为加强对隐患的理解,明确其与风险之间的关系,更好地推进企业双重预防机制建设,在总结隐患内涵的基础上,从风险的角度重新界定隐患的定义,给出其确切的英文表述;通过深入解析风险管控与隐患的关系,揭示基于风险重新界定隐患的意义;结合隐患排查治理中存在的问题和双重预防机制建设的实质,提出基于风险的隐患动态管控思路,包括以风险分级管控为前提和基础,基于风险评价开展隐患分级治理,最终用信息化手段实现隐患的动态监测和分级管控。研究结果表明:隐患是未辨识出的风险或风险未得到有效控制,超出人们对风险可接受水平的一种不安全状态,其英文表述为unsafe-condition;隐患排查治理工作应该基于风险分级管控的思路开展,通过辨识风险不受控的状态及时发现隐患,并基于风险管控的思路治理隐患,其实质是控制风险。
为科学合理地约束公共安全管理权力,系统研究公共安全管理权力约束相关原理与模型。首先,概述公共安全管理权力的概念与内涵;其次,基于物理学知识,提出公共安全管理权力3要素,在此基础上构建公共安全管理权力轮盘模型,并讨论公共安全管理权力的运转形式;最后,提出3大基本权力约束原理,延伸出不同学科视角下的权力约束原理,进而构建公共安全管理权力约束原理齿轮结构模型,并明确各权力约束原理之间的关系。研究结果表明:公共安全管理权力的作用点、大小和方向决定公共安全权力的安全行使,且公共安全管理权力的运转形式为“三状态四转换一迭代”。同时,公共安全管理权力约束原理包括3大基本权力约束原理和在生命科学、自然科学、社会科学、技术科学及系统科学等多个学科视角下的21种原理,同时原理间具备一定的逻辑关系。
为研究我国煤矿重特大火灾事故一般性特征及致灾原因,用统计分析法,从时间、地域、地点、煤矿所有制、点火源、外部致灾原因等维度综合分析2000—2021年发生的360起重特大火灾事故。结果表明:第4季度是重特大火灾事故高发期;贵州、山西和黑龙江3省重特大火灾事故起数和死亡人数分别占全国的45.28%和47.11%;发生在硐室中的特大火灾事故概率最高,占硐室重特大事故的52.38%;2011—2021年发生在采煤工作面的重特大火灾事故有增多的趋势;乡镇煤矿重特大火灾事故起数及死亡人数在事故总起数和死亡总人数中的占比均超过了60%,但同比呈梯度下降趋势,且基本保持平稳;由违规明火、自热点火和摩擦撞击引发的重特大火灾事故占比逐渐上升,而由放电点火和爆破点火引发的重特大火灾事故占比逐渐下降;管理不善是导致重特大火灾事故的主要原因。
为突破高校消防工程教育体系建设上的不足,提出基于成果导向的消防工程专业教育培养体系。首先,逆向设计培养方案、教学内容和方式方法,将消防工程专业课程层次体系聚焦于消防规范、防控、灭火、评估4大层面;然后,强化消防工程创新创业教育,构建以消防工程本科生全程全员导师制为创新启始点,以创新训练项目为科研载体的全链条创新培养体系,激发学生的创新思维及创新能力;最后,构建灾前感知—消防救灾—灾后处置3大核心模块,针对性建立以5大消防系统为中心的专业实验室,呈现真实的火灾响应救灾场景,承接消防工程专业课程试验、设计和部分实习实践功能。结果表明:建立的成果导向消防工程专业教育培养体系,明确了专业教育的培养逻辑,注重层次化渐进式培养,强调对消防热点领域的探索引导,理清了专业实验室体系结构关联性及对实践教育的支撑作用,可以为消防救援队伍人才培养和消防学科的未来发展提供一定的参考。
为降低人为事故发生率,结合行为科学理论和机械运动自由度约束原理,提出人的行为风险自由度概念,建立风险自由度的安全约束模型,其核心是用适当的安全约束要素和安全约束机制,随机约束人的风险自由度,使人的风险行为受到全过程、全方位的安全限制、安全警觉和安全提醒,消除人的随机安全风险,避免人因事故。以煤矿企业的操作者和管理者为例,基于安全保护层理论,构建以时间和空间为保护层的动态化风险约束机制,并且建立安全约束保障制度和措施,保证其有效实施。结果表明:在煤矿生产、作业、管理活动中,采用定制的具有随机安全约束功能的安全约束要素,实施定位、定时、定量化的动态约束煤矿人员的风险自由度,能够使人的风险行为受到全过程、全方位的安全限制、安全警觉和安全提醒,从而及时、随机、超前防范人的不安全行为和管理上的缺陷,有效避免人因事故。
