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当期目录

    2024年 第34卷 第5期    刊出日期:2024-05-28
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    安全科学理论与安全系统科学
    基于KAP理论的大学生网络安全教育研究
    李媛媛, 袁玉林, 随力瑞
    2024, 34(5):  1-8.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1987
    摘要 ( 5 )   HTML ( 0 )   PDF (4311KB) ( 0 )  
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    为改善大学生网络安全教育现状,提高大学生网络安全教育水平,结合知识-态度-行为(KAP)理论,构建大学生安全教育KAP模型;通过问卷发放和筛选,获取659份有效问卷;采用结构方程模型(SEM)检验网络安全教育对网络安全认知、网络安全态度、网络安全行为的影响,以及可能存在的中介作用影响路径。结果表明:网络安全教育显著影响网络安全认知、网络安全态度、网络安全行为,其中,网络安全认知、网络安全态度起到独立中介及链式中介作用;法律道德教育、知识教育、实践活动、榜样引领均能直接影响网络安全行为,其中,法律道德教育对网络安全行为的影响最强,知识教育次之,实践活动和榜样引领最弱。在具体作用路径方面,法律道德教育主要通过直接效应来影响网络安全行为,知识教育、实践活动、榜样引领主要通过安全认知间接影响网络安全行为。

    面向国家需求的应急技术与管理专业人才培养体系研究
    王丽, 陈文涛, 关文玲, 孙爱军
    2024, 34(5):  9-16.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0128
    摘要 ( 4 )   HTML ( 0 )   PDF (3824KB) ( 0 )  
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    为推动高校应急技术及管理专业建设、加强应急救援人才培养,基于国家应急需求明确专业定位,从职业道德素养、理论知识体系、实践技术能力等方面,提出应急技术与管理专业人才培养模式。首先,参考《应急救援技术专业教学标准》和《应急救援员国家职业技能标准》中的职业道德要求,确定专业职业素养;其次,从应急管理预防、准备、响应、恢复(PPRR)模型出发,构建覆盖应急管理全周期的专业核心课程体系;然后,提出学训结合、政产研融合,共同推进应急技能培养和实践创新能力提升;最后,从教材建设、师资队伍、培养质量监控、人才考核体系、持续改进机制等方面,构建人才培养质量保障体系。结果表明:结合应急技术与管理专业的公共服务和社会责任属性、全周期工作内容和全灾种、多主体实际应用,构建人才培养体系,可以建立专业人才培养与实务工作需求之间的紧密联系,为培养德才兼备、理论与实践并重的应急领域高层次应用型人才提供借鉴。

    安全社会科学与安全管理
    山区高速公路交通事故风险多维度耦合研究
    胡立伟, 贺雨, 侯智, 张瑞杰, 陈琛, 刘冰
    2024, 34(5):  17-27.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1497
    摘要 ( 2 )   HTML ( 0 )   PDF (6448KB) ( 0 )  
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    为有效降低山区高速公路事故率,以2016—2021年云南省山区高速公路交通事故数据为研究对象,基于集成决策实验法-对抗解释结构模型(DEMATEL-AISM),筛选识别山区高速公路交通风险要素,从人-车-路-环境-管理时空全维度出发,分析风险要素因果并绘制UP和DOWN型有向拓扑层级图,最终确定19种风险因素;构建N-K-耦合度模型量化风险因素,对山区高速公路交通事故风险因素间进行时空全维度耦合,探究风险因素间的关系,并提出山区高速公路交通事故全维耦合交通风险弹性解耦模型。研究结果表明:单维度中,人因的跟车太近与疲劳驾驶耦合值为0.741,路因长大下坡与急弯耦合值为0.816,为单维度中对系统影响较大的2种作用情况;双维度下,较大的作用情况为人-车及人-路,耦合值为0.157、0.124,其中,路因的长大下坡、人因的跟车太近与其他要素易形成强耦合;多维度下最大的作用情况为人-路-环,耦合值为0.891,其中,驾驶人的不良驾驶行为、道路的急弯与长大下坡、环境的雨天、雾天、冰雪天极易与其他因素耦合结果超过70%,构成强耦合关系,发生交通事故概率较大。

