中国安全科学学报

民航安全韧性研究综述

袁乐平, 郑颖, 谷泽坤, 高煜宇

2025, 35(2): 1-9. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0661

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为系统梳理国内外民用航空领域内安全韧性的研究发展现状,深化安全韧性在民航领域的研究,首先查阅近年来航空运输系统相关政策文件、标准与研究文献,探究航空安全韧性的概念;然后重点探讨民航机场、空管、飞行运行等领域安全韧性的研究和应用状况;最后分析存在的问题并提出相应建议及展望。结果表明:民航安全管理已形成较为完善的体系,安全韧性覆盖了安全管理事前、事中和事后的各个阶段,但仍不能满足与现有安全管理体系完美衔接与融合的需求;当前研究更多聚焦于机场和航线网络韧性,在飞行运行层面,更多针对飞行运行实际,通过采取相应措施来提高安全韧性;对航空韧性评估的基础研究相对缺乏,对航空人员作业层面的韧性研究还远远不够;未来应围绕人员作业韧性展开相应研究,丰富韧性评估的基础研究,进一步深化研究并形成相对稳定的学科体系,关注安全韧性与安全管理体系的衔接方式,并从安全角度评估个人作业韧性。

基于混合概率模型的飞机操纵系统故障风险评估

时统宇, 高艺, 王岩韬

2025, 35(2): 10-20. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0601

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针对飞机操纵系统故障引发的飞行安全风险问题,提出一种基于改进风险优先数(IRPN)的故障风险评估复合框架。该框架综合考虑故障概率、严重程度、检测度和风险阻尼4个关键风险因素。首先,利用失效模式影响与分析(FMECA)和故障树分析(FTA)方法双向推导系统的故障模式;其次考虑人和环境因素,使用贝叶斯网络(BN)法构建混合概率模型以计算故障概率;再次将故障严重程度划分为3个评价特征参数,并通过层次分析法(AHP)与模糊综合评价法对故障严重程度进行综合评估,然后借助飞行员快速参考手册、飞机机型设计手册等,通过准则-推理法制定可检测度的评分准则,较为科学地评估故障模式的所属可检测等级;最后引入功能共振分析法(FRAM)设置风险阻尼系数来表征故障风险演化时的风险传播情况,并以飞机襟缝翼作动系统卡阻故障模式案例进行计算验证。研究结果表明:该故障模式的IRPN评估结果为158,与实际运行情况完全吻合。通过故障模式的范例模拟和不安全事件真实验证,证实了IRPN复合风险评估框架计算得到的故障综合风险指数的有效性和准确性。

化工园区危险化学品事故应急行为人因可靠性分析

王冬冬, 杨昂滨, 王智浩, 赵晶荣, 董国宇, 佟瑞鹏

2025, 35(2): 21-27. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.1078

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为探究化工园区危险化学品事故应急救援复杂场景中的人因失误,提高应急救援行动中的人因可靠性,提出一种定量评估化工园区危险化学品事故应急救援人因可靠性的综合分析方法。首先,基于与危险化学品事故应急救援相关的法律、法规和标准,梳理提炼出20项化工园区应急行为;然后,引入认知可靠性与失误分析方法(CREAM)确定应急行为的人因失误概率,结合层次分析法(AHP)和熵权法量化应急行为的失误严重度;最后,从可能性和严重度2个维度探究化工园区应急行为中的薄弱环节,探讨化工园区应急救援能力的提升策略,并以N化工园区为例验证该方法的实际应用效果。结果表明:20项应急行为被划分为3个聚类,识别出该园区存在风险研判、消防灭火、企业初期处置和遇险人员救护这4项亟需优先改进的应急行为;针对这些应急行为,N化工园区应将重点放在优化事故信息传递机制、提升决策指挥效能和强化快速响应与灾害辨别能力的建设上,为提高其应急救援能力提供对策建议。

基于实时备降安全约束的无人机风电场巡检路径规划

胡小兵, 卢泽, 李航, 周航

2025, 35(2): 28-39. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0865

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为提高无人机(UAV)风机巡检过程的巡检效率和安全性,合理规划无人机巡检路径,提出一种基于实时备降安全约束的无人机巡检路径规划方法。首先,基于风速风向影响下无人机的动态续航能力、航迹备降等约束条件,建立备降区安全性计算模型,评估巡检路径安全性,建立安全约束;然后,针对无人机巡检路径长度的目标函数,提出基于涟漪扩散算法(RSA)特征的最优巡检路径规划方法,依据RSA算法离散式、多智体的方法特点,在安全性约束下有效求解无人机风电场巡检的旅行商问题(TSP),规划风电场巡检路径;最后,对于不同算法进行对比试验和风电场仿真试验。结果表明:实时备降安全约束模型能够综合不同的风险因素计算出安全路线,提高巡检路径的安全性,RSA算法则能够在保证精确度的条件下快速求解安全约束下的风电场巡检TSP问题,提高巡检路径规划水平。

