施工过程中一般风险因素难以全面统计，而一些重要风险因素往往因为样本数量少而难以统计，尤其是采用新结构桥梁会存在尚未经历且难以预测的风险，其适用性有限。

各种风险识别方法表明均有其各自的适用范围和优缺点，总结如表1所示，尚无适合于所有工程的单一风险识别方法。对于普通结构桥梁，单一的风险识别方法基本能实现施工风险准确识别；而对于复杂结构桥梁，由于需要同时兼顾全面性和特殊性要求，此时需综合运用多种方法才能实现更为准确识别风险的目的。

2.2 桥梁施工风险概率和损失估计研究

2.2.1 桥梁施工风险概率估计研究

在风险识别的基础上，可进一步开展风险的概率估计。风险概率估计分为主观概率和客观概率两种方法。主观概率以贝叶斯理论为代表，认为一个事件的概率是人们根据经验对该事件发生的可能性所给出的个人主观判断。客观概率也称为古典概率，认为通过大量试验数据得到数值即为准确的概率值^[15]。而在实际工程中，风险事件样本量少，难以通过数据统计方式获得客观概率，需要借助专家经验和已有的信息进行概率推断，属于主观概率的范畴。在以往研究中，根据概率估算准确程度，又可继续分为定性、定量及两者相结合的概率估计3类，定性的概率模型主要以概率等级描述概率水平；而定量的概率模型则用具体的概率数值描述概率水平；定性和定量相结合的方法，则是在定性结果的基础上，将其转化为具体的概率数值。

1）定性概率估计。该类方法以专家打分法为代表，如将风险按发生概率大小分为5级，分别对应“可能性很大”、“比较大”、“中等”、“小”、“极小”，依据专家评判结果，综合考虑给出评定风险事件的概率等级。但定性概率等级相对于具体的概率数值，在评估决策时不利直观判断。该方法常用于基于最低合理可行（As Low As Reasonably Practicable, ALARP）准则的风险矩阵法^[16]中，如陈小波^[16]等采用决策论的理论和方法，结合风险矩阵和ALARP准则，对某大桥悬臂施工风险进行了研究。

2）定性和定量综合概率估计。此类方法通过将定性的专家打分结果转化为具体数值，极大拓展了定性估计方法应用范围。为改进定性估计中专家判断存在个人经验不足、主观性过强等缺陷，周健^[17]采用对不同专家赋予不同权重值的方法修正风险概率值。也有研究者进一步细化定性的风险等级描述来提升概率估计值的精度，如施洲^[18]根据概率等级描述及其所对应中心值计算风险事件概率。此外，王龙源^[19]利用模糊数学方法解决专家判断主观性问题，结合宁都北跨线桥工程，验证了该方法的可靠性。针对单一风险事件，也有研究者采用贝叶斯网络^[20]和故障树^[21]等方法，通过发掘风险事件之间逻辑关系，利用贝叶斯网和故障树在不确定性知识的概率表达能力，计算目标事件风险发生概率值。

3）定量概率估计法。尽管上述方法具有简便、高效等特点，但其局限性在于受人为因素影响显著，从本质上看无论是权重修正还是模糊数学理论，并没有从根本上消除主观性，所以更多学者引入基于可靠度理论的定量计算方法，通过构建失效状态的极限状态方程方法求解结构失效概率值，如K.-H Ng[22]等采用蒙塔卡罗模拟法利用可靠度函数计算拱桥建设失效概率；定量估计方法由于更多地地利用了已有的研究成果使得概率模型本身的准确程度得以提高。但相对定性方法，应用复杂，且局限于结构失效风险，尤其在面对复杂结构桥梁时，功能函数变量较多，概率计算准确度会受到干扰，需要进一步深化分析。

总结可知，单纯的定性方法因适用性低、精准度不足等原因已经较少采用，应用最为广泛的是在定性与定量综合的方法。但受专家主观性影响，概率精度相对于定量的可靠度计算方法较低，可简便高效、应用范围广，实际使用时需要综合桥梁具体特点合理选择方法。

