基于最优控制理论的大型工程安全风险预警评价指标体系构建及控制与实证研究

Since major accidents of security risk for large-scale engineering projects occur more and more frequently, it has become a prominent problem that needs to be solved in the national disaster prevention and reduction process to establish a pre-warning evaluation index system and do the control research. Although we have obtained some high-level achievements domestically, further systematical research based on optimal control theory is far from enough, which means it is still in the starting stage. This project plans to establish the risk pre-warning evaluation index system for large-scale engineering projects and set up controlling math models with the help of the method of characteristic variables and optimal control theory, and focus on the further systematical research about security risk self-governing pre-warning control model of largte-scale engineering projects. It is definitely of important theoretical value and practical significance. This project aims to analyze, distinguish and measure the security risk factor for large-scale engineering projects. It is supposed to set the security risk pre-warning terms and warning alarming extent scientifically and analyse its sensitiviry and stablization, in order to reach the self-governing pre-warning intelligent control. This is to provide scientifical theoretical support for getting rid of the hidden danger of large-scale engineering projects, aiming to reach scientifical, systematical, quantitative, and intelligent management towards major accidents of security risk. The control platform is expected to be established, which can provide real-time monitoring for the sudden occurance of disasters. New ways for security risk identification, measurement and control is to be thinking of, in order to deal with large-scale engineering proejcts.

由于大型工程安全风险重大事故灾害频发，对其开展预警评价指标体系和监控研究已成为国家防灾减灾工作中一个亟待解决突出问题。目前尽管国内对大型工程风险预警取得一些高水平的科研成果，但是基于最优控制理论等的深入系统研究成果很少，处于起步阶段。本项目拟采用特征变量方法、最优控制理论构建大型工程风险预警评价指标体系和建立控制数学模型，重点对大型工程安全风险自治预警控制模型展开深入系统研究，具有重要理论价值和现实意义。本项目将通过分析、诊断识别和度量大型工程安全风险因子，科学设定安全风险预警指标和警兆报警区间，研究其敏感性和稳定性，达到自治预警智能化控制，为消除大型工程安全隐患提供科学理论支撑，实现对安全风险重大灾害事故科学化、系统化、定量化、集成化、智能化管理，构造控制平台，实时监控重大灾害事故发生，为解决大型工程问题，提供安全风险识别、度量与控制新方法。

重大工程安全风险重大事故灾害预警和监控一直是国家防灾减灾工作中一个亟待解决突出问题，特别是大数据背景下，其安全风险管理智能化（AI）决策是迫切需要解决的关键问题。.几年来，本课题是在大数据背景下，针对重大工程安全风险管理提出了“机理-识别-预警-监控-应急-决策-工程化应用”的体系化管理模型、工具和方法的研究思路，特别在“预警-监控-应急-决策-工程化应用”方面进行了研究，取得了一些高水平科研成果，并得到了部分工程化应用。.课题组按着项目研究内容和研究计划基本上完成了研究任务，解决了设定的关键性问题，较好地达到了项目研究目标，取得了水平比较高的科研成果；培养博士后1人，博士研究生5人，硕士研究生5人，其中获得管理科学与工程学科博士学位3人，硕士学位3人。.这些成果主要包括基于FSDB算法的重大工程安全风险预警指标筛选研究、大型工程安全风险预警指标体系构建和评价模型研究、大型工程安全风险预警指标区间测定研究、基于极大值原理的最优资源配置、人员均衡安全风险优化控制、交叉作业安全风险优化控制、大型工程安全风险预警控制图、基于粒子群算法的大型工程相对衡嫡优化控制、基于风险平衡化的大型工程项目群风险与监控研究、大数据背景下的大型工程项目协同管理研究，基于动态微分博弈理论和控制理论的工程应急决策研究、以及实例仿真验证和部分工程化实证研究。.本项目所采用特征变量方法、最优控制理论构建大型工程风险预警评价指标体系和建立控制数学模型，基于风险平衡化的大型工程项目群风险与监控研究、基于动态微分博弈理论和控制理论的工程应急决策研究、以及部分工程化实证研究成果具有较好的创新性。.这些成果基本解决了本项目中所设定的关键性问题，较好地达到了所要研究的相关目标，经过检索国内相关文献，至今针对重大工程安全风险管理方面的研究成果仍然比较少，因为目前国内针对重大工程安全风险管理方面的研究还没有形成系统的理论体系，特别是大数据背景下的重大工程安全风险管理进行智能化（AI）决策更是如此。因而，其研究成果的应用具有非常广泛的前景、持续研究的科学价值和理论研究价值