充填工作面异常气体对传感器交叉干扰的影响研究

陆伟, 罗瑞, 张青松, 卓辉, 李金亮, 朱思超

2025, 35(2): 40-48. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.1081

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为明确充填工作面回风隅角CH₄、CO传感器异常报警的具体原因,开展传感器异常报警诱因的系统性分析。首先,通过充填材料程序升温-气相色谱(GC)试验,并结合现场GC分析结果,判断CH₄、CO传感器报警是否由CH₄、CO气体体积分数超限所致;然后,利用便携式气体检测仪监测各类充填原材料,确定导致传感器报警的主要充填原材料;最后,进行GC-质谱(MS)试验,分析胶黏剂挥发性成分及其对CH₄、CO传感器的干扰效应。结果表明:CH₄、CO传感器报警由胶黏剂挥发气体引起,并非CH₄、CO气体体积分数超限;胶黏剂挥发气体的主要成分为烷烃类,次要成分为醇酯类等其他气体;对CH₄传感器的主要干扰气体为C₅H₁₂、C₆H₁₂、C₆H₁₄等烷烃类气体,次要干扰气体为CH₄O、C₂H₄O₂、C₃H₈O₂等,试验所测10种可燃气体均对CH₄传感器产生交叉干扰;对CO传感器的干扰气体为CH₄O、C₂H₄O₂、C₃H₈O₂,传感器在短期内处于异常气体气氛下,具备一定抗干扰能力,但长期暴露下其稳定性和抗干扰能力下降。

机场飞行区CPS网络建模及韧性评估

王兴隆, 邱鑫, 魏奕雯

2025, 35(2): 49-56. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0623

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为评估机场飞行区信息物理系统(CPS)的韧性,并为紧急情况下的快速恢复提供参考,以飞行区管制网为信息网,飞行区滑行路径网为物理网,构建精细化、实时化的机场飞行区CPS网络模型;以西安咸阳机场飞行区CPS为例,针对机场飞行区CPS网络,选取最大连通子图相对值计算网络的连通性,并结合鲁棒性、性能损失和综合韧性指标评估网络韧性;对比不同扰动-恢复策略下的机场飞行区CPS情况,以确定出最佳恢复策略。结果表明:介数扰动对管制网破坏最大,度值扰动对滑行路径网破坏最大;采用介数恢复能够使机场飞行区CPS韧性得到较快恢复;在随机扰动下,机场飞行区CPS网络展现出较高的韧性水平。

煤变质程度对微观结构与热解参数的影响及关联性分析

叶正亮, 郭曦蔓, 尚博, 胡冕

2025, 35(2): 57-65. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0698

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为揭示煤变质程度对煤自燃过程的影响,结合试验与定量分析方法分析煤自燃过程中热解参数、微观结构的变化特征及二者之间关联性特征。首先,利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)试验分析煤样中主要活性官能团的含量变化;然后,通过热重分析(TGA)试验获取不同变质程度煤样的热解特征参数;最后,基于Pearson相关系数法量化煤自燃过程中微观结构与特征温度之间的关联性。结果表明:随着煤样变质程度的提高,芳香烃(Ar-CH)和脂肪烃含量增加,含氧官能团(如C-O-C)显著减少;低阶煤样中含氧官能团占比最高,高阶煤样中芳香烃含量超过50%;变质程度提高使失重曲线滞后并向高温区移动,特征温度随之升高;芳香烃与特征温度呈显著正相关关系,而含氧官能团与特征温度呈负相关关系。煤样中芳香烃含量的增加和含氧官能团的减少,是特征温度升高及自燃倾向性降低的主要微观结构因素。