2.2.2 桥梁施工风险损失估计研究

桥梁施工风险损失是指风险事件发生之后对工程产生的不利影响，风险损失划分中目前应用最为普遍的是《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》^[23]中类别划分，指南中将风险损失划分为人员伤亡、经济损失和环境影响三种基本类别。其中，人员伤亡是指在参与施工活动过程安全事故中人员伤亡数目。经济损失是指风险事故发生后造成工程项目发生的各种费用的总和，包括直接费用和间接费用；直接费用通常具有具体物理形式的损失，如施工设备损毁，结构损伤等；间接费用，通常体现为时间的损失，即为工期的延误损失。环境影响是指项目施工对周围建筑物破坏或损坏、环境污染等。此外，上述损失发生时会造成次生影响，如随着事故损伤以及人员伤亡的增大，民众的公共安全感和政府公信力等也会成一定比例的随着下降，由此造成的损失也称为社会损失^[24]。桥梁施工风险损失估计与概率估计方法相似，同样分为定性和定量估计两种。

1）定性风险损失估计。以专家打分法为主，各风险损失等级由风险事件发生后所造成影响程度确定，可划分为轻微、较大、严重、很严重、灾难性五个等级，汇总专家结果得到风险损失等级，由于后续评估中，需要将综合三类风险损失等级，目前多采用平均值或模糊数学中最大隶属度原则求解，实施时简便快捷，但无法彻底消除专家个人主观性过强的问题。

2）定量风险损失估计。此类方法则是根据数学模型对各风险损失分别量化计算，但风险损失后果不一，通常的做法是将各损失量化为货币损失^[25]；如王玉倩^[26]采用基于生命质量指数LQI（Life Quality Index）的模型，将人的剩余生命价值量化为货币值，从而评估人员伤亡损失；束景晓^[24]等针对施工中设备、延误、环境破坏等损失，从设备修复和采购、工期延误、环境修复费用等角度进行了货币量化。

结合已有研究成果可见，定性的风险损失估计涉及到风险评价过程，因此应用较为广泛，多用于事前风险评估研究；定量估计方法量化虽精确，但社会损失涉及到人的主观因素，在具体量化时仍存在一定局限性；且定量估计针对具体风险事件，当风险事件较多时，会造成工作量过大、重点不突出等问题，建议对主要风险事件且有条件时进行定量估计。

2.3 桥梁施工风险评价与控制对策理论研究

2.3.1 桥梁施工风险评价研究

桥梁施工风险评价是在风险概率、风险损失估计的基础上，通过相应的评价指标体系来确定风险的等级，表征风险的严重程度并为风险预警、控制对策提供参考。为进一步量化风险评价，通常将风险概率、风险损失估计结果按照特定数学模型计算出对应的风险数值。

风险评价模型关键在于风险数值计算和风险评价指标体系构建。风险数值计算时，主要依据有两类，一是仅从概率角度，二是从概率与损失综合的角度。风险评价指标体系，是指根据法律及行业安全规定的原则和要求制定的、旨在反映被评价对象的风险水平、风险严重程度等描述特征的所有标准、指标或准则的统称^[27]；由于风险评估过程是一个系统性、连贯性的工作，评价指标体系应在风险评价时预先构建。因此风险评价时，首要任务即根据风险数值结果构建相应的评价指标体系，即确定风险接受准则、风险评价标准等风险评价指标，再选取合适的评价方法，从而获得风险评价结果。具体的风险评价流程如图2所示。

图2 风险评价研究流程

1）风险数值计算。主要分为两类，一是以具体概率数值，仅从风险事件发生等级评估，如故障树和贝叶斯方法中常用该准则；二是从概率与损失综合的角度，一般将环境、经济和人员损失等级值综合量化并与概率值相乘，从而获得综合的风险数值，如施洲等^[28]在五峰山大桥沉井基础施工风险评估中，将风险项的发生量化概率值与风险损失值二者乘积作为对应风险项的初始风险值。

