为响应我国“十四五”规划中对清洁能源提出的要求,使我国城镇燃气管道安全管理水平适应发展的需求,从生命风险的角度研讨城镇燃气管道风险可接受标准。首先采用平均个人风险(AIR)法和最低合理可行(ALARP)准则相结合的方法,统计2012—2021年的事故数据;然后以5年为一周期进行对比分析,以上一个5年周期的风险可接受标准预测下一个5年周期的风险可接受标准参考值,并得出2022—2026年个人风险可接受标准的参考值;最后依照在个人风险可接受标准 5年周期预测法,采用累计频率-死亡人数(F-N)曲线法,统计2017—2021年每起事故死亡数及年管道长度,并确定社会风险可接受标准。研究表明:以风险水平1.017 13×10-7作为个人风险不可接受风险区与ALARP区分界线,2.034 27×10-7作为ALARP区与可接受风险区的划分边界;同时确定了社会风险最大可接受风险曲线和可忽略风险曲线,并结合ALARP准则划分出风险区域。
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。
为创新安全管理范式,进一步丰富安全管理理论,基于压电理论与安全管理理论,开展压电安全管理研究。首先,分析压电理论对安全管理的启示,探讨压电安全管理的内涵,并提出压电安全管理概念模型;在此基础上,结合安全管理全生命周期理论,构建与解析压电安全管理模型;最后,阐述压电安全管理的特点。结果表明:压电安全管理是一种可根据系统在一定时空内安全状态的变化而采取针对性措施并满足系统安全需求的安全管理新范式,兼备常态安全管理和非常态安全管理2种安全管理模式,同时,涵盖安全风险防控、应急响应和调整优化3种安全管理行为。
针对深部隧道不确定性数据匮乏的工程现状,引入区间非概率方法,围绕其在深部隧道支护结构可靠度领域的初步应用开展研究。首先,以深部隧道围岩剪切滑移变形机制为例,采用联合支护模式建立总支护抗力的计算方法;然后,基于区间非概率的理论框架,考虑区间扩张问题的影响,探讨该方法针对深部隧道支护结构可靠度研究的适用性;最后,定义不确定性参数区间变化的波动幅度,分析参数敏感性,揭示单参数波动与多参数波动耦合的不同作用下对支护结构可靠度影响程度的差异性。结果表明:不确定性参数区间的波动幅度越大,非概率可靠度指标的取值越小;且波动耦合的参数数量越多,非概率可靠度指标值的降幅越大,导致对支护结构可靠度的不利影响越显著。
为有效预警装配式建筑高空作业工人不安全行为的发生趋势或状态,增强对装配式建筑工人不安全行为(PBWUBs)的管控,采用随机森林(RF)-混合蛙跳算法(SFLA)-支持向量机(SVM)模型,开展工人不安全行为预警研究。首先,采用SHEL模型分析处于高空作业危险中的PBWUBs的影响因素,并通过RF确定关键预警指标;然后,采用SFLA对SVM的参数进行寻优改进;最后,利用RF-SFLA-SVM预警高空作业PBWUBs,提出应对措施,并与其他预警模型对比。研究结果表明:基于RF-SFLA-SVM预警高空作业PBWUBs,准确率最高,为91.67%,与其他模型的预警性能相比,最高提升14%。研究结果可为高空作业PBWUBs的防控提供参考。
为提高炼化企业检维修作业过程的安全性,利用目标检测技术,构建基于深度学习的智能风险识别模型;首先,结合贝叶斯网络(BN)及模糊集理论,建立动态风险评估模型;其次,采用分级动态预警方法,实现检修作业过程风险要素的智能监控预警;然后,以压缩机检修作业过程为例,采用失效模式和影响分析(FMEA)与作业条件危险性分析方法,辨识作业过程风险,再利用基于深度学习的风险智能识别模型,监控现场作业过程并识别风险;最后,采用BN和模糊集理论相结合的方法,评估作业过程中的动态风险,并采用分级预警的方法智能预警作业过程风险。结果表明:该方法可以有效识别压缩机检修作业过程中的风险因素,识别准确率为93%,在此基础上进行动态风险评估,当观测到事件概率发生变化,且超出相应预警阈值时,依据风险等级进行报警,实现风险要素的智能监控。
