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。
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。
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。
为有效提升分析和处理煤矿事故文本的效率,融合自然语言处理(NLP)技术与事故致因模型,构建一个自动化的事故原因分类框架。首先以事故致因“2-4”模型(24Model)为事故分类依据,分析87份煤矿事故调查报告,得到煤矿事故原因分类框架,构建每类事故原因的语料库;然后利用NLP技术分别处理语料库中各类原因文本,将其用于训练fastText模型,自动识别事故原因文本并分类;最后对比分析fastText模型与TextCNN等其他3种经典模型的分类效果。结果表明:共得到21类事故原因和6 684条训练语料,训练后的fastText模型对煤矿事故原因分类的识别正确率能够达到98.92%,综合性能优于其他3种分类模型。基于24Model和NLP技术开发的事故文本挖掘系统,能够快速分析处理事故文本信息,进一步细化事故调查报告中的原因,便于进行事故案例学习和统计分析。
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。
为解决驾驶行为风险评估方法存在事件危险程度度量缺失及个体行为习惯考虑不足的问题,采集15位被试的自然驾驶试验数据,通过配对T检验和具有噪声的基于密度的聚类方法(DBSCAN),聚类得到行车安全事件中指标偏离正常状态的显著程度和驾驶人风险倾向性等级;选取指标量化单次行车安全事件严重程度,修正驾驶风险权重,构建考虑行车事件严重程度和个体差异的驾驶行为风险评估方法;开展实例分析,使用车头时距(TH)验证模型的有效性。研究结果表明:速度标准差、速度极差、加速度均值和最大值对于驾驶风险评估的重要度较高;使用优化后的评估方法得到的驾驶行为风险评分范围为[21,42.6],均值为32.93,标准差6.62,相较于传统评分方法,该风险评分与实际情况更为接近;采用上述指标评价综合驾驶行为风险,有助于提升驾驶风险辨识准确性。
为探究组织和人的因素对发动机空中停车事件的影响及其演化情况,评估航空公司空停事件的风险水平,基于动态贝叶斯网络(DBN),构建一种适用于民航空停的风险评估模型。首先,运用主动与被动相结合的方式,识别影响发动机发生空停事件的组织和人的因素;其次,利用毕达哥拉斯模糊和决策试验与评估实验室(DEMATEL)方法,探究各个风险因素之间的因果关系;然后,基于得到的风险因素因果关系构建民航空停DBN,依据统计分析和专家经验确定民航空停的DBN参数,通过GeNle概率推理,进一步得出空停事件发生的概率;最后,以S航空公司的CFM56-5B发动机为例,评估民航空停事件安全风险。结果表明:2020—2021年,S航空公司的CFM56-5B发动机发生空停事件的概率分别为1.260×10-6、1.352×10-6;导致民航空停事件安全风险变化的主要原因是资源投入减少导致教育培训效果降低进而影响作风意识和合作沟通。
为客观评估城市应急准备能力,解决以往存在的数据采集规范性不足、评估方法主观性强等问题,开展评估指标体系构建及应用研究。首先,基于突发事件应对法的规定、安全发展城市建设要求和省市“十四五”应急体系建设规划内容,吸收联合国减灾署城市抗灾能力记分卡经验做法,建立评估指标池;然后,根据36个地区应急准备能力现状调研成果的统计分析,构建应对自然灾害和事故灾难的2层级、6项一级指标、38项二级指标的评估体系和分级基准;最后,以A市为例,验证评估模型的科学性和有效性。研究结果表明:构建的“6-38”评估体系对江苏省城市应急准备能力定量表征率超过80%;对A市的评估结果与A市实际情况较为符合,能客观反映出应急准备能力的整体水平,说明模型具有一定的可行性和有效性。
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。
为改善当前能源发展困局,从国际能源发展环境的时代主题出发,梳理国外能源发展与安全的典型模式和新时代中国能源发展与安全的范式;研判未来战略导向,探索当下能源发展策略。结果表明:能源生产和消费不平衡决定我国能源发展面临着对外依存度高、清洁程度低、安全风险大、科技创新能力弱以及缺少国际能源主导与话语权等挑战。从中长远发展战略看,应该以能源转型,突破能源封锁、实现能源独立为战略导向,优化能源供给结构,加强国际能源互联互通,提升国际能源话语权;以新能源革命为重要举措,依靠洁煤、稳油、增气等举措,大力发展新能源战略,加快能源创新驱动,寻求能源独立。
为探究建筑施工人员安全能力的作用机制和关键影响因素,以社会资本和行为动机理论为依据,建立基于组织网络和个体行为的多指标数据集;借鉴成熟量表构建安全能力指标体系,通过问卷调查向中国境内若干建筑工程项目的457名施工人员获取数据;采用基于熵权法与变异系数法的多指标综合评价法进行指标权重计算和筛选;采用梯度提升决策树(GBDT)等5种机器学习方法分别建立回归预测模型,利用网格搜索法进行超参数优化,以提升模型的预测能力。结果表明:集成学习方法优于传统机器学习方法,GBDT算法在所有方法中拟合性能最佳;权重优化后的数据集可在一定程度上提升模型的预测精度;施工人员的安全参与行为和组织中社会资本的结构与认知维度对其安全能力影响较大;此外,个体特征中的工作年限和教育水平也与安全能力存在一定相关性。
为探讨非正式群体凝聚力对矿工不安全行为的作用机制,引入安全心理资本与安全内驱力,构建链式中介模型。首先基于文献述评提出4种假设,采用非正式群体凝聚力、安全心理资本、安全内驱力和不安全行为4种量表制成结构化问卷;然后筛选保留516份有效矿工样本,并定量研究;最后通过样本数据分析和检验验证链式中介模型。研究结果表明:非正式群体凝聚力可直接负向影响矿工不安全行为;通过安全心理资本和安全内驱力的独立中介及链式中介作用,间接影响矿工不安全行为。因此,增强非正式群体凝聚力,提高个体的安全心理资本和安全内驱力,能够有效降低矿工不安全行为的频率,预防事故的发生。
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。
为有效厘清区块链技术在应急管理中的研究现状,采用系统文献综述(SLR)与系统评价和元分析的首选报告项目审查方法,综合分析从Web of Science和中国知网期刊数据库中确定的与主题相关的58项研究;总结区块链技术在应急管理中应用所面临的挑战,并从健全法律和制度体系、加速推进区块链核心技术突破、加强专业化人才队伍建设、实现区块链与其他技术的集成与协同4个方面,展望学术界未来关注的潜在主题。结果表明:区块链技术在应急管理中的应用处于初期的蓬勃发展阶段。当前研究主要围绕数据管理(40.3%),效率提升(40.3%)和概念发展(19.4%)3类主题开展,这3个主题可细化为8个次主题。区块链技术在应急管理中的应用呈现出:技术功能改进的需求,应急数据高效管理的需求,应急数据安全性、完整性和数据共享效率的需求。
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。
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