文档介绍：基于贝叶斯网络
的大坝病害诊断研究
徐耀张利民贾金生
中国水利水电科学研究院
中国大坝协会
香港科技大学
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研究背景
截止2007年,全国病险水库
有37000座,占所有水库数目
(85000)的43%。(Chen 2007) 病险水库
安全水库
上述病险水库大坝一般为三类坝,抗御洪水标准低,
或工程有严重安全隐患,不能按设计正常运行。
需要解决两个问题:
诊断病害,查找原因;
提出合适的除险加固措施。
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大坝病害
坝体-基础结构的病害:
渗流病害;
结构病害(变形、稳定等);
… 1)多样性;
辅助结构的病害: 2)相关性。
溢洪道病害;
涵管病害;
…
大坝病害多样性及相关性的特征要求我们对病险大
坝进行系统全局的病害诊断。
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贝叶斯网络
贝叶斯网络定义为一个由若干变量(节点)构成的有
向无环图,其中变量(节点)之间的关系强度用条件
概率表达。(Pearl 1988)
因果关系图+ 概率表
¾ P(A) & P(B);
A B
¾ P(C|A), P(C|B), P(C|A, B).
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C
应用
¾ 节点A,B,C代表变量;
¾ 定量评价各个原因可能性;
¾ 箭头1,2代表因果关系;
¾ 敏感性分析找出重要因子;
¾ A,B称为父节点,C称为
¾ 动态分析更新结果.
子节点. 4
研究目标
建立一个基于贝叶斯网络的病险大坝病
害诊断系统:
基于数据库的大坝病害的群体性诊断;
某一特定大坝病害的个体化诊断。
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研究内容构架
研究病险大坝病害的一般特征
建立病险大坝数据库
基于数据库的大坝病害的群体性诊断
考虑个案信息
某一特定大坝病害的个体化诊断
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病险大坝数据库
37000座病险水库大坝
水库库容(m3)
大型≥1×108
中型 1×107-1×108
1182个案例:
大型或中型水库小型<1×107
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病险土石坝
在数据库中,土石坝占绝大部分(993个案例)。
¾ A组: 均质/混合坝(610);
¾ B组: 心墙坝(383).
坝型案例数目总和
A组均质土石坝 591 610
混合土石坝 19
B组心墙土石坝 317 383
斜心墙土石坝 59
心墙堆石坝 3
斜心墙堆石坝 4 8
贝叶斯网络
贝叶斯网络定义为一个由若干变量(节点)构成的有
向无环图,其中变量(节点)之间的关系强度用条件
概率表达。(Pearl 1988)
因果关系图+ 概率表
¾ P(A) & P(B);
A B
¾ P(C|A), P(C|B), P(C|A, B).
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C
¾ 节点A,B,C代表变量;
¾ 箭头1,2代表因果关系;
¾ A,B称为父节点,C称为
子节点. 9
因果关系图
一个病害机理过程转化为含有若干个变量的因果链。
坝基清淤坝体材料可能导致漫坝的
病害机理因果关系图
坝体沉降设计坝高
防浪墙坝顶高程主溢洪道非常溢洪道泄洪隧洞金属结构
防洪标准挡水能力泄流能力库区岸坡水库淤积
漫坝 10