基于本體技術(shù)的建筑安全事故控制措施研究

1、    基于本體技術(shù)的建筑安全事故控制措施研究    王磊摘 要：建筑施工環(huán)境惡劣，影響因素復(fù)雜多變，導(dǎo)致建筑安全事故頻繁發(fā)生。將本體技術(shù)引入建筑安全事故控制領(lǐng)域，構(gòu)建了建筑安全事故知識本體庫，提出了改進(jìn)的概念語義屬性相似度確定方法和基于改進(jìn)粗糙集的屬性權(quán)重確定方法。通過計算案例綜合相似度，制定安全事故控制措施參考方案，完善了安全事故控制方法，提高了建筑安全事故控制水平。關(guān)鍵詞：事故控制；本體技術(shù)；相似度；案例推理：tb 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a doi：10.19311/ki.1672-3198.2018.23.0920 引言建筑工程施工過程中，現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜、人

2、員流動大及作業(yè)強度高，稍有松懈便會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，造成嚴(yán)重危害。據(jù)統(tǒng)計，近年來，年均建筑安全事故發(fā)生600余起，人員傷亡慘重，經(jīng)濟損失不可估量，甚至還有群死群傷的惡劣事故。誘發(fā)建筑安全事故的原因復(fù)雜多變，對安全事故的控制各個方面也都非常重視，但目前建筑安全事故控制工作中依然存在諸多的不足。（1）事故控制信息化程度低，體系不夠完善。（2）事故控制過程缺乏動態(tài)性。（3）事故控制人員主觀因素影響大。隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，可以有效改善目前比較落后的安全事故控制方法，提升建筑行業(yè)整體安全管理水平。人工智能領(lǐng)域中的本體技術(shù)能夠?qū)ㄖ踩鹿手R的表示結(jié)構(gòu)和類型進(jìn)行規(guī)范處理，并且結(jié)構(gòu)嚴(yán)密的本體支持

3、邏輯推理，可以充分利用歷史經(jīng)驗，解決施工安全事故控制中存在的問題，提高建筑企業(yè)應(yīng)對事故工作的科學(xué)性和實效性。1 建筑安全事故案例的本體化本體是指對某一范圍知識進(jìn)行格式化的描述，通常被稱為領(lǐng)域概念模型。本體技術(shù)以其特有的規(guī)范化描述形式能夠清楚顯示概念間的邏輯關(guān)系，通過本體定義類關(guān)系及實例屬性很好地解決了結(jié)構(gòu)異化的問題。構(gòu)建基于本體技術(shù)的建筑安全事故控制模型時，應(yīng)以施工安全技術(shù)規(guī)范和事故案例的統(tǒng)計分析作為基礎(chǔ)，收集具有代表性并能體現(xiàn)事故特征的相關(guān)重要案例，形成建筑安全事故知識本體庫，編寫swrl診斷規(guī)則，當(dāng)出現(xiàn)新的危險事件時，通過事故診斷和案例推理實現(xiàn)危險因素的預(yù)判與事故控制措施的生成。一個事故案

4、例的表述可以由三部分組成，分別是“發(fā)現(xiàn)問題”、“解決問題”及“結(jié)果分析”。從預(yù)防事故發(fā)生的角度出發(fā)，結(jié)合建筑安全事故致因理論，以曾經(jīng)成功地預(yù)防過安全事故發(fā)生的工程實例作為案例庫中的樣本案例。對樣本案例按工程基本概況、現(xiàn)場施工環(huán)境、事故安全隱患及事故防控方案四個方面進(jìn)行描述。基本概況部分描述了歷史案例的基本情況，如工程名稱、工程地點等；現(xiàn)場施工環(huán)境和事故安全隱患合稱為案例特征屬性部分，是案例檢索的依據(jù)，描述施工過程中的危險行為或危險狀態(tài)；措施方案部分主要記錄歷史案例的事故預(yù)防措施，安全管理措施及應(yīng)急措施等。這就完成了事故案例表示類的劃分，在錄入案例時，再對每個類逐層劃分，將案例信息對應(yīng)輸入即可。

5、由于每個案例涵蓋的信息面比較廣泛，本文利用本體開發(fā)軟件protégé4.3建立一個案例的部分本體表示形式，如圖1所示，我們可以根據(jù)不同的事故添加不同的概念及實例。2 基于本體的建筑安全事故控制措施推理2.1 基于本體的事故屬性相似度的計算案例屬性按其特征分為對象屬性和數(shù)值屬性，在計算相似度時方法存在差異。設(shè)，在建筑安全事故本體中，m表示屬性的個數(shù)，cij表示案例xi的第j個屬性值，di表示案例xi可能引發(fā)事故的等級。yj表示目標(biāo)案例y的第j個屬性值。（1）對象屬性相似度。對象屬性的相似度主要通過概念語義近似度來刻畫，較為常用的確定方法是計算語義距離相似度，如式（1）所示。對