2）风险接受准则。常见的有：最低合理可行（As Low As Reasonably Practicable, ALARP）准则、平均死亡风险（Average Fatality Risk，AFR）、聚合指数（Aggregated Indicator，Al）、频率与死亡人数（Frequence Vs Number of Fatalities，FN）曲线等原则^[27]，其中最为常用的ALARP准则，如图3所示。当风险在不可接受区域时，必须对风险源采取强制控制措施以减少风险；风险在可忽略区域时，风险水平相对较低，可不需要采取控制对策；风险在最低合理可行区（ALARP），则需要根据工程实际情况制定最为经济合理的控制对策，降低风险，直至其落入可忽略区域。

图3  ALARP准则风险评价标准分级

3）风险等级评价标准。最为常见的是基于ALARP准则四级标准，具体表现为I级（低度）、II级（中度）、III（高度）、IV（极高），分别对应“可以接受”、“有条件接受”、“有条件接受”、“不可接受”四级准则；另外，针对具体的概率和损失划分标准，大规模应用的有国际隧道协会在Guidelines for Tunneling Risk Management 7.3.1条中推荐的风险发生概率等级标准，以及《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》中对人员伤亡、经济损失和环境影响的损失等级划分标准。此外，还有一种评价标准划分，采用排序的方法，结合风险源数目及均分原则，划分为四级风险。有文献进一步将I级和部分II级风险划为一般风险源，将涉及结构关键部位的II级和全部的III、V风险划为重大风险源^[17]。一般风险源，主要指施工中相关人员、机具、物料的常规风险。重大风险源，指风险影响因素关联性高、发生后产生的损失大、涉及结构关键部位的风险源。

4）风险评价方法。工程领域最为广泛采用的是风险矩阵法，该方法简便而精确，适用性强，有效将多种风险统一表示，如谢海涛^[29]通过风险矩阵法对单个风险因素进行评估，分析了风险因素对工程的影响，得出了这些风险的可接受水平和对策。常用的还有LEC评估法^[30]（L表示事故发生的可能性，E表示人员暴露于危险环境中的频繁程度，C表示事故发生导致的后果），主要应用于安全风险评估。但风险矩阵法和LEC法尚未考虑各单个风险共同作用及综合后果，所以也需要对风险进行多目标评价，其中常用如层次分析法、故障树法、贝叶斯网络、模糊综合评价法等。

多目标风险评价方法中，陈国华^[31]等以港珠澳跨海桥梁工程为实例，采用层次分析法计算风险度来确定作业单元的整体风险等级；刘沐宇^[32]运用风险模糊故障树评价方法，从整体层面计算出武汉鹦鹉洲长江大桥双壁钢围堰水中墩施工中风险发生概率；赵延龙^[33]运用贝叶斯定理建立大跨径斜拉桥上部结构施工安全风险评估模型，得到结构失稳风险概率值及风险等级；刘英富^[34]以在建的禹门口黄河大桥为依托，结合施工单位的具体施工管理，采用模糊综合评价方法对桥梁钻孔桩施工阶段的风险进行了研究。此外，在基于可靠度定量概率估计基础上，也多采用神经网络（BP）综合各构件失效概率，以评价整体风险，如刘文荣^[35]等针对龙城大桥，基于BP网络的失效概率法，根据主要风险模式和风险因素，建立主要风险模式下的结构极限状态方程，得到各个施工阶段的失效概率，确定结构的目标可靠度。

综上所述，风险评价方法已形成基本的方法流程，部分评价方法受定性概率和损失估计影响，评价时会面临客观的统计资料偏少，人为主观性影响；且在多目标风险评价时，尤其是特殊结构中层次复杂、单层因素数目众多，会面临指标冗余，计算量过大问题。

