Page 32 - 2024年第55卷第7期

接近时间和机械最大拥挤度两个指标。其中，行驶接近时间定义为当目标机械的活动范围与其他施工
机械的活动范围在未来有交集（即可能发生碰撞）的最近时刻，机械最大拥挤度定义为在未来发生交集
时刻之前的时间段内距离目标机械一定范围内施工机械数量的最大值，若在预测的未来一段时间内未
存在交集，则目标施工机械的行驶接近时间为无穷大且机械最大拥挤度为 ０。为简化计算，在本研究
中，施工机械在预测轨迹上某一时刻活动范围大小简化为当前时刻目标矩形框的外接圆范围大小。
施工机械间的潜在碰撞具有不确定性，通过行驶接近时间和机械最大拥挤度来确定潜在碰撞风险
预警等级受到人为偏好等主观因素的影响 ［３，１４］ 。为了更有效地反映上述指标存在的模糊性，本研究采
用模糊数学方法，分别构建不同施工机械潜在碰撞风险指标与预警等级的模糊规则。规则如下：①如
果行驶接近时间短，则预警等级应相对较高；② 如果行驶接近时间中等，则 预 警等 级应 相对中等；
③如果行驶接近时间长，则预警等级应相对较低；④ 如果行驶接近时间未在可预测范围，则不予预
警；⑤如果机械最大拥挤度大，则预警等级应相对较高；⑥如果机械最大拥挤度中等，则预警等级应
相对中等；⑦如果机械最大拥挤度小，则预警等级应相对较低；考虑到施工机械当前的行驶速度与潜
在碰撞密切相关，对坝面大场景视频监控中施工机械的行驶速度划分为快（ ＞５ｍ?ｓ）、中（＞３～５ｍ?ｓ）、慢
（ ０～３ｍ?ｓ）三个范围，在不同行驶速度范围下相同的行驶接近时间或机械最大拥挤度可能有不同的风
险预警等级。因此，假设预测未来 ６ｓ的轨迹，参考 Ｋｉｍ等 ［１４］ 对拥挤度的划分，将预警等级从高到低
分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和不预警，根据模糊规则分别构建不同行驶速度范围下行驶接近时间对施工机
械潜在碰撞风险分级预警的模糊隶属度函数如图 ３所示，机械最大拥挤度对施工机械潜在碰撞风险分
级预警的模糊隶属度函数如图 ４所示。

图 ３ 行驶接近时间模糊隶属度函数

图 ４ 机械最大拥挤度模糊隶属度函数

３．２．２ 证据融合多指标预警等级 证据融合是 Ｄ － Ｓ证据理论中根据 Ｄｅｍｐｓｔｅｒ合成规则合成不同证据
的一种信息融合方法 ［３３ － ３４］ 。Ｄ － Ｓ证据理 论已被证 明可以 很 好地 整 合不 确 定 或不 精 确 的多 种不同信
息 ［３３ － ３４，３８］ ，并减小由模糊性和主观不确定性等各种不确定性因素的影响 ［３３］ 。Ｄｅｍｐｓｔｅｒ合成规则可以
描述为对 Ａ ∈Ω ，两个相互独立的证据 ｍ 和 ｍ 满足下式：
１
２
１
ｍ ｍ（Ａ） ＝ ∑ ［ｍ（Ｂ）ｍ（Ｃ）］ （２）
１ ２ １ ２
Ｋ Ｂ ∩Ｃ＝ Ａ
式中：ｍ（·）为对应命题的基本概率分配函数，也称 ｍａｓｓ函数；ｍ ｍ 为合成后的基本概率分配函
１ ２
４
— ７ ８ —