基于知识图谱的建筑火灾事故智能分析

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0688

中国安全科学学报 ›› 2024, Vol. 34 ›› Issue (12): 94-99.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0688

基于知识图谱的建筑火灾事故智能分析

许慧¹^,²(), 蒋玫³, 薛红⁴, 周启琳⁵

¹ 重庆邮电大学经济管理学院,重庆 400065
² 重庆邮电大学大数据智能计算重点实验室,重庆 400065
³ 重庆邮电大学理学院,重庆 400065
⁴ 山东大学管理学院,山东济南 250100
⁵ 重庆市重大项目服务中心重庆市区域合作服务中心,重庆 401120

收稿日期:2024-09-05 修回日期:2024-11-07 出版日期:2024-12-28
作者简介:
许慧 (1988—),女,河南商丘人,博士,副教授,主要从事工程项目智能安全风险方面的研究。E-mail:xuhui@cqupt.edu.cn。
薛红,讲师。
周启琳,经济师。
基金资助:
国家社会科学基金西部项目资助(22XGL013); 重庆市教委科学技术研究计划项目重点项目(KJZD-K202400603); 重庆市社会科学规划中特理论重点项目(2024ZTZD14)

Intelligent analysis of building fire accidents based on knowledge graph

XU Hui¹^,²(), JIANG Mei³, XUE Hong⁴, ZHOU Qilin⁵

¹ College of Economics and Management, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China
² Key Laboratory of Big Data Intelligent Computing, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China
³ College of Science, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China
⁴ School of Management, Shandong University, Jinan Shandong 250100, China
⁵ Chongqing Major Projects Service Centre, Chongqing Regional Cooperation Service Centre, Chongqing 401120, China

Received:2024-09-05 Revised:2024-11-07 Published:2024-12-28

摘要/Abstract

摘要：

为建筑安全管理提供智能化、系统化的决策支持,收集和整理建筑火灾事故数据。构建建筑火灾事故知识图谱,形成建筑火灾领域的知识库;基于时间、空间、主题和重要实体维度,创新展示智能问答系统的实现过程,开展建筑火灾风险智能分析。研究结果表明:白天和夏季属于建筑火灾的高发时段;华东地区的建筑火灾事故发生频率显著高于其他区域,电气、仓库区域建筑火灾风险较高;钢筋混凝土框架结构的建筑和厂房建筑更易发生建筑火灾;起火源大多数为可燃固体,火灾事故的原因主要与违规施工行为有关。

关键词: 知识图谱, 建筑火灾事故, 智能分析, 安全管理, 图数据库

Abstract:

To provide intelligent and systematic decision support for building safety management, building fire accidents data was collected and summarized. The knowledge graph of building fire accidents was developed to construct a knowledge graph database. Based on the dimensions of time, space, theme, and important entities, the implementation process of the intelligent question-answering system was innovatively presented. Moreover, the intelligent analysis of building fire risk was performed. The results showed that daytime and summer were high-risk periods for building fires. The frequency of building fire accidents in East China was significantly higher than that in other regions, and the fire risk of building fires was higher in electrical and warehouse areas. Reinforced concrete frame structures and factory buildings were more prone to building fires. Most ignition sources were combustible solids, and the main cause of fire accidents was illegal construction behavior.

Key words: knowledge graph, building fire accident, intelligent analysis, safety management, graph database

中图分类号:

X928.7火灾与爆炸事故

许慧, 蒋玫, 薛红, 周启琳. 基于知识图谱的建筑火灾事故智能分析[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(12): 94-99.

XU Hui, JIANG Mei, XUE Hong, ZHOU Qilin. Intelligent analysis of building fire accidents based on knowledge graph[J]. China Safety Science Journal, 2024, 34(12): 94-99.