为培养学生的实践动手能力和缩短岗位适应时间,根据安全工程专业技术人员的具体工作内容,凝练出检测检验、危险源辨识评价等6个专业能力目标,相应地构建6个实战教学模块。在每个教学模块下设计数量不等的来源于实际工作内容的实战教学项目,共计28个。这些项目按照知识体系归纳到10个教学环节中,构成安全工程专业实战化的实践教学体系。为满足这些教学项目的实战化要求,充分挖掘校内和校外资源构建近似实战的教学环境,建立“11+1+2”的实战化实践教学基地。根据师资特点给出提升专业教师实战化教学能力的方法。结果表明:实战化人才培养是提升学生实践动手能力的有效途径,开展实战化培养需要有近似实战的教学条件与教学环境支撑。
为控制加油站火灾爆炸风险目标,结合事故统计和故障树分析方法,提出一种基于YOLO-V3算法的加油站不安全行为检测模型。首先在收集90起加油站火灾爆炸事故的基础上,统计分析加油站火灾爆炸事故的点火源;其次构建加油站火灾爆炸故障树,计算各基本事件的结构重要度,并确定加油站危险性较高的不安全行为;然后采用现场采集和模拟的方法收集加油站不安全行为图像数据,利用数据增强方法构建加油站不安全行为图像数据集;最后基于深度学习的方法构建加油站不安全行为检测模型,经过1000次训练迭代后得到最终模型。研究结果表明:引起加油站火灾爆炸事故的不安全行为主要有抽烟、打电话等;训练得到的检测模型在测试集上对抽烟、打电话和正常行为检测类别的平均检测精度分别为67%、85%和77%,模型的平均检测精度均值为84%。
为更好地理解安全科学,探究安全科学发展规律,适时明晰安全这一安全学科首要基础术语的特性、内涵、外延及发展等,采用历史分析法、逻辑思维法和推理方法,系统阐述安全一词的维度与复杂性、安全一词的专业性与通俗性、安全的本体论与认识论、安全的自然属性与社会属性、安全定义的分类方法等,进而推论安全科学这门学科的性质和特色。研究结果表明:讨论安全问题需要有共同的语境;安全一词超出了科技术语的范畴;安全是人的认识的反映,因而安全研究难以进入本体论的层面;人的自然和社会特征决定了安全具有自然和社会的双重属性及其矛盾的永恒性,也导致了安全的复杂性及其定义的多样性;由“预设+安全”给出安全定义的范式,能够较好地表达安全的范畴和边际。
为从公交驾驶员群体中识别出易发生事故的风险公交驾驶员,结合某市公交公司营运安全管理系统数据库、百度应用程序接口(API)及网络爬取技术,并应用K近邻算法补充缺失值,获取42条线路及1 893名驾驶员的数据;基于驾驶员、车辆、线路特征、违规行为、事故、管理等基本特征变量构造派生变量;采用包括递归特征消除、有惩罚项的逻辑回归、随机森林的集成方法选择特征;采用极致梯度提升(XGBoost)等6种机器方法分别建立分类模型,并采用贝叶斯方法优化超参数。结果表明:在构建的6个分类模型中,XGBoost方法构建的模型其受试者工作特征(ROC)曲线下的面积(AUC)评估结果最佳;运用贝叶斯方法优化模型,可以在一定程度上提升ROC的AUC指标;对于风险公交驾驶员预测准确率达到98.66%,运营单位还可以根据自身情况权衡虚报率与命中率代价。此外,车辆服役时间、违规次数等特征对于事故风险具有明显的非线性影响。
为明确房屋建筑施工事故致因及其关联关系,针对房屋建筑施工过程中关键致因因素及其传播路径的有效识别问题,基于2015—2020年发生的394起房屋建筑施工事故案例,结合危险有害因素分类标准,将语义相近的风险用语归为一类,进行致因因素的提取、分类及编码;针对每一起事故建立致因因素传播路径,应用Gephi软件绘制出由95个节点、340条连边构成的房屋建筑施工事故致因网络模型;通过计算节点度值和权重系数等拓扑参数,分析致因网络拓扑特征,综合考虑节点总度值分类赋值及严重程度,利用ABC分类法提出致因因素重要性计算方法。研究结果表明:致因因素清单中包含28项关键致因因素、27项次要致因因素、31项一般致因因素;进一步分析得到24个关联性强的节点对、5条高频致因因素传播路径以及5类典型事故的致因因素分布状况。