    基于知识图谱的煤矿建设安全领域知识管理研究
    许娜, 梁燕翔, 王亮, 赵丽丽, 周雪晴, 张博
    2024, 34(5):  28-35.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0835
    摘要 ( 2 )   HTML ( 0 )   PDF (11650KB) ( 0 )  
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    为解决煤矿建设过程中数据积累存在的知识冗余现象,研究基于知识图谱(KG)的安全领域知识管理。从安全管理系统结构和安全隐患风险管理2个维度,系统化分析领域标准规范文本,界定煤矿建设安全管理领域的12类实体类型和10种关系类型,完善知识结构模式;选取领域43部标准规范为数据源,引入规则、机器学习法、深度学习法识别文本实体和关系;针对不同实体类型,提出领域知识综合方法框架,并对比分析双向长短期记忆(BiLSTM)和条件随机场(CRF)与双向编码器表示(BERT)-BiLSTM-CRF模型。研究结果表明:BERT-BiLSTM-CRF模型在准确率、召回率和F1值方面均比BiLSTM-CRF模型高出7%,验证了所选模型的优越性和准确性;通过知识抽取、知识存储及可视化等过程,挖掘出煤矿建设安全领域不同实体类型所包含的实体和不同实体间的关系。

    安全工程技术
    多失效模式与变量相关的管道失效概率预测
    李长俊, 曾江浩, 杨帆
    2024, 34(5):  36-43.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1216
    摘要 ( 3 )   HTML ( 0 )   PDF (4469KB) ( 0 )  
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    针对腐蚀管道多失效模式相互竞争、变量非独立的特点以及小失效概率预测效率低的问题,提出一种基于子集模拟法(SS)的腐蚀管道时变失效概率预测方法。基于泄漏与爆裂失效的极限状态函数,考虑泄漏与爆裂失效的竞争关系,构建管道竞争失效概率预测模型;使用Nataf转换方法描述模拟样本中缺陷深度与长度的相关性,提出考虑失效模式竞争性、变量相关性的腐蚀管道失效概率求解方法,并采用蒙特卡罗模拟(MCS)验证该方法;应用上述方法,探究缺陷深度和长度的弱相关性(相关系数0~0.3)对管道服役15年内失效概率的影响。结果表明:失效概率大于10-6时,使用该方法的计算结果与MCS计算结果基本相同,计算效率高于MCS,且可预测概率水平为10-12的极小概率事件;管道服役15年内,缺陷变量相关系数越大,管道爆裂失效概率越大,越早到达爆裂失效概率阈值年限;而随着相关系数的增大,泄漏失效概率越小,越晚达到泄漏失效概率阈值年限;在预测后期,相关系数增大对2种失效概率的影响均减弱。

    基于最优PS点获取方法的矿山工业广场沉降监测
    杨可明, 李婷婷, 马军, 李亚星, 江克贵, 赵项通
    2024, 34(5):  44-51.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1436
    摘要 ( 4 )   HTML ( 0 )   PDF (20324KB) ( 0 )  
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    为保障矿山地面和井下工作人员、工业广场周边居民以及运煤系统运行安全,实时监测地表变形情况,提出永久散射体(PS)点的优化获取方法,以提升PS-合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术在沉降监测中的适用性。首先,选择淮北市郊煤矿工业广场煤柱Ⅱ513工作面开采沉陷期间2020年10月31日—2022年8月22日共26景SAR卫星影像,运用PS-InSAR技术确定最优的PS点目标选取方法;然后,基于该方法获取该工作面回采过程中的开采损害保护区地面沉降速率、累计沉降量;最后,基于地面水准点实测数据验证PS-InSAR监测精度并分析研究区地表及建(构)筑物动态沉降情况。结果表明:相干系数和振幅离差指数双阈值法较适应于研究区沉降监测;研究区内可探测到的最大下沉速率为-26.5 mm/a,最大累计下沉值为-53.7 mm;同时,探测到研究区西北部存在岩溶塌陷地质灾害因素;利用水准数据验证精度,均方根误差(RMSE)仅为3.8 mm,决定系数达到0.91。