图/表 9

图1

图2

表1

表2

图3

表3

表4

表5

表6

参考文献 18

[1]	国家消防救援局. 2023年上半年全国日均火灾超3000起[EB/OL]. [2024-05-16]. https://www.119.gov.cn/qmxfgk/sjtj/2023/38420.shtml.
[2]	关城, 张志珍, 栗婧, 等. 建筑物火灾事故致因及路径分析[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(4):163-170. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.04.024
	GUAN Cheng, ZHANG Zhizhen, LI Jing, et al. Analysis on cause factors and evolution paths of fire accidents in buildings[J]. China Safety Science Journal, 2022, 32(4):163-170. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.04.024
[3]	HASOFER A M. Modern sensitivity analysis of the CESARE-risk computer fire model[J]. Fire Safety Journal, 2009, 44(3): 330-338.
[4]	张文辉, 沈荣芳. 城市火灾风险认知述评及其逻辑局限和对策[J]. 系统工程理论与实践, 2019, 39(2):387-396. doi: 10.12011/1000-6788-2017-0824-10
	ZHANG Wenhui, SHEN Rongfang. The summary, logical limitations and countermeasures of urban fire risk cognition[J]. Systems Engineering-Theory & Practice, 2019, 39(2):387-396.
[5]	楚尔鸣, 孙红果, 李逸飞. 智慧城市建设对生态环境韧性的影响研究[J]. 管理学刊, 2023, 36(6):21-37.
	CHU Erming, SUN Hongguo, LI Yifei. Study on the impact of smart city construction on ecological environment resilience[J]. Journal of Management, 2023, 36(6):21-37.
[6]	程超, 黄晓家, 谢水波, 等. 智慧城市与智慧消防的发展与未来[J]. 消防科学与技术, 2018, 37(6):841-844.
	CHENG Chao, HUANG Xiaojia, XIE Shuibo, et al. The development and future of smart city and smart fire safety[J]. Fire Science and Technology, 2018, 37(6):841-844.
[7]	ZHENG Xue, WANG Bing, ZHAO Yunmeng, et al. A knowledge graph method for hazardous chemical management: ontology design and entity identification[J]. Neurocomputing, 2021,430:104-111.
[8]	李杰, 郭晓宏, 姜亢, 等. 安全科学知识图谱的初步研究:以《Safety Science》期刊数据为例[J]. 中国安全科学学报, 2013, 23(4): 152-158.
	LI Jie, GUO Xiaohong, JIANG Kang, et al. Preliminary study of knowledge map of safety science:base on data of Safety Science[J]. China Safety Science Journal, 2013, 23(4):152-158.
[9]	刘峤, 李杨, 段宏, 等. 知识图谱构建技术综述[J]. 计算机研究与发展, 2016, 53(3):582-600.
	LIU Qiao, LI Yang, DUAN Hong, et al. Knowledge graph construction techniques[J]. Journal of Computer Research and Development, 2016, 53(3):582-600.
[10]	安全管理网. 事故案例[EB/OL]. (2023-10-22). [2024-05-16]. https://www.safehoo.com/Case.
[11]	国家消防救援局. 数据统计[EB/OL]. [2023-05-16]. https://www.119.gov.cn/qmxfgk/sjtj/index.shtml.
[12]	许慧, 廖桧铭. 基于知识图谱的建筑工程施工事故智能分析[J]. 中国安全生产科学技术, 2023, 19(3):46-52.
	XU Hui, LIAO Huiming. Intelligent analysis of construction accidents in construction engineering based on knowledge graph[J]. Journal of Safety Science and Technology, 2023, 19(3):46-52.
[13]	陈戈. 基于知识图谱应用的图书馆知识检索服务构建思考[J]. 新世纪图书馆, 2020(12):46-48,85.
	CHEN Ge. On the construction of library knowledge retrieval service based on the application of knowledge map[J]. New Century Library, 2020(12):46-48,85.
[14]	王鑫, 邹磊, 王朝坤, 等. 知识图谱数据管理研究综述[J]. 软件学报, 2019, 30(7):2139-2174.
	WANG Xin, ZOU Lei, WANG Chaokun, et al. Research on knowledge graph data management: a survey[J]. Journal of Software, 2019, 30(7):2139-2174.
[15]	张吉祥, 张祥森, 武长旭, 等. 知识图谱构建技术综述[J]. 计算机工程, 2022, 48(3):23-37. doi: 10.19678/j.issn.1000-3428.0061803
	ZHANG Jixiang, ZHANG Xiangsen, WU Changxu, et al. Survey of knowledge graph construction techniques[J]. Computer Engineering, 2022, 48(3):23-37. doi: 10.19678/j.issn.1000-3428.0061803
[16]	何巍. 社交网络舆情多模态知识图谱构建框架研究[J]. 情报杂志, 2024, 43(1):160-166.
	HE Wei. Research on the construction framework of multi-modal knowledge graph for social network public opinion[J]. Journal of Intelligence, 2024, 43(1):160-166.
[17]	许娜, 梁燕翔, 王亮, 等. 基于知识图谱的煤矿建设安全领域知识管理研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(5):28-35. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0835
	XU Na, LIANG Yanxiang, WANG Liang, et al. Research on knowledge management in coal mine construction safety field based on knowledge graph[J]. China Safety Science Journal, 2024, 34(5):28-35. doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0835
[18]	李建平, 孙灏, 常闫芃, 等. 考虑审计要素多重语义关联的财务欺诈识别[J]. 管理科学学报, 2024, 27(3):58-70.
	LI Jianping, SUN Hao, CHANG Yanpeng, et al. Financial statement fraud identification considering the multiple-dimensional semantic associations of auditing elements[J]. Journal of Management Science in China, 2024, 27(3):58-70.