基于改进YOLOv8n的飞机铆钉及脱落异常检测算法

夏正洪, 何琥, 杨磊, 吴建军, 刘璐

2025, 35(2): 66-72. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0880

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为解决飞机铆钉小目标检测时易出现漏检的问题,提出一种基于改进YOLOv8n的飞机铆钉及脱落异常检测算法。首先,通过添加小目标检测层,更好地融合骨干网络中的浅层细节信息,提高算法的特征融合能力以及对铆钉小目标的识别与定位性能;其次,将骨干网络中的前2次卷积替换为空间深度转换卷积(SPD-Conv),通过特征图的重组与非跨步卷积的组合,减少算法在下采样过程中的信息丢失;然后,将大型可分离核注意力(LSKA)融入快速空间金字塔池化(SPPF)模块中,通过计算每个特征图上的空间权重和通道权重,捕捉空间与通道之间的依赖关系,并调整特征图,增强算法对铆钉特征信息的提取和识别能力;最后,基于自建的飞机铆钉数据集进行消融试验和对比试验。结果表明:所提算法能实时检测飞机铆钉及脱落异常,较YOLOv8n算法检测结果在精确率、召回率、平均精度均值(mAP)分别提升6.5%、16%、15%,较其他主流算法的检测性能均有较大提升。

基于累积前景理论的煤矿企业安全投入动态决策模型

姜福川, 牛悦, 张国庆, 张思宇, 刘培舜, 李梦林

2025, 35(2): 73-80. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0426

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为提升煤矿企业的安全生产水平、确保合理的安全投入比例,引用累积前景理论(CPT)方法,建立一种结合变异系数法改进的指标相关性的权重确定法(CRITIC)和CPT的动态安全投入决策模型。从安全投入和产出的角度构建评价指标体系,采用改进的CRITIC计算得到各指标的权重,并结合CPT计算出煤矿企业安全投入各方案的静态决策排序结果,在此基础上,动态性优化该结果,得到最终安全投入动态决策排序结果。结果表明:所构建的模型与多准则妥协解排序法(VIKOR)相比灵敏度更高;该模型考虑决策者的主观风险偏好对实际决策结果的影响,且时间因素能够反映研究期间内的动态累积水平,决策结果更为科学合理。

基于序关系分析法的大型综合体火灾风险评估

孙斌, 李浩, 毛占利, 柏子聪, 刘彦谦

2025, 35(2): 81-88. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0202

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为准确识别和评估城市中大型综合体的火灾风险,从建筑防火、消防设施、电气防火、消防安全管理、应急处置与联动、消防技术服务6个维度构建包含32个二级指标的火灾风险评估指标体系;采用序关系分析法获得各指标的主观权重,引用熵权法确定各指标的客观权重,基于博弈论组合赋权法确定各指标的组合权重,并应用云模型理论量化分析某市大型综合体的火灾风险。结果表明:该模型不仅能够避免指标权重的主观局限性,还能考虑评估过程中的模糊性和随机性;该大型综合体的主要风险来自于消防技术服务和应急处置与联动,需采取相应的措施防患于未然;评价结果与实际情况相符,验证了该模型在大型综合体火灾风险评估的可行性。

基于蒙特卡罗法的立式圆柱形储罐壳体屈曲失效机制

潘科, 牛颖承

2025, 35(2): 89-94. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.1655

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为了降低飓风作用下沿海地区石油化工储罐的失效风险,基于强度-应力干涉理论,建立立式圆柱形储罐在风载荷作用下的静态失效模型,通过某原油储罐实例确定其屈曲失效的临界风速,并针对风速等参数不同随机分布情况,应用蒙特卡罗法进一步绘制壳体屈曲失效概率曲线,探究其静态条件下的屈曲失效机制,并确定不同装量水平下的失效概率。结果表明:针对立式圆柱形储罐,在相同风载荷作用下,装量水平为25%、50%、75%时,导致储罐壳体屈曲失效的临界风速分别为60.67、65.38、69.79 m/s;根据屈曲失效概率曲线,储罐装量水平对储罐抵抗风载荷的影响较大,装量水平为25%的失效概率远大于装量水平为50%的失效概率。因此,立式圆柱形储罐壳体屈曲失效机制为:装量水平过低,在风载荷作用下易导致储罐发生壳体屈曲失效,装量水平越高立式圆柱形储罐可抵抗风载荷的能力越强。沿海等化工企业可以采取适当增加装量水平等保护措施以抵抗强风载荷。

演化博弈下化工突发事件网络舆情治理系统动力学分析

王晓庆, 陈克兵, 钱城江, 宋健

2025, 35(2): 95-103. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.2066

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为加强化工突发事件网络舆情的治理,妥善处理因化工突发事件引发的网络舆情危机。将演化博弈理论引入网络舆情治理过程,构建地方政府和网络媒体的二元演化博弈模型,并结合系统动力学(SD)模型,构建地方政府和网络媒体的定量分析模型,根据相关案例开展模拟研究,对比分析各博弈主体的策略演化过程。结果表明:化工突发事件网络舆情热度取决于各主体的策略选择,演化博弈模型分析呈现出周期性反复趋势;引入惩罚机制后,适当提高惩罚力度可使得演化博弈系统进入良性状态;地方政府可通过提高网络舆情应急预警机制,加强对网络媒体的日常监管和协同治理工作,在应对化工突发事件网络舆情过程中合理制定惩罚措施可有效防止地方政府不作为、乱作为,实现对网络媒体的监管,避免网络舆情恶性演化。

