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基于K-means-云模型的输水隧洞安全评价方法及应用OA

Safety Evaluation Method and Application of Water Conveyance Tunnel Operation Based on K-means-Cloud Model

中文摘要英文摘要

随着我国引调水工程的快速发展,输水隧洞作为核心输水建筑物,对工程整体效益的实现起着关键作用.然而,输水隧洞因长距离、地质复杂所产生的区段差异,现有的安全评价方法存在适配性不足,监测数据整合能力较弱的问题,难以精准评价隧洞安全状态.提出一种融合K-means聚类与云模型的安全评价方法:通过K-means聚类方法实现隧洞分区,运用组合赋权法平衡主客观权重,基于云模型方法构建安全评价体系.以某长距离跨流域供水工程为例,选取1 350 m干线隧洞变形监测数据,用K-means算法划分为5个区段.经云模型评价,cluster1等4个区段正常,cluster3基本正常,综合判定整体隧洞目前处于"基本正常状态",评价结果与实际运行状态相符.该方法结合分区评价与模糊处理,提高了评估精度,为隧洞安全监测提供科学依据,实现引调水工程安全高效运行.

With the rapid development of water diversion and transfer projects in China,water conveyance tunnels,as core hydraulic structures,play a pivotal role in achieving the overall benefits of the projects.However,due to the long distances and complex geological conditions leading to significant sectional differences along these tunnels,existing safety evaluation methods face challenges of inadequate adaptability and weak integration capabilities for monitoring data,making it difficult to accurately assess tunnel safety conditions.This paper proposes a novel safety evaluation method integrating K-means clustering and the cloud model:tunnel zoning is achieved using the K-means clustering method;a combination weighting method is employed to balance subjective and objective weights;and a safety evaluation system is constructed based on the cloud model.Taking a long-distance inter-basin water supply project as a case study,deformation monitoring data from a 1,350-meter section of the main tunnel were analyzed.The K-means algorithm partitioned the tunnel into five distinct zones(clusters).Cloud model evaluation indicated that four zones(cluster 1,etc.)were in a"normal"state,while cluster 3 was"basically normal".The comprehensive evaluation concluded that the entire tunnel is currently in a"basically normal"state,aligning with its actual operational condition.This method,combining zonal evaluation with fuzzy processing,enhances assessment accuracy,provides a scientific basis for tunnel safety monitoring,and contributes to the safe and efficient operation of water diversion and transfer projects.

陈荟冰;胡蕾;张启灵;郭永成

三峡大学土木与建筑学院,湖北 宜昌 443002||长江科学院 工程安全与灾害防治研究所,湖北 武汉 430010长江科学院 湖北省智慧水电技术创新中心,湖北 武汉 430010||长江科学院 国家大坝安全工程技术研究中心,湖北 武汉 430010||长江科学院 水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心,湖北 武汉 430010||长江科学院 工程安全与灾害防治研究所,湖北 武汉 430010长江科学院 湖北省智慧水电技术创新中心,湖北 武汉 430010||长江科学院 国家大坝安全工程技术研究中心,湖北 武汉 430010||长江科学院 水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心,湖北 武汉 430010||长江科学院 工程安全与灾害防治研究所,湖北 武汉 430010三峡大学土木与建筑学院,湖北 宜昌 443002

建筑与水利

输水隧洞安全评价K-means聚类组合赋权云模型

water conveyance tunnelsafety evaluationK-means clusteringcombined weightingcloud model

《中国农村水利水电》 2026 (6)

222-229,8

中国中铁股份有限公司科技研究开发计划项目(2023-重大-16).

10.12396/znsd.2500961

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