在统筹高质量发展和高水平安全战略视角下,为实现新质生产力安全发展一体化,开展新质生产力安全发展的内涵、基本特征及能力研究。首先,根据新质生产力安全发展三角形模型,结合具体案例阐释新质生产力安全发展的内涵;其次,采用系统工程的方法,构建新质生产力安全发展三维结构模型,分析新质生产力安全发展的基本特征;最后,提出新质生产力安全发展的能力建设内容。结果表明: 新质生产力安全发展应聚焦科技安全、信息数据安全和新型安全领域风险管理,具有基础性、全局性、动态性、复杂性和广泛性5个基本特征,其中,基础性体现在时间维,全局性、动态性、复杂性体现在逻辑维,广泛性体现在知识维。与三维结构模型对应,推进新质生产力安全发展应提高战略能力、领导能力、协同能力、风险管理能力、理论创新能力。
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。
为降低事故数、事故伤亡人数和增强控制事故危害等级能力,用统计分析法,从时间、地区、生产阶段、事故类型、事故原因等要素,综合分析2000—2023年发生的41起化工重特大安全生产事故。结果表明:事故数量在2007—2019年呈现波动上升趋势,每年7、8月是事故高发期;华东地区的重特大化工事故数占全国的52.2%,其中,山东省共12起事故,占总数的57.1%。企业正式生产阶段所发生的事故比例最高,占总数的53.6%,主要事故类型为容器爆炸事故。事故存在多米诺效应,特大多米诺事故和重大多米诺事故分别占全事故的14.63%和39.02%,重特大事故中存在多米诺效应的事故均多于不存在多米诺效应的事故,共占比53.65%,其中,特大多米诺的事故伤亡量占全事故伤亡量的40.1%。事故统计中最多的原因是违规生产,占总数的49.3%,所造成的事故存在多米诺效应的事故有66.6%。针对上事故分析反应问题,从企业、设备和员工3个角度提出以健全管理体系为主的建议措施。
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。
为明确公共场所行人异常行为识别理论与技术研究进展,首先,借助中国知网(CNKI)和Web版引文数据库(WOS),给出公共场所行人异常行为广义定义与泛在特征,将常见异常行为划分为危害行为、不合群行为和违规行为3类;其次,从数据和技术基础视域,将现有异常行为识别方法划分为人工设计法、人体骨架法、红绿蓝(RGB)图像法和可穿戴传感器法4类;然后,梳理国内外主流人群异常行为数据集,分析相关算法在数据集上的性能表现;最后,从可用数据集和数据融合检测等方面总结现有研究方法局限性,给出未来研究方向与优化建议。研究结果表明:4类异常行为识别方法各有其优缺点;异常行为识别领域缺乏行为种类丰富、定义清晰、高质量的人群异常行为数据集;未来研究应聚焦稳健性强、准确率高的异常行为识别方法、模型及算法;探索多维数据融合互补检测方法,提升异常行为识别理论成果的应用场景的自洽性和自适应性,提高公共场所人群安全治理水平。
为探究岩性与断面形状对深部硬岩隧洞板裂失稳特性的影响,开展板裂失稳室内真三轴试验。首先,选择以大理岩和花岗岩为主的2种硬岩试样以及高边墙城门洞形和曲墙拱形2种实际应用中的典型断面形状试样;然后,从板裂失稳形态、剥落岩板(片)特征及板裂特征应力3方面入手,对比分析不同岩性与断面形状影响下的不同破坏特征;最后,利用数值模拟探究围岩板裂裂纹发育扩展过程中相应的位移及应力分布特征,进一步揭示深部硬岩隧洞的板裂失稳特性。结果表明:试验过程中,对于板裂失稳形态,与花岗岩相比,大理岩试样岩板剥落及张开破坏现象更为显著;与高边墙城门洞形相比,曲墙拱形试样板裂破坏涉及的断面轮廓范围更小。对于剥落岩板(片)特征,不同岩性产生不同的剥落岩板形态;与高边墙城门洞形相比,曲墙拱形试样对应的近外层剥落岩板更趋细长。对于板裂特征应力,与大理岩相比,花岗岩试样在板裂开始时的应力门槛值更高,板裂失稳演化进程更快;与曲墙拱形相比,高边墙城门洞形试样从开始出现板裂直至发生明显板裂破坏的特征应力均更高。数值模拟中的位移较大区域集中在孔洞侧壁处,距离侧壁越远,位移相对越小;切向应力集中是导致板裂发生的主要原因。