6、綜合相似度大于閾值的樣本案例進(jìn)行排序，選取綜合相似度最大的案例作為相似案例。如果樣本案例的綜合相似度均小于閾值，表明在案例庫中不存在與目標(biāo)案例相似的樣本案例，將目標(biāo)案例作為新案例直接存入案例庫。3 控制措施的制定與案例庫維護(hù)一般而言，安全事故的發(fā)生是由于關(guān)鍵屬性的影響造成的。在確定出相似案例后，相似案例的應(yīng)急方案是否可供參考，需判定相似案例和目標(biāo)案例關(guān)于關(guān)鍵屬性的相似程度。根據(jù)經(jīng)驗選定作為相似閾值，即如果關(guān)鍵屬性相似度大于，表明關(guān)鍵屬性相似，應(yīng)急方案經(jīng)專家確認(rèn)后便可作為目標(biāo)案例的參考；如果小于，表明關(guān)鍵屬性不相似，需專家依據(jù)工程實際情況對應(yīng)急方案中可用的部分進(jìn)行整理，做出適用性調(diào)整，方案重新整

7、合后可作為目標(biāo)案例的參考。案例庫的維護(hù)包括案例的篩選和案例庫的更新。在案例篩選方面，涉及案例的錄入及刪除。在輸入新案例時，應(yīng)由專家對案例措施的適用性和代表性進(jìn)行評估，以此確定是否對案例進(jìn)行錄入。而案例庫中現(xiàn)有的案例，只需要保存具有代表性、較為經(jīng)典的，對于冗余案例進(jìn)行刪除，保證案例的可利用性和時效性。在案例庫更新方面，通過設(shè)置更新機制來實現(xiàn)案例庫的更新，確保事故案例庫的檢索效率和案例質(zhì)量。此外，要想讓案例檢索效率不斷提高，還需要對案例庫的結(jié)構(gòu)適時進(jìn)行優(yōu)化。4 結(jié)論將本體技術(shù)與案例推理技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建了建筑安全事故控制的本體模型；提出了改進(jìn)的概念語義相似度計算方法；改進(jìn)了基于粗糙集的屬性權(quán)重確定方

8、法，避免了冗余屬性重要度為0的情況，保證特征屬性權(quán)重更加科學(xué)有效；繼而通過計算案例綜合相似度確定出相似案例，并根據(jù)關(guān)鍵屬性相似程度對措施方案進(jìn)行修正；通過實例驗證了建筑安全事故控制方法的正確性。由于建筑安全事故涉及的知識范圍廣泛，與安全事故有關(guān)的概念、關(guān)系屬性數(shù)量龐大，需要業(yè)內(nèi)同行對領(lǐng)域知識不斷完善與補充，努力構(gòu)建起完備的事故知識本體庫。參考文獻(xiàn)1vacharapoom benjaoran， sdhabhon bhokha.an integrated safety management with construction management using 4d cad modelj.safet

9、y science，2010，（48）： 395-403.2況星堯.應(yīng)用事故軌跡交叉理論積極預(yù)防建筑生產(chǎn)安全事故j.建筑安全，2011（10）：13-15.3余成柱.建筑工程安全事故集成控制模式構(gòu)建研究j.福建工程學(xué)院學(xué)報，2012，10（1）：90-92.4黃東亮.建設(shè)項目的安全管理體系j.天津科技，2013（1）：43-45.5廖斌.基于ahp的模糊綜合評價法在建筑施工安全評價中的應(yīng)用j.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2013，9（10）：172-176.6姜慧等.建筑工程安全事故致因分析及防控體系研究j.建筑經(jīng)濟，2013，（12）：10-13.7常春光，李婉，許明.基于模糊綜合評判的建筑生產(chǎn)安全事故預(yù)警方法j.沈陽建筑大學(xué)學(xué)報，2014，16（2）：182-188.8王文俊，楊鵬，董存祥.應(yīng)急案例本體模型的研究及應(yīng)用j.計算機應(yīng)用，2009，29（5）：1437-1440.9王慧梅.基于知識推理的鐵路工程施工風(fēng)險控制研究d.西安：西安建筑科技大學(xué)，2015.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)