    页岩气分离器阀套式排污阀冲蚀特性研究
    刘恩斌, 李茜, 寇博, 姜军, 李党建
    2024, 34(5):  52-60.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0364
    摘要 ( 4 )   HTML ( 0 )   PDF (10025KB) ( 0 )  
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    为解决页岩气开采过程中砂粒经过分离器后对排污阀造成严重冲蚀的问题,以长宁页岩气田某井为例,基于FLUENT软件,采用数值模拟的方法模拟在不同速度、砂量、粒径、形状系数和阀门开度情况下砂粒对排污阀冲蚀特性,并评估影响排污阀冲蚀特性的主要因素,明确排污阀的冲蚀情况。结果表明:阀瓣与节流孔冲蚀破坏是造成排污阀失效的主要原因;随着阀门开度减小,阀内压差呈指数式增长,在阀瓣和节流孔处流速最大,砂粒形状系数减小,对阀门冲蚀越严重;基于敏感性分析,各因素对阀门冲蚀特性影响程度为:ξl(速度)=0.73,ξm(砂粒粒径)=0.71,ξn(砂量)=0.70,ξq(形状系数)=0.67。因此,建议通过增大阀门内部流通面积将流体流速控制在7m/s以内,提高除砂器除砂能力,避免粒径较大的砂粒(砂粒粒径>60 μm)进入排污阀,将进入排污阀的砂粒粒径控制在60 μm内,为现场设备评价优化提供有效手段。

    基于改进的云模型-FMEA的油气管道风险排序
    王东营, 陈小平, 刘权, 赵天浩, 闫序
    2024, 34(5):  61-68.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1069
    摘要 ( 2 )   HTML ( 0 )   PDF (2301KB) ( 0 )  
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    为解决传统故障模式和影响分析法(FMEA)存在故障优先排序不准确、风险评价主观性过强的问题,提出一种基于混合权重-云模型的油气管道故障模式风险评价方法。首先,调研并分析油气管道失效模式与原因,构建系统FMEA模型;然后,提出基于云模型与混合权重法的专家评价意见处理方法,引入博弈论的思想,降低评价结果的主观性与随机性;最后,使用多准则妥协解排序法(VIKOR)对各个失效模式风险排序,并对比传统FMEA法,验证该方法的可行性与准确性。结果表明:该方法可综合评估管线上各管段的风险因素,量化不同管段上的风险值及同一管段上的最主要的失效模式,实现管道高风险区域的有效定位及管段上风险因素排序。

    浅埋深线圈瞬变电磁场超前探测响应及应用
    王春源, 张桓, 马洪亮, 梁庆华
    2024, 34(5):  75-81.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1294
    摘要 ( 3 )   HTML ( 0 )   PDF (8824KB) ( 0 )  
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    为有效识别隧道工作面前方采空区、岩溶、导水裂隙带等不良地质情况,预防隧道开挖透水事故,开展浅埋深线圈瞬变电磁理论在隧道超前探测中应用的研究。首先,利用COMSOL软件建立浅埋深线圈超前探测模型,研究工作面前方不同方位电磁场的传播特性和异常响应特征;然后,以青岛地铁13号线嘉陵江路站-香江路站区间隧道工程为例,验证浅埋深线圈瞬变电磁法识别异常体的可行性。结果表明:浅埋深瞬变电磁法可有效识别工作面前方不同位置的低阻异常体;不同方位异常体对于电场响应的影响主要体现在响应强度上;瞬变电磁场可有效区别出空气域和岩体域,但受空气域的影响,电磁场在近地表的高阻围岩中衰减速度加快,导致在反演分析中实际探测工作存在高阻异常。

    多因素耦合失效模式下地铁施工安全系统与管理模型
    房明, 张毅, 谭玥
    2024, 34(5):  82-90.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1093
    摘要 ( 4 )   HTML ( 0 )   PDF (5594KB) ( 0 )  
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    为提升地铁施工安全管理效果,减小地铁坍塌事故的发生,分析地铁施工事故风险因素。首先,分析事故致因中人群-机群的多因素耦合模式;然后,借助事故致因“2-4”模型(24Model)和广义安全模型(GSM),构建地铁施工安全系统管理模型;最后,将人群-机群系统多因素耦合失效模式应用于已有的16起地铁施工坍塌事故,统计得到14个人群与6个机群致因因素,分别给出其多因素耦合模式及作用路径,并计算风险等级。结果表明:地铁施工人群-机群的多因素耦合效应包含6种模式和14条作用路径。地铁施工安全系统管理模型分为目标层与匹配层,其中,匹配层主要是将事故原因与安全防线相匹配,包括微匹配、中匹配和宏匹配3个层面。并基于地铁施工安全系统管理模型,给出地铁坍塌事故预防安全管理“三道防线”。

