本发明涉及深基坑施工工程安全专项方案编制技术领域，尤其涉及一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法。
背景技术：
深基坑施工是一项复杂的高风险系统活动，深基坑安全专项施工方案在指导项目科学施工、安全施工起着重要的作用，是现场施工的重要文本性依据文件。该类工程施工中已经产生了丰富的有价值的安全专项方案案例，重用这些价值方案案例所体现的宝贵经验对新建工程专项方案的编制具有重要意义。然而，如何表征深基坑工程专项的特征以及如何计算不同工程间的相似程度，是挖掘重用以往价值知识信息的关键。
在以往工程实践中，施工方案的编制主要是基于以往的类似方案，再结合当前的工程概况以及施工方案编制人依据自己的经验修改讨论并报审核得到最终的方案。而这些方案凭经验编制的情况较多，使得以往有价值的方案案例没有得到充分的应用，编制的专项方案往往质量不高、效率低下、施工现场使用落实情况差，极大影响了专项方案的应用效果。
技术实现要素：
发明目的：针对现有编制的专项方案因质量不高、效率低下、施工现场使用落实情况差，影响专项方案的应用效果的问题，本发明提出一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，所述相似度计算方法具体包括如下步骤：
s1：根据新建工程专项方案中的特征情况，识别出新建工程专项方案中的特征属性，并建立新建工程专项方案属性集；
s2：根据以往案例工程专项方案组建数据库，并从中获取每个所述以往案例工程专项方案中的项目特征属性，和每个所述特征属性对应的属性取值；
s3：通过所述新建工程专项方案属性集中各属性的取值，构建新建工程专项方案属性取值集；
s4：对工程专项方案中的属性取值类型进行判断，并根据所述判断结果，计算所述新建工程专项方案和以往案例工程专项方案中不同情景的施工方案之间的相似度；
s5：将所述相似度和预设的相似度阈值进行比较，从中输出满足预设相似度阈值的专项方案。
进一步地讲，所述新建工程专项方案中的特征属性包括有基坑规模、开挖深度、基坑形状、周边环境、水文环境和地质环境。
进一步地讲，所述工程专项方案中的属性取值类型包括有数值型和字符型，所述数值型包括有单一数值型和区间取值型，所述字符型包括有确定型字符型和不确定型字符型。
进一步地讲，在所述步骤s4中，计算所述新建工程专项方案和以往案例工程专项方案中不同情景的施工方案之间的相似度，具体如下：
s4.1：根据所述新建工程专项方案中的属性取值类型、每个以往案例工程专项方案中的属性取值类型，计算出所述新建工程专项方案和每个以往案例工程专项方案之间在各属性上的相似度；
s4.2：通过所述新建工程专项方案和每个以往案例工程专项方案之间在各属性上的相似度，计算出所述新建工程专项方案和每个以往案例工程专项方案之间的整体相似度，具体为：
其中：sj为新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间的整体相似度，wi为第i个属性的权重，
进一步地讲，所述新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为确定型字符型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
进一步地讲，所述新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为单一数值型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
进一步地讲，所述新建工程专项方案的属性取值类型为区间取值型，而所述以往案例工程专项方案的属性取值类型为单一数值型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
所述新建工程专项方案的属性取值类型为单一数值型，而所述以往案例工程专项方案的属性取值类型为区间取值型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
进一步地讲，所述新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为区间取值型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
进一步地讲，所述新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为不确定型字符型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
进一步地讲，在所述步骤s5中，输出满足预设相似度阈值的专项方案，具体为：
将所述相似度和预设的相似度阈值进行比较，当所述相似度不小于预设的相似度阈值时，则所述数据库中存在有与新建工程专项方案相似的以往案例工程专项方案，可以将所述数据库中与新建工程专项方案相似的以往案例工程专项方案对应的做法用于新建工程专项方案中，反之，则所述数据库中不存在有与新建工程专项方案相似的以往案例工程专项方案。
有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益技术效果：
本发明基于安全专项施工方案中的不同属性及其不同类型的属性值，通过多情景相似度的计算，判断以往价值专项方案案例与新建工程专项方案的相似性，从数据上通过系统的科学的计算方法有效的减少数据失效的可能性，重用以往方案价值知识信息，为新建工程安全专项方案的编制提供支持，提高了新工程专项方案制定的科学合理性以及编制质量与效率。
附图说明
图1是本发明相似度计算方法的流程示意图；
图2是本发明中相似度函数对应的五种不同情景的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
实施例1
参考图1，本实施例提供了一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，该相似度计算方法通过比较专项方案数据库中以往工程方案zi和新建工程专项方案z0的相同属性的属性值来判断两个方案的相似度，并将得到的相似度值与设定的阈值进行比较。在本实施例中，阈值的取值大小由使用者对该项工程精细程度的要求来设定，通过提出的五种情景相似度的计算公式计算出新建工程专项方案与案例工程专项方案的各个属性间的相似度，同时结合属性权重，计算得到方案的整体相似度，并将得出的值与设定的阈值进行比较，若满足相似度值大于阈值，则说明两者相似，进而输出相似的专项方案，为新建工程专项施工方案重用该足够相似的方案中的知识信息、经验以及做法等提供支持。具体过程包括如下步骤：