为量化分析山区高速公路线形指标对交通事故发生及严重程度的影响,引入事故修正系数(CMF)概念,提出基于CMF的高速公路交通事故预测模型。验证事故数据服从零膨胀负二项(ZINB)分布,并标定10个不同线形组合路段的基本事故预测模型;在界定理想条件的基础上,借助优势比分析方法,建立10个不同线形组合相对于基本预测模型的CMF模型;通过弹性分析识别出对不同严重程度事故有显著影响的因素,并以此分析山区高速公路线形指标及线形组合的安全效应。研究结果表明:CMF能够定量反映不同线形组合的风险效应,且其值越高,事故率及事故严重程度可能更高;山区高速公路中,平曲线缓坡组合相对安全,平曲线陡坡组合、平曲线竖曲线组合均有较高的事故风险;平曲线与凹型竖曲线组合时的风险会略低于其与凸形竖曲线组合;控制纵坡度、减少平竖曲线的组合均有利于山区高速公路交通安全。
为解决大型企业安全管理层级多、执行层层衰减问题,提升安全管理效能,有效遏制各类生产安全事故发生,结合中粮集团生产经营特点和安全管理实际,按照总部统筹、专业化公司负责、基层企业落地的总原则,探索研究大型企业双重预防机制建设的基本框架和各个层级主要任务,提出安全风险和隐患分级分类标准,建立以产业链安全风险控制大纲为核心,以全链条、全过程、全员、全方位为基础的“四全”风险分级管控与隐患排查治理机制。结果表明:“四全”双重预防机制能够准确了解大型企业安全风险底数,系统落实安全风险管控措施并动态、持续改进,确保安全风险始终处于可控在控状态。
为减少煤矿工人不安全行为,科学研判其未来趋势和状态,通过事故统计和文献分析构建煤矿不安全事件与事故数据库和矿工不安全行为属性表,在此基础上,采用Apriori算法挖掘各不安全因素与不安全行为间的关联规则,将强相关规则作为随机森林预测模型的输入指标,不安全行为频次作为输出指标,对原始模型进行拟合训练,基于相关性分析与专家建议设置预警阈值,完善矿工不安全行为预警模型。结果表明:安全文化、现场监护、无效纠正、技术环境以及人员状态与矿工不安全行为构成强相关规则;对于矿工不安全行为的预测,预测值与实际值的偏差较小,预警模型准确度较高;且技术环境、工作环境、组织管理和隐患识别对预测结果影响最大。
为完善和发展事故致因理论,从基础理论、相关定义、分析过程和分析难度4个方面,对比分析系统理论过程分析(STPA)与“2-4”模型(24Model),并分别进行实例应用。研究结果表明:两者都有很强的理论基础;24Model和STPA总体依照线性模式展开,部分元素可得到对应。STPA的研究对象为系统中的损失,更擅长系统交互研究,研究复杂程度较高,研究误差较大,更适用于单起事故分析;而24Model的研究对象为组织中的事件,事故原因划分更加明确与通用,分析过程简单,研究误差较小,在单起事故和多起事故分析中均可使用,两者都具有较好的拓展性。在应用方面,STPA能够明确指出系统内危险源与损害的联系,但应用过程复杂,致因因素分析主观性强,缺乏对管理体系和安全文化的研究;24Model原因分析结果全面,应用步骤明确,但缺乏对组织间的交互和设计缺陷分析。
为促使安全软科学在历史前进的逻辑中前进,在时代发展的潮流中发展,运用文献综述法及对比分析法,梳理和分析安全软科学的研究内涵、外延、趋势与挑战。结果表明:安全软科学可理解为涉及安全决策、风险防控及应急管理等内容的结构化知识体系,亦是一个有机组合的综合性、交叉性学科群。安全软科学研究涉及安全科学的哲学思辨、人文阐释以及经验实证3种层面与类别。哲学思辨聚焦于客观性的安全理论研究及理性化的安全决策精神活动,人文阐释主要关注于人类社会发展过程中汇总的各种安全文化现象,经验实证侧重于开展显著性的事故演化特征探索及科学性的系统安全分析和论证。面对复杂性的安全问题,亟待进一步建构针对综合开放系统的安全软科学理论体系,在新技术融合与多学科交叉趋势下,充分发挥安全全球化、信息化优势并开拓多主体协同治理路径。