21世纪初,风险隐喻理论在风险科学领域逐渐引起重视。为探究风险隐喻理论的发展现状和演变特征,运用文献研究,系统分析和梳理风险隐喻理论的历史溯源、演进脉络,并探究未来风险隐喻研究的前景。结果表明:风险隐喻理论作为风险管理科学和认知语言科学的交叉产物,发展了近10余年,学者们在风险事件本体、风险管理态度和风险演化机制3个方面开展大量研究并取得一定的进展。但同时还存在一些问题:风险隐喻理论和模型在重要的概念方面存在相当程度的不一致性和严格性缺乏;对具有极端影响的大概率风险事件隐喻的研究还不够深入;缺少对影响较低的风险事件的关注等。面对一系列复杂问题,亟需进一步丰富风险隐喻理论,以促进风险管理科学的发展。
为识别导致架桥机施工时发生安全事故的关键致因和链路,提出一种融合N-K模型的复杂网络架桥机施工安全事故风险因素分析法。首先,建立2000—2022年期间的架桥机事故案例库,分析事故致因,将架桥机施工安全事故风险因素归纳为4个一级风险因素和24个二级风险因素;然后,以事故类型和二级风险因素为节点,以致因关联为边,建立架桥机施工安全事故致因复杂网络模型,计算风险因素节点的亲近中心度和中介中心度;最后,建立N-K模型耦合分析一级风险因素,利用耦合交互信息值优化复杂网络风险因素节点的中心度,通过风险因素可达性分析和全局主路径分析,分别得到导致架桥机事故的7个关键致因和7条关键链路。结果表明:施工单位管理不到位、安全生产检查不充分2项管理因素的亲近中心度和中介中心度值较高。监理单位失职→施工单位管理不到位→安全生产检查不充分关键链路风险最大,针对这些关键风险因素和链路在架桥机施工过程中应重点管控。采用融合N-K模型的复杂网络分析得到的架桥机施工安全关键致因和链路与事故调查结论一致,准确实现了架桥机施工安全事故风险辨识。
为降低强降雨导致建设工程安全事故发生率,有效解决该类安全事故人因分析复杂问题,提出新的安全事故人因分析模型方法。基于人为因素分析与分类系统(HFACS),建立包括 6层 24个因素的建设工程强降雨事故(CPHRA)框架模型(HC);联用遗传算法(GA)优化连续关联规则挖掘算法(CARMA)(GC)分析人为致因关联,绘制事故人为致因链;选取150起强降雨导致建设工程事故典型案例进行模型验证与应用分析。结果表明:优化后的人因分析HC-GC模型具有更优的性能与效率;在事故人因链中,政府安全主管部门监督不足与企业安全文化缺失是深层次因素,现场违规监管与现场安全管理漏洞是主要连接因素,技能水平低与失误违章会进一步强化事故负反馈,事故上报与响应不及时是强降雨导致建设工程事故扩大蔓延最直接原因。
为形成安全资源学和更好地开发与利用安全资源,以安全本身作为一类重要资源的新视角,开展安全资源学的学科基础理论研究。站在科学学的高度和以交叉科学的视角,采用调查研究法、创新思维法、理论分析法、逻辑归纳法、预测法等研究方法,阐述安全资源和安全资源学的定义及内涵,安全资源的性质与分类,安全资源学的研究对象和内容、基本原理和研究方法,以及安全资源学的主要研究方向和展望等。结果表明:安全资源兼具有安全和资源的主要特性,安全资源的特性可分为社会特性和自身特性2大类,从不同的视角和层面,给出安全资源学8个方面的主要研究内容;从学科基础层凝炼出安全资源学的10条基本原理;根据交叉学科的关联性质,归纳出安全资源学的典型研究方法。研究结果形成了安全资源学的核心基础理论和雏形,对后续开展安全资源学的具体内容研究和加速形成一门独立的安全资源学新学科具有参考和引领作用。