    超声空化效应对细粒尾矿的增渗作用
    何文, 卢博凯, 石文芳, 祝思雨, 刘金朋
    2024, 34(5):  91-100.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0014
    摘要 ( 2 )   HTML ( 0 )   PDF (10901KB) ( 0 )  
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    针对细粒尾矿的渗透性较弱,容易导致尾矿坝浸润线抬升和降低尾矿坝安全系数的问题,提出采用超声空化的方法改善尾矿的渗透性。首先,采用计算流体动力学(CFD)软件模拟空化泡溃灭的过程;然后,根据空化阈值和换能器的声压计算结果选定试验使用的换能器,频率范围为20~40 kHz,功率为60 W,并通过染色试验证实尾矿试样中存在超声空化效应;最后,使用自制变水头渗透仪与选定的换能器,针对不同细粒含量的尾矿试样,开展超声增渗试验,并利用核磁共振仪检测增渗前后试样的孔隙结构变化。研究结果表明:得到的空化泡半径变化曲线与R-P方程拟合曲线吻合度较高,证明模拟结果的有效性;当气泡直径大于50 μm时,低频超声的空化效果更好,当气泡直径小于25 μm时,高频超声的空化效果更佳;细粒含量相同时,尾矿试样的渗透系数增长率随超声的频率增大而增加;超声频率相同时,细粒含量多的尾矿试样渗透系数增长率更高;超声作用后,尾矿试样中0~10 μm的孔隙占比降低,降幅随频率的增加而增加;10~20 μm的孔隙占比变化趋势不明显;20~40 μm的孔隙占比增加,增幅随频率的增加而增加;>40 μm的孔隙占比增长较少。对于不同孔隙占比的尾矿,施加相应频率的超声信号可获得更显著的增渗效果。

    复杂网络下船舶碰撞风险传播演化分析
    乔卫亮, 邓婉怡, 马晓雪, 韩冰
    2024, 34(5):  101-110.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0684
    摘要 ( 6 )   HTML ( 0 )   PDF (6486KB) ( 0 )  
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    为提高海运业的安全水平,针对船舶碰撞风险事件链中的风险传播演化过程,利用事件树分析法(ETA),构造有向赋权复杂网络(CN),分析网络的拓扑结构;改进传统K-壳分解算法的适应性,提出网络节点绝对重要度计算方法;利用易感-感染-恢复(SIR)模型动态模拟风险在CN中的传播演化过程,研究在不同感染率与恢复率组合的情况下,复杂网络中目标节点的动态敏感性。结果表明:大约25%的风险事件在CN中相对不活跃,绝对重要度排前10%的风险事件均与事故直接原因无关;风险事件的敏感度与重要度并不完全保持一致,部分风险事件,即使不采用针对性措施,也难以触发严重后果或碰撞事故;船舶碰撞风险管控工作应认可直接致因的客观存在,重点关注碰撞风险的传播演化过程,在碰撞风险实施管控的过程中应采用差异化管控策略。

    土钉支护边坡物理模型试验研究进展
    程刚, 张昊宇, 王晔, 李刚强, 游钦凉
    2024, 34(5):  111-121.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1134
    摘要 ( 2 )   HTML ( 0 )   PDF (13412KB) ( 0 )  
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    为提高工程扰动与自然因素联合作用下边坡稳定性,厘清不同加载条件下边坡土钉支护方式的作用过程及其特点,选取适用于实际工况的最优支护模式及布设工艺,保障边坡结构系统的本质安全。首先,在静力、振动和离心3类受力作用下系统阐述土钉支护物理模型试验过程与结果;其次,对比分析典型边坡支护技术与新型边坡支护方式的特点及适用性;最后,通过复杂环境效应下的物理模型试验,探究海底边坡、台风暴雨边坡及高速远程滑坡3类特殊边坡的变形破坏机制。结果表明:土钉在各类边坡支护中均具有良好的适用性,但对于复杂特殊环境下边坡支护的可靠度与安全系数仍有待提高。实际中需融合新材料新工艺开展组合支护结构研究;同时,加强物理模型试验中的相似材料选取、观测手段创新、特殊环境模拟研究,提高监测数据的高还原度,实现边坡系统的全过程安全保障。