为实现事故风险的精准治理目标,采用基于行动者网络理论的过程追踪法与案例比较分析相结合的研究方法,开展事故风险治理历程中的弱预防性生成机制研究。首先,明晰分析事故风险演化历程的技术性环境,即前置性语境、结构性场景、发展性情境,以及基于透镜模型与时间-空间-结构维度的分析逻辑,为事故风险生产过程的完整性分析提供研究基础;其次,基于不同类型的行动者与风险互动过程追踪的案例对比分析,完整性呈现核心行动者房主和暴雨在事故/灾害风险治理与事故/灾害生成过程中的角色变化图景;最后,总结基于不同类型的行动者与风险互动过程追踪的案例对比分析与反思,提出事故风险治理历程中的弱预防性的本质与生成机制。结果表明:人类行动者与非人行动者之间的混合性互动能够持续激活系统中新行动者、新交叉性与新脆弱性的突生及互构进程,进而造成事故风险生产环境与风险结构的非稳态演化,从而导致事故风险治理历程中的弱预防性干预失灵与反复生成。
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。
为揭示近年来我国煤矿事故特征,有针对性地提出事故防范对策建议,首先,收集整理2013—2023年全国重特大煤矿事故,分析事故发生的年份、类型、月份、省份和原因等方面;其次,以内蒙古新井煤业“2·22”特别重大坍塌事故为例,基于“2-4”模型(24Model)分析导致事故发生的原因;最后,结合以上分析和研究结果提出符合我国现阶段煤矿安全生产形势的事故预防对策与建议。结果表明:煤矿重特大事故发生起数和死亡人数呈整体下降趋势,且进入“十二五”规划以来,我国煤矿安全生产水平明显提高;瓦斯事故仍是我国煤矿主要事故,占事故总起数的51%;每年第4季度是煤矿事故高发期,占事故总起数的30.43%;受地质条件和赋存情况影响,煤炭主要产区发生事故较多;人的不安全行为导致的事故占比高达74%;当个体层面和组织层面存在隐患且双重预防措施不到位时,易发生事故;从安全监管、科技兴安、队伍建设、安全文化等4个维度提出降低煤矿安全事故的对策建议。
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。
为保障多旋翼无人机(UAV)在低空空域的飞行安全,提出一种UAV低空飞行冲突探测模型和冲突解脱策略。首先,根据UAV当前的广播式自动相关监视(ADS-B)数据,使用基于交互式多模型容积卡尔曼滤波算法(IMM-CKF)预测下一阶段的航迹,筛选出潜在的冲突对象;其次,根据飞行保护区的特点,构建双机的轴对齐包围盒(AABB);然后,使用三维碰撞检测模型判断双机是否发生冲突,提出同向同角度(SOSA)飞行冲突解脱策略;最后,构造4种常见的冲突场景,利用所提算法检测飞行冲突,分情况采用SOSA组合解脱策略和传统解脱策略(如调高法、调向法、调速法)解脱飞行冲突。结果表明:采用基于AABB包围盒的飞行冲突检测方法可在0.02 s内快速检测冲突,采用SOSA组合解脱策略较传统解脱策略可以将绕飞增加距离减小至小于直飞距离的5%。该冲突探测方法实时性较强,解脱策略操作复杂度较低,且在冲突解脱过程中支付距离花费较小。
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。
为提高我国灾害事故应急救援能力,借鉴军事作战理念,构建应急救援数字化战场体系,结合应急救援战术互联网、现场数字化全息感知、态势推演与智能辅助决策、可视化指挥与协同作战等数字化救援技术的实战应用能力,建立天空地一体化应急通信保障体系和情指行一体化应急指挥作战体系,并在应急使命演习中验证实战效能,破解复杂灾害现场应急救援工作中存在的通信保障难、情报决策难、态势研判难、指挥调度难、作战协同难等实战难题,实现科学、高效、精准救援。研究结果表明:应急救援数字化战场体系建设打造单兵数字化、战场网络化、指挥可视化、救援智慧化的新型应急救援模式,系列化技术装备和系统平台投入实战应用,有助于提升我国灾害事故救援通信保障、现场感知、辅助决策和指挥调度能力。
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。
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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