2.3.2 桥梁施工风险控制对策研究

风险对策制定时，根据风险评价等级结果分别制定。针对一般风险源，控制措施主要是依据相关技术标准、安全管理与教育要求并结合现场实际制定，同时针对常见风险制定安全措施、风险预案等。针对重大风险源，其控制措施主要涵盖：各分部工程专项施工技术方案研究及调整、各分部工程结构的施工监测及控制、施工中动态的技术分析总结、风险制度管理等，具体研究如下：

1）施工专项技术方案。多以构建力学分析模型的形式进行，如曹茹接^[36]运用有限差分法对，利用有限差分法原理对沉井的施工过程受力风险进行动态模拟，并对不同控制措施的防护效果进行评估，确保沉井下沉顺利就位。

2）施工监测方案控制。赵有明等^[37]对依据规范并结合以往的施工经验，提出南京长江第四大桥北锚碇沉井几何姿态监控标准，确保施工安全顺利进行；门广鑫^[38]对斜拉桥、悬索桥、系杆拱桥等特殊结构桥梁施工中，对监控内容、测试方法及控制标准等提出具体的要求。

3）施工中动态的技术分析总结。张骏等^[39]基于“一图四表法”的理念与流程与信息技术相融合，提出了构建质量风险管理信息系统的解决方案，并论述了信息系统主要数据源的数据标准，构建了质量风险动态跟踪模型、质量风险预警模型与质量风险公示图自动生成模型，实现施工中动态的技术分析总结。

目前，风险控制对策主要存在与现场管理及技术控制两个方面，与风险识别、评价的紧密结合情况还有待于进一步加强。

2.4 桥梁施工风险动态评估研究

实际桥梁施工中，尤其是面对结构愈加新颖和复杂的大型桥梁工程时，在实际桥梁施工过程中，风险事件是相互影响的，在大跨径或复杂结构桥梁工程中，风险事件发生往往是一系列相继触发的连锁传递过程，使桥梁施工风险呈现出随时间推移的动态传递特征，在其他工程领域中，李存斌^[40]提出的风险元传递理论，Manoj K. Jha ^[41]应用了动态贝叶斯网预测关键交通基础设施发生恐怖袭击的可能性，为桥梁施工过程中动态传递提供了理论参考。

文献调查表明，当前也有一些研究者开展了桥梁施工动态风险的相关研究，康俊涛^[42]等提出一种基于贝叶斯网络理论的安全性评价方法，成功应用于武汉某斜拉桥上部结构施工，通过形成事故链详细分析风险因素向风险事件传递网络，从中成功评估出安全风险的传递主路径。贾布裕^[43]等采用离散动态贝叶斯网络理论建立桥梁各个构件的状态评估模型，并根据桥梁结构状态的划分等级赋予节点离散值域，按时间序列对模型进行数据更新。温欣岚^[44]等为解释工程中各类风险事件间存在的关联机理，将风险事件间的关联关系提炼为链式结构，初步提出了工程链式风险评估的整套流程和方法；以内罗毕国家公园特大桥施工过程中风险评估为例，结果表明链式风险评估方法尽管计算量大、评估较繁杂等不足，但评估结果更加真实全面。可见，桥梁风险事件随时间发展的变化关系逐步得到重视，但仍需要大幅度简化风险事件之间关联关系，提高计算效率，并对风险事件之间影响程度展开量化研究。