基于PSO算法的煤矿瓦斯事故致因分析

张洽, 憨瑞东, 陈涛

2025, 35(2): 104-110. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0280

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为科学防治煤矿瓦斯事故,系统分析我国煤矿瓦斯事故风险因素以及因素耦合关系,采用Python软件,建立基于粒子群优化(PSO)算法的关联规则挖掘模型,并进行验证;结合人因分析与分类系统(HFACS)事故风险模型,对煤矿瓦斯事故风险因素进行分类,并使用PSO-频繁模式增长(FP-growth)算法挖掘煤矿瓦斯事故调查报告的关联规则。结果表明:PSO-FP-growth算法相较于PSO-Apriori算法运行速度及关联规则效果更优;根据瓦斯事故风险因素关联规则可视化及高支持度关联因素显示,我国煤矿瓦斯事故发生的主要风险因素是煤矿企业安全监督管理存在缺陷、瓦斯防治技术不到位、员工安全意识淡薄以及现场管理人员管理意识和技术不到位造成的。

DOPO-BPS/OSEP/EP-CE阻燃复合材料的制备及性能

刘勇, 姜一帆, 耿鑫玺, 张焘

2025, 35(2): 111-117. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0976

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为提高环氧树脂(EP)-氰酸酯树脂(CE)复合材料的阻燃与抑烟性能,首先以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲10-氧化物(DOPO)与4,4'-二羟基二苯砜(BPS)为原料,合成一种新型阻燃剂DOPO-BPS,通过溶液浇筑法,将DOPO-BPS与有机海泡石(OSEP)共同引入EP-CE基体中,制备阻燃DOPO-BPS/OSEP/EP-CE复合材料;然后在傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析、核磁共振(NMR)分析、热重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)测试、UL-94垂直燃烧测试和锥形量热仪分析的基础上,研究不同比例的DOPO-BPS与OSEP对EP-CE复合材料阻燃性能和抑烟性能的影响。研究表明:DOPO-BPS的磷杂菲环结构能形成稳定炭层,阻断热氧传递,与OSEP的协同作用显著提升了阻燃效果和抑烟性能。当阻燃剂DOPO-BPS与OSEP以9∶1的质量比添加至EP-CE时,阻燃性能和抑烟性能最佳,阻燃性能达V-0级,LOI增至31.4%,且热释放速率峰值、总热释放量和产烟总量相比于EP-CE,分别降低了29.7%、32.2%和32.7%。

组合周期十字减振沟带隙特性及减振性能

王海洋, 翟春鑫, 王珠, 冯晋昊, 张小毛

2025, 35(2): 118-126. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.1216

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为有效抑制工程实践中低频振动,在分析其能带结构及带隙形成机制的基础上,采用有限元方法研究组合周期十字减振沟带隙特性的影响因素,并结合模型试验分析其减振性能。结果表明:组合周期十字减振沟带隙特性主要受周期常数、减振沟深度、土体弹性模量和充填介质等因素影响;随着周期常数的增大,组合周期十字减振沟更易获得低频带隙,但是带宽变窄,而通过增大十字减振沟深度获得较大带宽的低频带隙,且带隙数量增多;随着弹性模量的增加,带隙的边界频率同步向高频迁移,通过填充介质获得更为低频且带隙较宽的带隙。试验结果显示,带隙范围内的加速度最大衰减幅度达到0.001 24 m/s²,带隙频段内的平均振幅衰减系数为0.206 2,且最大衰减程度达到98.45%,组合周期十字减振沟具有显著的减振性能。

煤矿瓦斯爆炸风险评估研究综述及进展

李敏, 王丹, 贺珊, 施式亮, 王德明, 鲁义

2025, 35(2): 127-136. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0963

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瓦斯爆炸灾害是煤矿重特大事故中占比最高、致灾最严重的灾害,为了阐述瓦斯爆炸风险评估的研究进展,首先识别瓦斯爆炸的风险因素,然后剖析现有风险评估方法存在的不足,整理相关文献得出以下结论:煤矿瓦斯爆炸风险源识别方法及其评估方法存在主观性较强的问题,且风险因素还存在瓦斯来源与变化的不确定性、点火源的未知、通风与控风的不确定性,而应用基于数学理论的客观赋权方法与评估方法,能提高赋权及评估结果的准确性,但计算复杂性限制其广泛应用;虽然计算机模型可使评估煤矿瓦斯爆炸风险结果更加精确,但需要解决数据收集与深度学习的扩展融合问题;未来煤矿瓦斯爆炸风险评估可向多源数据融合技术方向发展,深度挖掘前兆预警信息,建立信息深度感知、数据挖掘的灾害信息智能化模型,以便动态评估煤矿瓦斯爆炸风险。