时间维度	事故极值统计	事故分布
季节	夏季占事故总数的27.0%	春季、夏季、秋季、冬季
旬	中旬占事故总数的35.0%	上旬、中旬、下旬
时间段	上午、中午和下午发生的事故占事故总数的57.4%	上午、中午、下午、晚上、子夜、凌晨

分析类别	多维度分析
查询分析	问题数量	13个
查询分析	问题举例及实体关系	春季发生的事故有哪些(发生季节-事故)
统计分析	问题数量	13个
统计分析	问题举例及实体关系	上旬发生的事故有多少起(发生日期-事故)
混合分析	问题数量	1 118个
混合分析	问题举例及实体关系	上午因电气设备故障发生的事故有哪些(发生时间-事故原因-事故)

空间维度	事故极值统计	事故分布
事故地域	华东地区占事故总数的36.2%	东北地区、华北地区、华中地区、华东地区、华南地区、西南地区、西北地区
事故区域	仓库区域占事故总数的 36.4%	公共区域(大厅、楼梯间等)、仓库区域(仓间等)、居住区域(住宅、宾馆等)等

分析类别	多维度分析
查询分析	问题数量	14个
查询分析	问题举例及实体关系	发生在华东地区的事故有哪些(事故地域-事故)
统计分析	问题数量	14个
统计分析	问题举例及实体关系	发生在仓库区域的事故有多少起(事故区域-事故)
混合分析	问题数量	1 176个
混合分析	问题举例及实体关系	华东地区公共区域的事故有哪些(事故地域-事故区域-事故)

主题维度	事故极值统计/ %	事故分布
建筑结构	45.9(钢筋混凝土框架结构)	钢筋混凝土框架结构、钢架结构、砖木结构、砖混框架结构、锌铁硼棚、木质结构、彩钢结构
建筑用途	56.0(厂房)	商业、住宅、厂房、综合
事故阶段	88.2(运营)	施工、运营
起火物质	35.7(可燃固体)	可燃固体、可燃液体、可燃气体、可燃金属、自燃物质、非金属粉尘和纤维
事故等级	46.3(一般事故)	特别重大事故、重大事故、较大事故、一般事故
事故原因	35.5(违规违章施工作业)	电气设备故障、明火的使用不当、可燃气泄漏、违规使用电气、违规违章施工作业、自然灾害

基于知识图谱的建筑火灾事故智能分析

Intelligent analysis of building fire accidents based on knowledge graph

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 9

参考文献 18

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

分析类别	多维度分析
查询分析	问题数量	29个
查询分析	问题举例及实体关系	发生在钢筋混凝土框架结构的事故有哪些(建筑结构-事故)
统计分析	问题数量	29个
统计分析	问题举例及实体关系	由未熄灭烟头点火源引起的事故有多少起(起火物质-事故)
混合分析	问题数量	1 566个
混合分析	问题举例及实体关系	由明火的使用不当引起的一般事故有哪些(事故原因-事故等级-事故)

[1]	蒋海夫, 那国良, 孙桂花. 基于实例的化工项目安全检查分析及提升研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(S1): 129-133.
[2]	张吉苗, 李强. 胜利能源安全文化建设模型应用与实践探索[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(S1): 14-20.
[3]	刘江, 赵开功, 张晓蕾, 闫力维, 李长明, 王睿迪. 基于知识图谱的选煤法规标准培训平台及应用[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(S1): 226-233.
[4]	王琛. 煤化工企业安全管理体系运行研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(S1): 33-38.
[5]	王立春. 发电企业安全管理信息化应用研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(S1): 79-83.
[6]	陈成, 王华, 李强. 基于AHP的火电企业安全管理风险评价及预警研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(S1): 8-13.
[7]	吴立舟, 李华, 李典斌, 吴昱锦, 刘攀旺, 薛曦澄. 基于计算机视觉的塔吊危险区域入侵预警[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(7): 139-146.
[8]	林世康, 侯庆文, 关淯尹, 王文财, 李嘉禄, 陈先中. 基于巡检机器人的吊装作业场景DPIM算法[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(7): 146-152.
[9]	郭天颖, 茆晓阳, 段齐骏, 马迪. 基于知识图谱的地震救援装备智能管理方法[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(7): 239-245.
[10]	张小兵, 陈哲. 应急社会动员研究热点与趋势的知识图谱分析[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(6): 216-224.
[11]	许娜, 梁燕翔, 王亮, 赵丽丽, 周雪晴, 张博. 基于知识图谱的煤矿建设安全领域知识管理研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(5): 28-35.
[12]	于海淼, 徐泽鹏, 张硕, 祁慧. 煤矿工人职业健康研究进展的知识图谱分析[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(3): 230-236.
[13]	陈述, 王典学, 杨应柳, 曹坤煜, 聂本武. 水电工程施工安全隐患语义匹配模型[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(12): 40-47.
[14]	曹勇. 民用爆炸物品智能仓储系统研究[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(S2): 34-40.
[15]	周鹏, 张婷婷, 王宇. 大庆油田企业安全文化建设实践研究[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(S1): 20-24.