步骤s1：根据新建工程专项方案中的特征情况，识别出新建工程专项方案中的特征属性，并建立新建工程专项方案属性集。其中深基坑工程安全专项方案的特征属性主要为影响工程施工的因素和参数，包括：基坑规模、开挖深度、基坑形状、周边环境、水文环境和地质环境。从而新建工程专项方案属性集，具体为：
ci＝{基坑规模，开挖深度，基坑形状，周边环境，水文环境和地质环境}
其中：ci为第i个新建工程专项方案的属性集。
步骤s2：通过收集以往案例工程专项方案组建数据库，并从中获取每个以往案例工程专项方案中对应的特征属性，和每个特征属性对应的属性取值。
在深基坑工程中，对于选择的方案中，基坑开挖规模、开挖深度和基坑形状较为清晰，可以直接依据方案得到相应的取值，具体如表1。
表1施工方案属性取值
其中：x1为基坑开挖规模，x2为基坑开挖深度，x3为基坑形状，st为标准。
然而工程周边环境、工程水文和工程地质三个属性语言表达含义复杂、模糊、不确定，对这三个属性的复杂程度进行划分，分为四个等级，分别为：简单、中等复杂、复杂和非常复杂。为了便于对二型模糊数进行计算，定义等级取值区间为[0,1]。
针对方案属性存在的不确定性和模糊性，在方案属性集和取值集确定的基础上，通过区间二型模糊集方法考虑专家经验规则不确定性，对周边环境特征、水文特征和地质特征三个属性取值进行分析。基于语言标度及其对应的区间二型模糊数关系，进行方案属性的综合取值计算。同时构建属性取值综合评价矩阵，进而计算得到客观科学、符合实际的属性区间二型模糊值，具体如表2。
表2语言标度及其对应的区间二型模糊数
对于周边环境属性、水文特征属性和地质特征属性，在本实施例中，由三位经验丰富的工程师在认真查阅了各项目的设计勘察资料和项目概况等信息后，进行属性的取值评价。根据工程师的经验情况对评价结果赋予不同的权重，由于各工程师的从业年龄、项目经验基本相同，故对三位工程师的模糊评价采取相等权重。因此，专家评价矩阵乘以权重向量，得到综合评价矩阵。结果如表3。
表3施工方案属性模糊评价结果
其中：x4为周边环境属性，x5为水文特征属性，x6为地质特征属性，s为简单，mc为中等复杂，c为复杂，vc为非常复杂。
依据运算法则，表4为周边环境属性x4的计算结果，具体如下：
表4周边环境属性区间数计算结果
其中：x4为周边环境属性。
步骤s3：通过步骤s1中新建工程专项方案属性集中各属性的取值，构建新建工程专项方案属性取值集，在本实施例中，新建工程专项方案属性取值集具体为：
p0i＝{4760、[21.2,22]、st、((0.39,0.57,0.73,0.82,1,1)；(0.44,0.57,0.73,0.77,0.85,0.85))}
其中：p0i为新建工程专项方案中第i个属性对应的属性取值。
步骤s4：对新建工程专项方案中各属性取值类型进行判断，也对每个以往案例工程专项方案中各属性取值类型进行判断。具体地讲，工程专项方案中的属性取值类型包括有数值型和字符型，而数值型包括有单一数值型和区间取值型，字符型包括有确定型字符型和不确定型字符型。
根据新建工程专项方案中各属性取值类型、每个以往案例工程专项方案中各属性取值类型的判断结果，计算出新建工程专项方案和以往案例工程专项方案中不同情景的施工方案之间的相似度。具体如下：
步骤s4.1：根据新建工程专项方案中的属性取值类型、每个以往案例工程专项方案中的属性取值类型，计算出新建工程专项方案和每个以往案例工程专项方案之间在各属性上的相似度。
参考图2，深基坑工程安全专项方案的实际情况，确定有以下五种不同情景的相似度函数。
在本实施例中，当新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为确定型字符型时，新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
当新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为单一数值型时，新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
具体地讲，以往案例工程专项方案中第i个属性对应的属性取值的下界α、以往案例工程专项方案中第i个属性对应的属性取值的上界β，具体为：
其中：α为以往案例工程专项方案中第i个属性对应的属性取值的下界，β为以往案例工程专项方案中第i个属性对应的属性取值的上界，
当新建工程专项方案的属性取值类型为区间取值型，而以往案例工程专项方案的属性取值类型为单一数值型时，新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
当新建工程专项方案的属性取值类型为单一数值型，而以往案例工程专项方案的属性取值类型为区间取值型时，新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
当新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为区间取值型时，新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
当新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为不确定型字符型时，新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
具体地讲，第j个以往案例工程专项方案中第i个属性对应的属性区间二型模糊值
其中：
新建工程专项方案中第i个属性对应的属性区间二型模糊值a0i，具体为：
其中：a0i为新建工程专项方案中第i个属性对应的属性区间二型模糊值，
第j个以往案例工程专项方案与新建工程专项方案在第i个属性上对应的模糊数上界的hamming距离
其中：
第j个以往案例工程专项方案与新建工程专项方案在第i个属性上对应的模糊数下界的hamming距离
其中：
步骤s4.2：根据步骤s4.1中新建工程专项方案和每个以往案例工程专项方案之间在各属性上的相似度，计算出新建工程专项方案和每个以往案例工程专项方案之间的整体相似度，具体为：
其中：sj为新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间的整体相似度，wi为第i个属性的权重，