改进SSA优化BPNN的煤体瓦斯渗透率预测模型

汪伟, 崔欣超, 祁云, 李绪萍, 王璜瑞, 齐庆杰

2025, 35(2): 137-143. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0552

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为更加精确地预测煤体瓦斯渗透率,进而保障煤矿安全生产,构建基于改进麻雀搜索算法(ISSA)优化反向传播神经网络(BPNN)的煤体瓦斯渗透率预测模型。首先,通过引入Sine混沌映射和高斯变异改进麻雀搜索算法(SSA),以增强其全局搜索能力和局部寻优精度,从而优化BPNN的权值和阈值配置;然后,通过皮尔逊相关系数矩阵和核主成分分析(KPCA)处理瓦斯渗透率影响因素的数据,以提高模型的计算效率和准确性,并以累积方差达88.59%的3个主成分提取为模型输入,渗透率作为输出进行试验;最后,将该模型应用于山西某煤矿进行实例验证。结果表明:ISSA-BPNN在平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方根误差(RMSE)和决定系数R²等4个指标上优于粒子群算法(PSO)优化BPNN、PSO优化支持向量机(PSO-SVM)、PSO优化最小二乘支持向量机(LSSVM)及SSA优化BPNN(SSA-BPNN)模型,且相较于其他模型在测试样本中的平均绝对误差(MAE)分别降低0.032 7、0.022、0.017 9、0.018 2;MAPE分别降低5.15%、3.14%、2.76%、2.36%;RMSE分别降低0.031 6、0.027 9、0.018 8、0.022 2;R²分别提高0.077 5、0.065 8、0.040 1、0.049 3;实例验证表明模型可靠性和稳定性较高。

基于视觉的工人高处攀爬不安全行为识别模型

张泽辉, 张乾隆, 徐晓滨, 赵祖国, 王海泉, 李昊

2025, 35(2): 144-151. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0278

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为精准识别高处作业人员攀爬过程中出现的不安全行为,提出一种基于视觉的工人高处攀爬不安全行为识别模型,由人体姿态估计算法和一维卷积不安全行为识别算法组成。人体姿态估计研究者采用量子化自编码器对人体关键点进行结构化建模,实现人体关键点坐标的检测;结合高处作业安全行为知识,基于一维卷积神经网络(1DCNN)模型构建高处攀爬不安全行为识别算法,并通过实验进行验证。结果表明:该模型在人员无遮挡情况和有部分遮挡情况下,分别达到93.91%和90.34%的精度;与支持向量机(SVM)、K最邻近算法(KNN)相比,该模型具有更强的泛化能力。

泄漏孔径对气相CO₂管道压降及扩散影响试验

辛保泉, 党文义, 喻健良, 葛春涛, 曹琦

2025, 35(2): 152-159. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0598

摘要 ( 59 )

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为探究不同孔径时的气相CO₂输送管道泄漏扩散特征,基于工业级管道开展50、100和233 mm孔径的室外CO₂泄漏试验。首先,根据压降试验分析管内压力随泄漏时间的变化特征;然后,基于建立的理论模型预测泄漏流量和压降变化,并通过试验进行验证;最后,分析泄漏口不同位置的CO₂体积分数变化。结果表明:在泄漏第I阶段压降速率最大,3类泄漏孔径的压降速率为93.4~1967.5 kPa/s;3类泄漏孔径的管内压力下降至环境压力所需时间为14.2~149.8 s,随着泄漏孔径增加,压降过程趋近于断崖式下降;3类孔径计算得出的泄漏量与试验实际释放量的相对误差为0.25%~4.54%;基于预测模型获得的压降曲线整体上略低于试验压降曲线,但压降变化趋势及持续时间等均与试验结果非常接近,表明建立的泄漏量和压降预测模型较为可靠;在距离泄漏口5~17 m范围内体积分数峰值随泄漏孔径的增大显著增加,17 m范围外不同泄漏孔径体积分数峰值趋近相同;5%体积分数的气相CO₂泄漏扩散影响距离为26 m。