为探析自主航行船舶(MASS)功能系统之间的失效机制,提升航行安全,将系统理论过程分析(STPA)方法与模糊认知图(FCM)方法相结合,构建MASS功能系统失效特征分析模型。通过STPA方法对功能系统的控制/反馈关系建模,确定27个控制关系与43个反馈关系,分析潜在的不安全控制行为(UCA)及其产生的关键致因,在此基础上,运用FCM方法构建各功能系统之间的交互关系,并反演出最终稳态下的相对失效概率。结果表明:最为核心的功能模块为电力系统、虚拟船长系统、动力定位系统、避碰系统,其稳定值占比分别为7.66%,7.62%,7.47%,7.14%,应优先确保其可靠性、稳定性和安全性。
为抑制锂离子电池模组的热失控传播,构建液氮(LN)对热失控的抑制试验系统,揭示在外部加热和过充条件下,LN对锂离子电池模组热失控传播的抑制作用。结果表明:外部加热条件下,热失控自紧贴加热板的电池向两侧传播,共6块热失控电池;同条件下,注氮后热失控电池温度降低超过100 ℃,峰值温度降低70 ℃以上,LN冷却效率为42.9%,有效利用率为4.1%,热失控剧烈程度降低,传播被阻断;改变加热板位置使LN不直接接触热失控电池时,LN的冷却效率为18.3%,有效利用率仅为2.1%,远低于接触组,且热失控电池回温至207 ℃,LN不能终止电池热失控进程,LN直接接触热失控电池时达到最佳抑制效果。过充条件下,电池模组内共7块热失控电池,峰值温度均超过345 ℃;注氮组无热失控电池,电池峰值温度为127.4 ℃,LN冷却效率为41.7%,在电池模组压降时注氮可防止热失控发生。
为探索建筑行业非正式群体安全氛围对建筑工人行为的影响,基于已有文献,结合人际关系理论和群体动力学理论,构建非正式群体安全氛围与建筑工人安全行为的影响机制模型。通过问卷回收和筛选,得到有效问卷465份,并采用结构方程模型(SEM)和Bootstrap法进行实证研究和假设检验。结果表明:非正式群体安全氛围显著正向影响建筑工人安全行为;非正式群体自发形成的行为规范以及建筑工人的个体行为意向在非正式群体安全氛围与建筑工人安全行为之间发挥显著中介作用。从结果来看,要想降低建筑行业事故率,对于在建筑行业中所形成的非正式群体因素不容忽视,且应该时刻关注建筑行业中的非正式群体行为规范,并积极引导非正式向正式靠拢,改变建筑工人个体不正确的行为意向,才能进一步减少建筑行业安全事故的发生。
为系统梳理国内外对民用飞机飞行控制系统故障分析的研究历程和现状,针对基于快速存取记录器(QAR)数据分析的飞行控制系统典型故障类型,首先,总结QAR数据预处理、特征提取等使用过程;然后,根据故障分析可达到的性能指标,提出4个故障研究阶段,分别为故障监测、故障识别、故障诊断和故障预测;最后,综合国内外研究进度与深度,得出飞行控制系统典型故障类型,包括方向舵液压泄漏、升降舵指示不一致、襟翼动作耗时等,建模常用QAR数据项包括飞机主舵面位置、飞行姿态、飞机性能、左右襟翼角度、襟翼位置等,计算方法包括物理模型、多变量统计、逻辑推理、机器学习等。结果表明:系统分析方向舵、升降舵、襟翼等子系统最新研究进展,发现在故障类型、参数选择和计算方法的改进等方面取得了一定的成果,故障研究阶段基本处于故障诊断或非实时预测水平,但仍需加强面向安全保障与实际维修方面的需求,以实现故障实时预测技术。
为了全面分析图像型火灾识别技术的发展趋势和研究动态,更准确地为火灾探测领域科研工作提供研究方向,运用Web of Science已有文献数据和科学知识图谱软件以及Python-matplotlib库,定量分析国际火灾图像研究的发文时间、发文作者、发文机构、高被引文献等特征,从主题、关键词、摘要入手分析当前研究热点与前沿趋势动态。结果表明:国际火灾图像识别研究成果数量整体上呈现出波浪式上升趋势;欧美国家在火灾图像识别领域的研究较为深入,而中国在该领域研究起步较晚;J Comp Neurol、Remote Sens Environ、Fire Safety J、J Geophys Res-Atmos为代表期刊形成共被引期刊合作网络;研究热点主要表现在火灾图像识别的深度学习模型、森林火灾图像及火灾影响、火灾遥感图像识别算法3个方面;研究前沿主要表现在基于深度学习的火灾烟雾探测,火烧迹地的森林植被覆盖与流失,煤矿、工业热源、电动汽车的火灾探测,阻燃性4个方面。