    高层建筑不同外保温立面结构火蔓延模拟研究
    张颖, 黄国洪, 龙雨娇
    2024, 34(5):  122-128.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1692
    摘要 ( 3 )   HTML ( 0 )   PDF (3316KB) ( 0 )  
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    为明确高层建筑外保温立面结构与火灾蔓延的关系,采用Pyrosim火灾仿真软件,研究不同外保温立面结构对高层建筑火蔓延的影响。结果表明:高层建筑外立面火蔓延过程中,不同外立面结构保温系统随其结构空间受限程度的增大,正面空气卷吸能力减小,热释放速率降低,但其烟囱效应显著增强、烟气流速更快,导致竖向火蔓延速度加快;铝板幕墙结构保温系统随其空气层厚度的增加,温度和烟气流速先增大后呈现较大波动;外墙保温系统性能的老化将增加高层建筑外立面火灾风险。

    侧向多开口轨道列车火灾烟气输运特性
    彭敏, 潘翔骁, 何坤, 李忠辉, 朱国庆
    2024, 34(5):  129-138.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0758
    摘要 ( 2 )   HTML ( 0 )   PDF (13505KB) ( 0 )  
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    为探究侧向多开口轨道列车火灾烟气输运特性,优化火灾救援应急处置对策,根据工程实体结构利用PyroSim 软件搭建轨道列车模型并进行火灾数值模拟。聚焦作为列车内外联通通道的侧向开口,探讨分析侧向开口模式对轨道列车内部烟气蔓延特性的影响。结果表明:侧向开口模式对列车内部烟气蔓延有着显著的影响,包括烟气蔓延速度及稳定阶段的烟气分布情况。相比于侧开口未开启区间范围内烟气紊乱且高度方向全覆盖状态,侧开口开启的区间范围内烟气可维持稳定分层,有利于人员安全疏散救援。轨道列车顶棚下方烟气温度分布更符合双指数衰减特征,且受到开口模式和火源功率的耦合影响,非对称开启时开启开口的区间温度衰减速率受火源功率的影响更显著。此外,虽然开口的开启有利于列车内部安全环境的形成,但也需考虑通过开口溢出至列车外部空间的火灾烟气的影响以进行应急处置的综合判定。

    基于注意力机制的U-Net叶片缺陷图像分割
    祁雷, 李宁, 梁伟, 王峥, 刘子梁
    2024, 34(5):  139-146.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0767
    摘要 ( 5 )   HTML ( 0 )   PDF (8573KB) ( 0 )  
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    为解决风力发电机叶片表面缺陷检测存在分类困难和微小缺陷分割模糊的难题,构建一种基于扩张卷积和卷积注意力模块的改进U-Net语义分割网络。该网络基于网络模型的编码-解码结构,使用可迁移的VGG16的特征提取层代替U-Net网络的编码部分,在编码-解码之间的跳跃模块加入卷积注意力模块。通过对微小缺陷信息选取加强全局权重,使用扩张卷积增强网络特征,采用VGG16预训练模型实现迁移学习。开展Focal与Dice结合的混合损失函数验证,对比分析DeeplabV3+、PSPnet、HRNet、U-Net这4种模型。结果表明:对于叶片缺陷数据集,改进的U-Net网络模型对叶片缺陷的分类和分割任务具有更高的精度,均交并比、均像素精度和召回率等指标值分别为83.60%、92.84%和88.50%。改进U-Net网络的均交并比值比DeeplabV3+模型高13.98%,比标准U-Net模型高9.38%,能够提高叶片缺陷检测的灵敏度,有效降低检测结果的误报警率,有助于准确检测风机叶片缺陷。

    三维虚拟船舶系泊操纵评估系统
    蒋效彬, 金春燕, 任鸿翔, 张志恒
    2024, 34(5):  147-154.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0613
    摘要 ( 2 )   HTML ( 0 )   PDF (8239KB) ( 0 )  
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    为保障船舶驾驶操纵过程中的航行安全,准确评估船员的实操技能,针对目前船舶系泊操纵评估缺乏完整评价指标体系的问题,结合专家评估法和模糊综合评价法进行系泊操纵技能评估,构建每个评价指标的隶属度函数;采用层次分析法(AHP)确定每个评价指标的建议权重值和标准值,以确保评价结果准确可靠;利用三维虚拟船技术,根据各因素对系泊操纵的影响程度研发一套系泊操纵技能自动评估系统,实现对船舶系泊操作的全面评估。研究结果表明:该系统评估结果与专家评估结果相比,有较高的一致性,证明模型在评估船员系泊操纵技能方面的有效性和可靠性。