基于QAR的民机异常飞行模式识别及风险评价模型

王菲茵, 袁锦彤, 刘笑辰, 谭维, 汪磊

2025, 35(2): 160-167. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0779

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为实时评估与监测飞行风险,利用聚类分析方法挖掘快速存取记录器(QAR)数据蕴含的异常模式,分析民机异常飞行模式的影响因素;以欧氏距离表征QAR参数样本之间的相似性,建立基于K-means的异常飞行模式识别模型,定义异常模式偏离程度;基于全球商用喷气式飞机致命事故起数和死亡人数占比,结合异常模式偏离程度、异常模式持续时间、飞行阶段、安全不期望事件发生的可能性和安全不期望事件发生后果严重程度,提出一种基于QAR数据的民机飞行风险量化评价方法;使用某航空公司实际飞行QAR数据,通过实例验证民机异常飞行模式识别和风险量化模型的可行性。结果表明:异常模式多出现在巡航阶段及各飞行阶段交替临界时刻,不同航班不同飞行阶段异常飞行模式及风险分布差异明显,航班总风险值均值为166.94,但异常值高于386.97,滑跑起飞阶段的异常飞行风险相对偏低,均值为5.95;巡航阶段的异常飞行风险相对偏高,均值为93.46。

二氧化硅多孔材料甲烷吸附的分子动力学模拟研究

杨铭扬, 杨博, 宋一鸣, 石钰, 张楠, 李新宏

2025, 35(2): 168-174. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0402

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为探究甲烷在硅基多孔介质内的吸附机制,采用LAMMPS开源软件构建大尺寸甲烷吸附模型(28.6 nm×14.3 nm×125 nm),并在正则系综下进行超长时间吸附过程(1 000 ns)的分子动力学模拟,获得稳定的吸附体系;探究温度与多孔介质表面特性对甲烷在多孔介质中吸附行为的影响特征,揭示其微观吸附机制;并针对纳米尺度吸附过程,开发甲烷气体分子吸附识别算法,实现精准识别吸附在多孔介质上的甲烷分子,根据试验结果验证吸附识别算法。结果表明:随着温度升高,甲烷吸附量逐渐降低,当温度超过500 K时,温度增加对甲烷吸附量的影响较小;当气固相互作用参数ϕ小于0.8时(接触角大于75.6°),氧化硅的表面特性对吸附量的影响较小。

不同注源气体对煤中CH₄吸附扩散行为的影响研究

李林飞, 陆卫东, 黄戈, 戴凤威

2025, 35(2): 175-185. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0919

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为探究不同注源气体对煤中甲烷(CH₄)吸附扩散行为的影响,采用巨正则蒙特卡罗(GCMC)与分子动力学(MD)方法,选取不同比例热瓦斯发电尾气(注热、多组分)、常温二氧化碳(CO₂)(强吸附性、单组分)、常温氮气(N₂)(弱吸附性、单组分)等3种类型气体,通过与CH₄混合,注入煤体后分析吸附情况,并依据其结果,以固定CH₄数量为基础,注入上述3种气体,分析其扩散行为变化。结果表明:随着注源气体积占比升高,注入CO₂条件下CH₄吸附量降低幅度逐渐大于热发电尾气条件,并表现出优于热发电尾气的抑制性能;而注入N₂后,CH₄吸附量虽有所降低,但始终远大于前两者。在扩散方面,随着注源气体积占比升高,扩散系数呈先升高后降低趋势,且系数始终大于未注气前,注源气体以促进CH₄扩散为主;注入N₂条件下CH₄扩散系数最高且降低幅度最小,促进作用最为明显;而注CO₂条件下CH₄扩散系数降低幅度最大,促进作用最弱;因此,选取热瓦斯发电尾气进行CH₄驱替性价比更佳。

慢行道骑行者心率的空间分布及变化特征解析

林鑫源, 刘凯烜, 安兴, 胡喜生, 徐锦强, 王占永

2025, 35(2): 186-195. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0116

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为指导炎热天气下骑行者健康出行,以福州市西三环快速路沿侧慢行道为试验靶区,构建基于微型传感器的骑行测量平台,采集骑行者心率(HR)以及骑行路线上PM_2.5、PM₁₀和黑碳(BC)等大气颗粒物的高分辨率样本,统计解析骑行者HR变化特征及原因。结果表明:骑行者平均HR呈现小区侧大于沿江侧,与所有颗粒物均表现出较强的长期持续性关联特征;柴油车数量、气温、大气压强分别对全路段、沿江侧和小区侧慢行道的骑行者HR变化有较大解释权重,但骑行者HR也因路侧环境、地形等条件的差异而不同;PM_2.5和BC对骑行者HR的影响具有即时效应,PM₁₀的影响存在滞后性。因此,分路段差异化管控机动车,尤其严控排放对骑行者有即时影响污染物的机动车,并引导选择路侧通透、绿化覆盖率高的路线出行,能够提升骑行者出行品质。