为有效识别地铁施工作业人员不安全行为,基于深度学习与计算机视觉技术,提出融合行为和身份识别的不安全行为识别方法。首先,对更快速的基于区域的卷积神经网络(Faster R-CNN)算法进行优化,引入高效通道注意力(ECA)模块提升行为识别的准确性;其次,将基于人脸超分辨率算法的人脸识别方法与行为识别相结合,提升图像像素水平并准确输出不安全行为执行人员相关信息;然后,行为识别与人脸识别并发进行,识别结果回流至数据库最终输出工人不安全行为报告;最后,选取某地铁施工项目的4种不安全行为进行识别方法的实证应用。研究表明:该方法可在地铁施工场景下进行有效应用,不安全行为识别和执行人员身份识别的准确率均达0.85以上,具有较高的准确度。
为系统把握当前采矿业行为安全管理研究成果并探析未来发展方向,运用文献综述法,在职业心理学视域下回顾矿工不安全行为影响因素、理论模型、数据驱动模式与行为干预机制。结果表明:社会心理风险、人格特性与心理状态是矿工不安全行为的主要影响因素,但亟需围绕其作用机制开展更加全面、深入的研究;外部环境、人格特性与不安全行为之间的关系研究不足是制约采矿业行为安全理论发展的瓶颈,基于建构主义及认知神经学的研究是促进理论发展的重要着力点;心理因素与不安全行为的关联具备长期性、复杂性,可推动开展纵向研究获取多时间点数据,促进定性研究与定量研究相融合;行为干预机制涉及安全监管保障和安全教育培训两类途径,需进一步发挥多主体协同干预作用。
为丰富安全生产理论研究思路和方法论,以工业革命历史观和安全生产实践观为视域,开展安全生产管理(WSM)4.0模式的理论研究。通过归纳安全4.0概念和回顾WSM 1.0—3.0阶段内涵和特征,构建包含安全目标钻石模型和安全系统支柱模型的WSM 4.0实践模型体系,进而建立WSM 4.0“三螺旋”演进路径。研究结果表明:在新安全格局下,WSM 4.0具有管理目标上强调效益升维、风险策略上注重隐险挖掘和韧性防控、技术装备上强化技术融合、管理理念上重视系统前摄和安全一体等特征;WSM 4.0的安全管理目标拓展为健康、安全、环境和价值四维体系,发展由安全法规、安全技术、安全文化、安全素养和安全韧性为内容的安全系统;WSM 4.0模式是生产实践、技术应用和安全理论螺旋发展的演进趋势。
为探索包容型领导对员工安全绩效的影响机制和边界条件,提高员工安全绩效,引入自我效能感、工作幸福感和正念,构建一个有调节的链式中介模型;采用随机抽样法对辽宁、河北、山东等地600名高危企业员工进行问卷调查与数据分析,通过构建结构方程模型验证假设模型。结果表明: 包容型领导、自我效能感、工作幸福感和安全绩效两两之间显著正相关。包容型领导不仅直接影响员工的安全绩效,还可以通过自我效能感的独立中介作用、工作幸福感的独立中介作用以及自我效能感与工作幸福感的链式中介作用3条路径,间接影响员工安全绩效;正念正向调节工作幸福感与员工安全绩效之间的关系,并可进一步调节自我效能感和工作幸福感在包容型领导与员工安全绩效之间的链式中介作用。
为提高船舶制造业安全文化建设水平,依据安全文化定义和客观实际,融合安全价值观(SV)与人-机-环境-管理系统(MMEMS),提出一种安全文化新概念模型,即SV-MMEMS模型。基于该模型的SV、人、机、环境、管理5个维度,调查W船企,经项目分析、信度分析、效度检验、因子分析等数据处理,构建由5个维度、14项一级指标、33项二级指标的船舶制造业安全文化评价指标体系;运用软件AMOS构建安全文化二阶验证性因素分析模型,以及安全文化影响因素间的因果关系路径分析模型。结果表明:5大要素两两之间存在正向的相互影响关系,以SV为核心,与MMEMS各要素的路径系数分别为0.766、0.553、0.720、0.839,归一化后占比为26.6%、19.2%、25.0%、29.2%;为该船企安全文化建设提供进一步改进的路径和程度依据。SV-MMEMS在企业和组织的安全文化建设与评价方面具有可观的开发应用前景。
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