3 桥梁施工风险评估研究2020年度进展

2020年，桥梁施工风险评估研究成果持续发展中，在与风险识别、风险概率和损失估计以及风险评价相关静态风险评估领域取得充足的进步，动态风险评估领域也正在逐渐深入。

3.1 风险识别研究进展

在风险识别领域，单一的识别方法在普通结构桥梁中运用日益成熟，如刘佳^[45]以德阳至都江堰高速公路中桥梁工程为例，通过事件树分析法，对可能发生的各种事件的风险因素进行了详细识别。针对复杂结构，林孔钊等^[46]对泉州湾跨海大桥主桥工程，按照施工阶段划分，通过专家评估与工程类比结合的识别方法，系统调查各个阶段风险事态；针对复杂结构的桥梁风险识别，施洲等^[17]采用WBS-RBS结合专家调查法的复合识别方法，对五峰山长江特大桥开展施工风险识别研究，识别出610项风险源，以满足跨江跨海大桥的工程需要。针对一般结构桥梁风险识别，覃勇^[47]引入AI架构的基本理论，通过确定风险识别因子和系统整体框架、部署AI应用层架构、开发AI应用软件等，建立了基于AI架构的桥梁施工风险识别系统。Kim等^[48]基于BIM技术对建筑工地常见的工人跌倒安全风险，进行3D立体化展示，极大提高工程现场风险管控水平。经文献调研分析，桥梁施工风险识别2020年的主要进展体现在：

1）复合风险识别方法，对于复杂的大型桥梁，以专家评估结合工程类比、WBS-RBS结合专家调查法的为代表的复合识别方法能够满足工程需要。

2）风险识别数据库系统及可视化，在一般结构桥梁，研究转向对现有研究成果总结归纳，结合人工智能技术对已有风险源编码入库，正构建并逐步完善风险源数据库系统，并对典型风险可视化展示。

3.2 风险概率和损失估计研究进展

在风险概率估计方面。定性与定量结合的专家打分法因为简便高效、适用性强等优点，仍是目前主要方法，如刘琴^[49]采用专家打分法对桥梁的风险等级进行分类，施洲等^[50]运用专家打分法对五峰山大桥沉井施工风险发生概率和损失等级进行评定。定量概率估计方法，则不再局限于基于蒙特卡洛法的采样模拟，刘萌^[51]将JC（一阶二次矩）法与统计反演理论相结合，通过将实时监测数据输入极限状态方程中，根据风险因素的先验分布实现风险事件概率的动态更新，通过将后验概率分布与先验概率分布进行对比，实现风险概率的校正，提高模型计算准确度，并以某跨高铁分离式立交桥顶推施工为实例，进行了方法的可靠性验证。

在风险损失估计方面，韦家钧^[52]采用定性的调查打分获取了贵港平南三桥工程施工风险因素损失值，Argyroudis-S-A等^[53]分析桥梁在地震作用下，定量分析了由于结构损坏而造成的直接经济损失和由于交通中断而造成的间接经济损失。

2020年度进展调研表明，在缺少样本数据的支持下，基于专家调查打分法的概率和损失估计方式仍是目前应用较多的方法，本年度的研究进展集中在定量的概率和损失估计方面：

1）基于监测数据定量概率校正，定量概率估计领域，不再局限于以往模拟分析，而是将施工中监测数据与估计模型函数相结合，减小风险因素的变异系数，提高概率计算精度。

2）社会损失模型构建，风险损失定量估计方面，继续对量化模型展开修正研究，提高计算准确度，尤其是对难以量化社会损失展开了深入研究。

3.3 风险评价及控制对策研究进展

在风险评价领域，既有方法的科学性和适用性在工程应用中得到进一步验证，如徐佳昕等^[54]采用层次分析法，将导致桥梁施工风险事故的原因进行分层，对可能导致桥梁施工安全事故的风险因素进行多层次评价；刘小燕^[55]采用模糊层次分析法，以潭江特大桥为背景，结合根据其挂篮悬臂施工工艺及施工现场组织管理情况，对挂篮悬臂施工过程中影响桥梁施工质量与人员安全风险等级进行评定；此外，在五峰山长江特大桥开展施工风险评估中，施洲等^[17]采用改进的风险矩阵法对风险源等级进行评定，共评出中度及以上等级风险82项，其中17项为重大风险源；汤天明等^[56]根据施工组织设计分解施工作业区和施工工序，通过LEC法及指标体系法对武汉青山长江公路大桥施工阶段安全进行专项风险分析和评估，结果表明全桥整体安全风险等级为Ⅳ级；跨乙烯管廊桥区、主航道桥区、跨汉施公路、跨新港铁路4个施工区域安全风险等级为极高等级。