双爆源瓦斯爆炸对巷道冲击破坏特性的影响研究

滕洋洲, 叶青, 贾真真

2025, 35(2): 196-202. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.1648

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为探究巷道内双爆源瓦斯爆炸冲击波对巷道壁面的破坏特性,利用LS-Dyna建立巷道双爆源瓦斯爆炸模型,分析双爆源瓦斯爆炸作用下巷道内冲击波压力分布变化及围岩冲击应力分布变化,并测定双爆源瓦斯爆炸时巷道内轴向压力的变化和对称切面围岩损伤破坏演化情况。结果表明:巷道内双爆源冲击波之间的相互作用使得巷道内的冲击波压力情况与单爆源时有着较大区别,发生双爆源瓦斯爆炸的巷道轴向各位置将会出现2次压力峰值,第1次压力峰值的大小与该处与近爆源的距离呈负相关性,而第2次压力峰值的大小与该处离2爆源间冲击波碰撞面的距离呈负相关性,巷道内双爆源的冲击波碰撞前后压力峰值并非简单的线性叠加而是急剧攀升;围岩壁面的损伤演化过程与冲击波压力传播和冲击应力的扩散过程类似,但相比于两者具有滞后性,并且冲击波的作用时间对围岩的损伤深度起着关键作用,在发生双爆源瓦斯爆炸的巷道内顶板的损伤破坏最为严重。

外送线路穿越矿权区域地表形变监测与安全稳定性评价

董建军, 冯晓硕, 张莹

2025, 35(2): 203-211. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0152

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为解决老旧城区用地紧张和输电线路建设问题,以修武北外送变电站下伏采空区为研究对象,在明确外送变电站下伏采空区基本地质条件及开采情况的基础上,采用短基线集(SBAS)-合成孔径雷达干涉测量(InSAR)监测开展外送线路地表沉降发展特征的研究,量化分析外送线路穿越矿权区域地表沉降的演化特征,评判采空区地表沉降、地面倾斜以及地表曲率对变电站外送线路的影响程度。结果表明:研究区地表最大平均沉降速率为-53.6 mm/a,该区域所处位置与古汉山矿位置重合,沉陷与煤矿开采具有一致性;杆塔位置沉降速率处于-16.5~-0.3 mm/a,其中,11号和35号杆塔平均沉降速率明显大于其他位置,平均沉降速率分别为-15.88、-16.21 mm/a,通过形变规律历史追溯,最大累计沉降分别为-104.91、-106.97 mm。根据最不利原则,得出各区域杆塔年际形变速率的最不利点位在服役年限内的实际监测预测沉降量均小于400 mm。杆塔的最大倾斜和曲率为1.2 mm/m、0 mm/m²,均在规定的最小容许值内,外送线路穿越矿权区域地表处于安全稳定状态。

基于KGCN的地质地震灾害事件演化结果预测

邵舒羽, 张扬, 刘艳

2025, 35(2): 212-219. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0516

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为提高地质地震灾害事件预测的准确性和可靠性,提出一种结合知识图谱和图卷积神经网络(GCN)的预测模型。首先,构建地质地震灾害事件的知识图谱,将灾害相关的多源信息整合成结构化数据;然后,利用知识图谱卷积网络(KGCN)模型,对知识图谱中的实体和关系进行深度学习,挖掘潜在的关联规则,从而预测灾害的演化结果;最后,通过地质地震灾害事件案例集验证模型的有效性。结果表明:结合知识图谱和GCN的预测模型在地质地震灾害事件演化结果预测方面展现出显著效果,特别是在处理复杂的多源数据时,模型能够高效整合信息,准确挖掘潜在关联,在灾害等级、伤亡等级、承灾体类别等多个方面的预测准确率均表现优异,尤其是在灾害应急响应等级的预测上,准确率达到89.92%。