    基于改进YOLO-V5算法的烟火检测方法
    张明振, 段江忠, 梁肇伟, 郭俊杰, 柴大山
    2024, 34(5):  155-161.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1050
    摘要 ( 5 )   HTML ( 0 )   PDF (13361KB) ( 0 )  
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    为减少自然环境中云、水雾、沙尘、灯光、日出、日落等干扰因素对烟雾、火焰目标检测准确性的影响,提出一种基于改进YOLO-V5算法的烟火检测算法。采用现场采集和网络爬取的方法获取烟雾、火焰目标图像和干扰类图像数据集,均衡学习训练样本,提高模型泛化能力;使用加权双向特征金字塔网络(BiFPN)替换原有的特征金字塔网络(FPN)+路径聚合网络(PAN)结构,对目标进行多尺度特征融合,加强模型特征融合能力;同时,运用距离交并比(DIoU)非极大值抑制(NMS)替代原有的NMS,加快检测框损失函数收敛速度,加强模型推理能力。结果表明:改进后的算法准确率为79.2%,召回率为68.6%,平均精度均值(mAP)为74.2%,误报率(FPR)为12.8%;相比于原YOLO-V5算法,改进后的算法准确率、召回率、mAP分别提高1.9%、0.9%、2.7%,检测识别FPR降低3.7%。

    扁平大空间船舶火灾烟气控制试验研究
    李森, 王少鹏, 林锦, 陆守香, 李倩, 陈国庆
    2024, 34(5):  162-167.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0252
    摘要 ( 1 )   HTML ( 0 )   PDF (1801KB) ( 0 )  
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    为有效控制扁平大空间船舶火灾烟气蔓延,研究大尺度火灾过程中的油池质量损失速率、舱室温度分布、隔热效率和烟气控制效果。利用尺寸为30 m×24 m×2.3 m的模拟舱,在0.35、0.55和0.70 m等3种不同挡烟垂壁高度和机械通风条件下开展试验。结果表明:挡烟垂壁高度增加,油池质量损失速率峰值减小;挡烟垂壁高度对舱室上层烟气温度的影响比对下层气体温度的影响更明显,1.4 m以上空间温度峰值明显下降,而1.4 m以下空间温度峰值无明显变化。顶棚平均温度和隔热效率随挡烟垂壁高度增加而下降。随挡烟垂壁高度增加,火源区与非火源区同时控烟模式隔热效率从28.2%提升至50.8%,火源区单独控烟模式隔热效率从29.4%提升至54.7%。

    煤矿智能化项目风险评价云模型及其应用
    李长明, 赵开功, 张晓蕾, 王睿迪, 李严肃
    2024, 34(5):  168-174.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1680
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    为解决煤矿智能化项目风险评价过程中,指标量化困难和评价系统难以兼顾随机性和模糊性的问题,采用云模型理论,对系统进行定量综合评价。首先,基于煤矿智能化系统建设项目进行多维度分析,建立项目风险多指标多维度的评价体系;然后,运用层次分析法(AHP)确定主观权重,CRITIC法确定客观权重,通过组合赋权方式确定指标权重矩阵;采用云模型实现指标定量与定性之间的转换,完成煤矿智能化项目的风险评价,并根据评价结果提出针对性的政策建议,最大程度降低项目现有风险;最后,以国家能源集团某煤矿为例,开展煤矿智能化项目建设和实施过程的风险评价,验证文中所提方法的科学性和有效性。结果表明:云模型可定量评价煤矿智能化项目风险,评价结果有助于化解现场风险隐患,提高风险管控能力,且具有一定的科学性和有效性。

    基于N-K-FRAM的空中交通运行安全风险耦合机制
    李一可, 张洪海, 石宗北, 周锦伦
    2024, 34(5):  175-185.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1552
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    为探究空中交通运行安全风险耦合演化特征,厘清基于N-K模型与功能共振分析方法(FRAM)相结合的空中交通运行系统耦合变异形成机制,首先,收集不安全事件文本数据,归纳事件中的风险因素并归类,得到其历史发生频率以及风险因素之间的耦合关系;其次,利用N-K模型求解运行风险因素间的耦合度值;然后,结合输出时间与精度,定量评估FRAM功能模块的可变性,分析空中交通运行安全风险耦合机制;最后,分别以区域导航(RNAV)进近不安全事件与偏离航路不安全事件为例,分析其安全风险。结果表明:基于N-K-FRAM的风险耦合机制能够合理有效地定量计算功能模块间的变异性,弱化了传统分析方法对主观意识的依赖性,分析结果更为客观科学。