多目标风险评价方法在结构特殊桥梁的运用中，会面临指标数量多，层次结构复杂，计算量大且精度易受到干扰的问题。针对该问题，年度研究中取得较大进展。史洪春^[57]在理论分析的基础上，建立了层次分析法、加速遗传算法和模糊数学相结合的风险等级评估模型，计算时简化权重计算流程，提升效率，并成功用于高速公路桥梁在建设过程中的风险评估，评定出全桥施工过程中风险等级为I级；雷佳^[58]利用模糊层次分析法对中开高速银洲湖大桥施工中风险进行评价，一定程度上减少人的主观因素的影响，确定该桥桩基施工中，清孔工作、吊装过程和灌注水下混凝土工序施工中风险等级较高；杨隆浩等^[59]在现有基于扩展置信规则库的桥梁风险评估模型的基础上，通过引入参数优化和数据包络分析理论，分别提出扩展置信规则库的规则生成方法和规则约减方法，确保评价所需的扩展置信规则库具有最优的参数取值和参数数量，精简评价模型的同时，提升风险评价结果计算效率和准确度。

此外在其他工程领域中，张欢等^[60]提出一种基于数据场聚类的隧道施工风险评估模型，在采用模糊数学对专家评语量化后，借助基于数据场的高斯混合模型，通过聚类分析确定成功确定拉林铁路隧道工程各风险因素等级，为桥梁风险评价模型提供一种新的研究思路。

在风险控制对策方面，根据风险源等级划分，对一般风险源主要是依据相关规范标准、安全管理要求并根据现场实际制定，重大风险源的控制对策应制定专项预案，其控制措施主要包括：专项施工技术方案研究、专项施工监测控制措施、风险制度管理等。为控制施工中具体风险事件，戴良军等^[61]根据某长江大桥索塔基础工程施工特点，基于钢围堰的施工工艺建立力学模型计算公式，构建综合考虑抗滑安全系数及风险后果影响的钢围堰整体抗滑模型，从而控制钢围堰整体滑移风险。

综合风险评价方法和风险控制对策创新研究，并结合其他工程领域可作为借鉴的成果，本年度所取得进展总结如下：

1）减少不显著指标干扰，提升风险评价模型的准确度，现有评估模型精确性得到提升，如在复杂结构桥梁中，风险指标数量过多，通过扩展置信规则库排除不显著指标干扰，最大限度提高评价结果准确度。

2）基于聚类的新的风险评价方法，基于数据场的高斯混合模型聚类模型的应用，提供了一种通过聚类中心确定风险等级的风险评价方法的新思路。

3）风险控制对策研究，以科学决策、优化决策、降低成本的基本原则，学者正充分总结归纳研究成果，形成制度化的风险控制体系。

3.4 动态风险评估研究进展

在动态风险评估领域，既有链式动态风险评估流程如图4所示，现有链式风险传递模型处在快速发展阶段，如丁猛^[62]基于贝叶斯网络构建桥梁施工风险评估模型，并引入实时检测数据更新模型，结合宁安大桥工程实例，实现了使用贝叶斯网络模型对桥梁整体技术状况进行动态评估的可行性；同样，苏冬文等^[63]以贝叶斯网模型为基础，根据时间变化确定条件概率和转移概率，并对模型进行动态更新，对高架桥支架施工风险实施了动态评估。综合桥梁工程及相关领域现有研究成果，Mortazavi-S^[64]等运用系统动力学详细分析了桥梁建设项目中关键风险因素的相互传递关系。