城市交通突发事件风险致因与后果严重程度判别模型

范博松, 邵春福, 王景升, 刘东

2025, 35(2): 220-226. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0676

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为提升城市交通突发事件后果严重程度判别的准确性,明确突发事件风险致因与后果严重程度的相关关系,构建改进的突发事件后果严重程度判别模型(IDM-ECS)并进行试验验证。首先,基于改进的特征选择算法(IFSA)筛选突发事件风险致因,得到列车兑现率、正点率、日路网客运量等重要风险致因;其次,采用改进的混合受限波尔兹曼机模型(HRBM)计算不同风险致因与后果严重程度的关系,通过比较概率值大小得到风险致因与后果严重程度的判别关系;最后,以轨道交通突发事件数据集作为试验样本进行验证,并从召回率、精确度、F₁值等方面与生成受限波尔兹曼机(GRBM)、随机森林(RF)、深度森林(DF)、轻量梯度提升机(LightGBM)等4个模型进行对比。研究结果表明:列车兑现率、正点率、日路网客运量、5号线断面满载率、10号线断面满载率、信号故障以及车辆故障为7个最优风险致因。IDM-ECS模型平均的召回率为90.55%、精确度为91.89%、F₁值为91.06%,均优于对比模型。

积石山地震应急协作网络结构特征

白鹏飞, 李今禾, 段倩倩

2025, 35(2): 227-235. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0878

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为深入剖析二三级地震应急响应合作网络结构和协作机制特征,以2023年“12·18”积石山地震为例,运用社会网络分析法,从网络结构、组织关系和组织职能等方面,对应急协作网络展开系统分析。研究结果表明:积石山地震应急协作网络密度数值较低,组织间协作关系还不够紧密,表现为形成了8个凝聚子群,同级单位更倾向于聚类,具有相似职能属性的单位也更易形成凝聚子群;二三级响应的主体以省级部门为主,主要为省级指挥协调与应急救援功能结合的凝聚子群;国家层面单位形成的凝聚子群主要发挥协调支援作用,央企国企在此次应急中发挥了重要作用。未来,需要进一步打破当地政府与驻地央企国企的行政壁垒,建立完善的央地应急协同联动机制。

基于前景理论和区间数的应急物流供应商评价

卫耀文, 戴宏, 赵舒宁

2025, 35(2): 236-243. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.0534

摘要 ( 61 )

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为有效评价应急物流供应商的优劣,从供应商评价出发,结合前景理论和区间数提出应急物流供应商评价方法。首先,根据应急物流的特点,从快速响应能力、成本控制能力、产品质量、交货服务、企业内外部条件和柔性需求6个维度构建应急物流供应商评价指标体系;然后,在应急物流供应商评价中引入区间数,提出基于前景理论和区间数的评价方法,利用Jaccard相似系数定义区间数相似度,将与剩余方案相似度之和的最大值对应方案的属性评价值作为该属性的价值函数参考点,并利用离差最大化理论构造基于区间数相似度的多属性决策权重优化模型,得到属性赋权;最后,将价值函数归一化来扩大方案区分度,根据得到的权重函数和价值函数计算各方案的前景价值,并进行方案优劣排序。研究结果表明:文中评价方法计算的最优与最劣供应商前景价值差值为0.383 8,而以统计推断原理计算的前景价值差值为0.085 6,两者相差0.298 2,表明该评价方法扩大了方案间的区分度,能够帮助决策者实现有效决策。

消防员职业噪声暴露与听力损失研究

崔红霞, 吴慧莉, 郝柳思琪, 李冲, 王晨, 韦新法

2025, 35(2): 244-248. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.02.1199

摘要 ( 80 )

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为防治职业噪声源对消防员早期听力损失,开展消防员职业接触噪声检测,评估消防员听力损失程度,量化消防员听力损失比率,进一步分析消防员听力检测结果与职业噪声暴露关系。结果表明:消防员接触的噪声强度超过作业场所噪声等级接触限值85 dB(A);对50名消防员的听力筛查结果中,噪声暴露后畸变耳声发射(DPOAE)听力筛查双耳未通过人数21人,占比为42.0%,通过率较正常人明显降低;纯音测听左/右耳听阈≥26 dB人数在6 kHz最多,人数在15和13时,占比为30.0%、26.0%;消防员职业噪声暴露高频环境中,听力损失明显。

安全视角下的计算机网络管理创新与实践——评《计算机网络管理与安全技术研究》

程远炳

2025, 35(2): 249-249.

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相关文章 | 多维度评价

新时代背景下青年价值观安全教育风险治理模式创新——评《教育风险治理通论》

郝浩宇

2025, 35(2): 250-250.

摘要 ( 29 )

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相关文章 | 多维度评价

信息安全风险管理在油田数字化转型中的应用——评《信息安全风险管理从基础到实践》

杨凯

2025, 35(2): 251-251.

摘要 ( 30 )

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相关文章 | 多维度评价

构建幼儿园安全治理策略研究——评《幼儿园安全治理实践与探索》

姚宇明

2025, 35(2): 252-252.

摘要 ( 35 )

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