在本实施例中，结合经由层次分析法得到的属性权重为：w＝(0.151,0.173,0.151,0.525)。为了便于计算，随机抽取三个案例，四个属性值，并选取其中一个作为新建工程专项方案，剩下案例作为案例工程专项方案，计算得到的相似度结果如表5所示。
表5新建工程专项方案与案例工程专项方案相似度计算结果
步骤s5：将相似度和预设的相似度阈值进行比较，从中输出满足预设相似度阈值的专项方案，以支持新建工程专项方案的编制，具体为：
将步骤s4.2中得到的相似度和预设的相似度阈值进行比较，当步骤s4.2中得到的相似度不小于预设的相似度阈值时，则数据库中存在有与新建工程专项方案相似的以往案例工程专项方案，可以将该数据库中与新建工程专项方案相似的以往案例工程专项方案对应的做法用于新建工程专项方案中，反之，则数据库中不存在有与新建工程专项方案相似的以往案例工程专项方案，进而不予采取。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构和方法并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均属于本发明的保护范围。
1.一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，其特征在于，所述相似度计算方法具体包括如下步骤：
s1：根据新建工程专项方案中的特征情况，识别出新建工程专项方案中的特征属性，并建立新建工程专项方案属性集；
s2：根据以往案例工程专项方案组建数据库，并从中获取每个所述以往案例工程专项方案中的项目特征属性，和每个所述特征属性对应的属性取值；
s3：通过所述新建工程专项方案属性集中各属性的取值，构建新建工程专项方案属性取值集；
s4：对工程专项方案中的属性取值类型进行判断，并根据所述判断结果，计算所述新建工程专项方案和以往案例工程专项方案中不同情景的施工方案之间的相似度；
s5：将所述相似度和预设的相似度阈值进行比较，从中输出满足预设相似度阈值的专项方案。
2.根据权利要求1所述的一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，其特征在于，所述新建工程专项方案中的特征属性包括有基坑规模、开挖深度、基坑形状、周边环境、水文环境和地质环境。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，其特征在于，所述工程专项方案中的属性取值类型包括有数值型和字符型，所述数值型包括有单一数值型和区间取值型，所述字符型包括有确定型字符型和不确定型字符型。
4.根据权利要求3所述的一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，其特征在于，在所述步骤s4中，计算所述新建工程专项方案和以往案例工程专项方案中不同情景的施工方案之间的相似度，具体如下：
s4.1：根据所述新建工程专项方案中的属性取值类型、每个以往案例工程专项方案中的属性取值类型，计算出所述新建工程专项方案和每个以往案例工程专项方案之间在各属性上的相似度；
s4.2：通过所述新建工程专项方案和每个以往案例工程专项方案之间在各属性上的相似度，计算出所述新建工程专项方案和每个以往案例工程专项方案之间的整体相似度，具体为：
其中：sj为新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间的整体相似度，wi为第i个属性的权重，
5.根据权利要求4所述的一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，其特征在于，所述新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为确定型字符型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
6.根据权利要求4所述的一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，其特征在于，所述新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为单一数值型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
7.根据权利要求4所述的一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，其特征在于，所述新建工程专项方案的属性取值类型为区间取值型，而所述以往案例工程专项方案的属性取值类型为单一数值型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
所述新建工程专项方案的属性取值类型为单一数值型，而所述以往案例工程专项方案的属性取值类型为区间取值型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
8.根据权利要求4所述的一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，其特征在于，所述新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为区间取值型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
9.根据权利要求4所述的一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，其特征在于，所述新建工程专项方案的属性取值类型和以往案例工程专项方案的属性取值类型均为不确定型字符型时，所述新建工程专项方案和第j个以往案例工程专项方案之间在第i个属性上的相似度，具体为：
其中：
10.根据权利要求4所述的一种用于深基坑施工工程安全专项方案相似度计算方法，其特征在于，在所述步骤s5中，输出满足预设相似度阈值的专项方案，具体为：
将所述相似度和预设的相似度阈值进行比较，当所述相似度不小于预设的相似度阈值时，则所述数据库中存在有与新建工程专项方案相似的以往案例工程专项方案，可以将所述数据库中与新建工程专项方案相似的以往案例工程专项方案对应的做法用于新建工程专项方案中，反之，则所述数据库中不存在有与新建工程专项方案相似的以往案例工程专项方案。
技术总结