    水凝胶对三元锂电池热失控抑制效果研究
    刘淳元, 张国维, 杨林, 欧阳晨亮, 张作睿
    2024, 34(5):  186-194.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0104
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    为快速有效扑灭锂离子电池火灾,解决灭火时间长、耗水量大等消防领域关注的难题,探究水凝胶灭火剂对大容量锂离子电池热失控的抑制效果。首先,借助环境扫描电镜,分析水凝胶在高温下微观结构的变化;然后,搭建锂电池燃烧试验平台,开展水凝胶灭火试验;最后,以车用135 Ah方形铝壳三元锂电池组为试验对象,采用电加热的方法诱导其发生热失控,探究水凝胶对锂电池的降温抑制效果。结果表明:水凝胶受热后,内部孔状结构被破坏,有利于其黏附在物体表面持续降温;使用水凝胶灭火降温时,电池表面最大降温速率是水的2倍,水凝胶喷放结束后,锂电池温度回升速率较为缓慢,升温速率仅为水的一半;与水相比,水凝胶延缓相邻电池发生热失控的时间更长,这可以为救援逃生带来更长的安全时间。

    面向危险化学品事故的事理图谱构建
    李红儒, 栾婷婷, 邓明月, 陈文涛, 张雪
    2024, 34(5):  195-203.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1570
    摘要 ( 5 )   HTML ( 0 )   PDF (9299KB) ( 0 )  
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    为提高危险化学品企业安全管理水平,构建危险化学品事故因果关系事理图谱。首先,依据事故调查报告,提出一种基于改进CasRel的实体关系联合抽取模型,该模型通过关系感知双向编码器表征法(R-Bert)和Span指针网络提高文本信息的抽取准确性;其次,利用相似度计算方法进行事件泛化,使得图谱更加完整和准确,并将其存储在图数据库Neo4j中,以可视化的方式直观展示事件之间的关联;最后,基于构建的事理图谱,设计出与之匹配的问答系统架构,开发危险化学品事故因果关系智能问答系统。研究结果表明:改进的CasRel模型计算结果F1值为90.5%,较未改进模型准确率提升约2%。构建的危险化学品事故事理图谱及智能问答系统,在多个评价指标表现良好,能够清晰揭示事件之间的逻辑关系;所提方法可满足危险化学品事故知识问答需求,协助探究事故发生的规律和潜在风险因素,推断事故发展趋势。

    公共安全
    城市关联基础设施多层网络韧性评估模型
    陈长坤, 王思琪, 孙凤琳, 余荣付
    2024, 34(5):  204-213.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1355
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    为了探究城市基础设施系统关联关系对城市韧性的影响,采用理论分析和python模拟相结合的方法研究城市关联基础设施系统在扰动下的韧性变化过程。首先,基于韧性机制和多层网络理论,构建城市关联基础设施网络;然后,探究在功能关联下,城市关联基础设施网络受到3种外界扰动后的级联失效过程,并基于基础设施系统机能曲线法,构建城市关联基础设施网络韧性评估模型;最后,以湖南省中部偏北某县作为研究对象进行实例研究。结果表明:关联网络中电力节点的聚类系数明显高于整体平均水平;通信网络的抵御能力和恢复能力是5类基础设施网络中最强的,韧性水平也最高;随着网络中节点失效概率增大和网络层数的增加,整体关联基础设施网络及其子网络的可靠性逐渐降低;网络效率在介数恢复策略下恢复至较高水平时间较短,说明对此基础设施网络使用介数恢复策略更为合适。