为探究动物意象在风险隐喻中的认知建构机制与作用路径,挖掘动物意象与风险类型之间的关联属性。从认知科学视域,解析动物意象中蕴含的风险属性内涵;分别从风险隐喻认知建构、认知过程和认知思维3个方面解析动物意象的认知机制;并从作用效能和传播路径2个方面探究风险隐喻的作用效能。结果表明:风险隐喻借助动物意象来表征不同类型风险的存在差异,通过由动物空间形象到动物图式意象的结构转换,传达风险事件的概念结构。风险隐喻作为风险知识传播的重要媒介,其传播过程是文化场、知识场和实践场三者相互作用的结果;个体按照“技能-规则-知识”架构理解和接受风险隐喻信息,其行为、态度朝着预期目标改变,以实现风险隐喻的预期效果,拓展风险认知和风险沟通的手段。
为实现水电工程施工安全事故报告中致因的智能挖掘,首先,利用Jieba库分词处理 1 206 条事故分析报告,提出事故分析文本词频-逆文档频率(TF-IDF)关键词处理算法,确定词频权重并构建事故文本词向量;然后,基于TF-IDF特征,训练无监督隐含狄利克雷分布(LDA)主题模型,提取事故主题及主题词;最后,对主题词进行社会网络分析,揭示事故要素间的潜在关系,智能输出水电工程施工安全事故成因。结果表明:LDA主题模型能快速挖掘出大量有效事故数据信息,并计算出安全意识、事故隐患、违章行为等5个事故主题。致因自动分析结果显示,违规违章操作、未掌握安全操作技术、材料设备问题、违反施工程序、作业环境条件不良是导致水电工程施工安全事故的最主要原因。加强施工人员的行为监管,提高事故主要致因的预防能力,有助于提升水电工程施工安全管控水平。
为解决建筑施工现场高处作业中安全管理人员巡检工作时存在的危险性高、效率低、识别场景复杂等问题,利用卷积神经网络(CNN)技术,提出一种高处临边安全防护装备的巡检方法,该方法结合计算机视觉,检测高处临边人员安全帽、安全带等安全防护装备的佩戴情况以及防护网是否破损;同时在YOLOv5算法基础上修改注意力模型,并开发轻量化检测软件。结果表明:轻量化后,模型尺寸降低到1.9 MB,相较于修改前减小86.8%。在图形处理器(GPU)运行环境下单帧图片检测时间优化到40 ~50 ms,相较于修改前减少65%~80%,大幅提高检测速度。
为探索机械制造企业安全生产标准化评定绩效与工伤事故发生率的关系,首先,提出机械制造企业安全生产标准化评定绩效、基础管理考评绩效、基础设施安全条件考评绩效以及安全管理人员数量4个因素,与工伤事故发生率之间的假设关系;然后,以实地调研的江苏省一自然年中所有申报安全生产二级标准化的机械制造业企业为样本,采用线性回归计量方法,进行数据分析与假设检验。研究结果表明:机械制造企业安全生产标准化评定绩效、基础管理考评绩效、基础设施安全条件考评绩效以及安全管理人员数量与工伤事故发生率之间均存在显著负相关。其中,安全生产标准化评定绩效、安全管理人员数量、基础设施安全条件考评绩效与工伤率之间存在中等强度的负相关;而基础管理评定绩效与工伤率之间存在一般强度负相关。
为提高高海拔铁路工程施工人员不安全行为评估的稳定性和精确性,从安全生理、安全心理、安全管理、安全环境、安全能力5个方面,编制高海拔铁路施工人员不安全行为心理测量量表,并针对西成铁路甘青隧道项目施工人员进行实测;利用粗糙集理论对量表测量结果进行属性约简、数据挖掘和重要度计算;构建施工人员不安全行为水平评估体系,利用软件Matlab正向云发生器绘制不安全行为水平综合评价云图,直观表达评估结果。结果表明:利用该评估体系获得的不安全行为评估结果与现场实际一致,该评估体系能够实时监控高海拔地区施工人员的不安全行为,有利于提高施工人员的安全行为水平。
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