图4 链式动态风险评估基本流程

此外，其他工程领域，龚文武^[65]将模糊集理论和信息扩散理论相结合，并将时间因素引入风险概率计算中，从而构建可变模糊集信息扩散动态风险评估模型，实现了对暴雨灾害链动态风险分析，其中较为精确量化风险因素和风险事件之间随时间的概率变化关系，降低现有概率赋值主观性过强的干扰；唐超等^[66]将厦门某地铁站深基坑工程中施工阶段变形与应力监测数据作为为风险评估参数，并建立风险评估指标体系，从而将监测数据根据报警值转化为相应的风险概率，实现深基坑施工阶段动态风险评估。范冰辉等^[67]基于BIM平台研发了跨海大桥施工BIM动态风险评估系统；通过专家意见与3D模型的交互，直观呈现不同施工形象进度时风险水平的变化，可提供给工程管理者在各施工阶段的风险警示。上述研究成果均为桥梁施工风险动态评估提供了参考，可在未来应用到桥梁评估模型中，总结年度研究成果，动态评估领域主要进展如下：

1）链式传递模型的精细化修正。现有成果中，通过关键因素选取，正逐步解决风险因素数目多、关联性复杂造成的计算量过大问题，提升了模型精准度。

2）基于监测数据的动态评估模型的探索。将监测数据作为动态评估模型中基本参数提供了一种新的研究方向，评估中侧重分析监测数据与桥梁结构风险事件之间关联性。

3）模型智能化、可视化应用。动态风险评估基本目的仍是指导施工，动态风险评估模型与BIM平台的结合，推动模型智能化、可视化发展，能够精准指导施工。

4 研究热点与展望

鉴于现有桥梁规模越来越大、结构愈加复杂，施工风险因素更多且相互影响，仍需要进一步深化风险评估理论研究，在既有风险评估进展的基础上，展望未来有待重点发展的几个方面如下：

1）风险识别中引入交叉学科，通过风险识别 人工智能的结合，构建风险源数据库。

2）风险概率定性估计中，需要进一步发展考虑不确定性的概率客观评估方法。

3）风险评价方法中，可从通过扩展置信规则库角度，展开模型优化研究；并从基于数据场的高斯混合模型展开新的评价方法研究。

4）动态风险评估中，施工进展及风险控制下的风险动态识别与评估值得深入研究；构建施工监测数据与风险事件关联性的评估模型，也是未来研究重点；将BIM技术与动态模型有机结合，可视化展示风险评估结果，实时指导施工风险控制同样是重要的发展方向之一。

研究成员介绍

施洲，副教授，博导，长期致力于桥梁结构模型试验测试研究，既有桥梁结构性能评定，桥梁施工监控及风险评估等。在铁路钢桥结构疲劳、钢混结合段、索梁锚固仿真分析与模型试验，以及大跨度桥梁施工控制及风险评估等方面积累了丰富的研究经验。先后参与“大胜关长江大桥”、“沪通铁路长江大桥”、“连镇铁路五峰山长江大桥”、“安九铁路鳊鱼洲长江大桥”、“宁波枢纽甬江特大桥”等重大桥梁工程的科研项目，研究成果为大跨度桥梁的结构设计以及施工运营提供关键技术资料与理论支撑。主持和参与完成科研项目50余项，发表科技论文60余篇。

主要研究方向：（1）桥梁关键构造模型试验研究，（2）既有桥梁结构性能评定，（3）桥梁施工监测与风险评估。电子邮箱：[e-mail]

张育智，博士，讲师，长期致力于大跨度桥梁稳定性及施工控制，钢-混组合结构，桥梁结构减隔震的研究工作，并从事《组合结构桥梁》、《混凝土结构设计原理》、《桥梁检测与加固》等课程。主持和参与完成科研项目30余项，发表科技论文20余篇。

主要研究方向：（1）钢-混组合结构；（2）桥梁抗震与减隔震。电子邮箱：[e-mail]。

纪锋，硕士研究生，主要研究方向为桥梁施工阶段风险评估、桥梁结构试验研究。联系邮箱：[e-mail]

余万庆，硕士研究生，主要研究方向为桥梁结构试验研究、桥梁施工阶段风险评估。联系邮箱：[e-mail]

周勇聪，硕士研究生，主要研究方向为桥梁健康监测及性能评定研究、桥梁施工阶段风险评估。联系邮箱：[e-mail]

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