    考虑乡镇集市影响的穿村镇公路事故风险因素辨识
    戢晓峰, 李金, 卢梦媛, 韩春阳, 覃文文
    2024, 34(5):  214-222.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1435
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    为了改善乡镇集市与穿村镇公路耦合区域的交通安全,以云南省某二级公路穿村镇路段为研究对象,依据乡镇居民可承受出行距离与集市最大交易半径,界定集市核心区与集市辐射区,选取人、车、路、环境、管理及事故形态6个维度的29个风险因素,采用基于关联规则的风险因素辨识模型构建穿村镇公路事故风险因素网络,分析网络拓扑结构特征获取事故关键风险因素。结果表明:集日穿村镇公路事故时空集聚特征显著,且集市核心区交通冲突更为严重,伤人事故概率为57.99%,是事故的主要风险因素,对事故风险传播具有主导作用;直穿村镇路段交通标志缺失与缓坡路段会车不当分别是财产损失事故与伤人事故的直接风险因素;整体上,驾驶员因素平均聚类系数最大,易产生连锁反应,在集市核心区涉及驾驶员会车不当和未按规定让行时,伤人事故概率分别增加23.71%和21.07%。

    应急技术与管理
    韧性视角下应急避难场所防灾减灾能力综合评价:以温州市瓯海区为例
    朱安峰, 范秀芳, 杜温瑞, 孙婉馨, 徐刚
    2024, 34(5):  223-230.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.1763
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    为进一步提高应急避难场所在综合防灾减灾中的基础作用,基于韧性视角,从场所安全性、管理规范性、交通可达性、服务保障性、重建恢复性5个维度,构建多维度的应急避难场所防灾减灾能力评价指标体系;采用层次分析法(AHP)和地理信息系统(GIS)空间分析法相结合的方法,建立综合评价模型;并以温州市瓯海区为例,根据其第一次自然灾害综合风险普查数据和开源数据,综合评估该区应急避难场所防灾减灾能力,验证模型的科学性和有效性。研究结果表明:文中构建的指标体系和综合评价模型,能够分析评估应急避难场所防灾减灾能力,可找出应急避难场所的薄弱指标,为管理者提供优化提升的方向。实例分析中,瓯海区低韧性的应急避难场所主要集中在西部山区,且村级应急避难场所韧性较低,符合实际情况。

    基于组合赋权-偏序集的应急供应链可靠性评价
    王丹, 高雯雯
    2024, 34(5):  231-237.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0700
    摘要 ( 1 )   HTML ( 0 )   PDF (1533KB) ( 0 )  
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    为协调好应急供应链中物资的分配与使用,基于文献分析等方法提炼应急供应链可靠性评价指标,建立由组织保障可靠性、系统制度可靠性以及运作流程可靠性3个一级指标及其对应的17个二级指标组成的应急供应链可靠性评价指标体系;利用层次分析法(AHP)、熵权法(EWM)和三角模糊数计算指标权重,将蕴含权重信息的偏序关系引入评价研究中,构建组合赋权-偏序集模型评价应急供应链的可靠性,并应用该模型评价分析C市5个县级城市的应急供应链可靠性水平。结果表明:5个县级城市的应急供应链可靠性程度可分为4类,其中,地区03的可靠性水平高,地区04、02的可靠性水平较高,地区05的可靠性水平中等,而地区01的可靠性水平低;通过对比分析,获取各地区的优势环节和薄弱环节以及需改进的地方。该评价模型可有效评估应急供应链可靠性水平。

    紧迫危险威胁下交叉相遇局面应急操船方法
    吴建军, 陈炎, 朱清华, 胡甚平
    2024, 34(5):  238-246.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.05.0910
    摘要 ( 3 )   HTML ( 0 )   PDF (8018KB) ( 0 )  
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    为预防船舶因会遇态势感知不明、未能及时采取有效避让行动而导致的碰撞事故,提出面向紧迫危险威胁的应急操船方法。首先基于碰撞事故调查报告数据,反演船舶会遇过程;其次考虑船舶碰撞危险度的不确定性和随机性,构建钟形灰云模型,获得实时碰撞风险概率(PCR),揭示时序下碰撞风险演化特征;然后引入克里金空间插值算法,实现会遇2船碰撞风险感知与图谱表达;最后提出避让决策评估指数和转向避碰应急操船方法。交叉相遇局面碰撞事故验证结果表明:交叉会遇局面下单纯转向避让,让路船对正横后来船在最近会遇时间(TCPA)10 min前向右转向112.5°可有效避免紧迫局面;若让路船无行动,直航船在TCPA 4 min前向右转向45°可有效避免紧迫危险。文中所提事故数据驱动的精细应急操船方法,可与传统的雷达标绘和航海经验的操船方法相结合实施。

    书评