为提高高等院校应急技术与管理专业人才培养质量,解决专业化应急人才短缺问题,在现实需求、国家政策及学科特征等因素的推动下,对国内外相关专业文献追踪基础上,从招生、培养及就业、课程体系、专业实验室及实训基地建设、教学科研、匹配教材、师资队伍6个方面综合考虑,提出一体化—分流教育人才培养模式,并从专业建设突破口、专业基础理论研究、专业学习双轨道、应急科学战略前沿课题4个方面,对应急技术与管理专业未来发展提出展望。结果表明:当前,我国应急技术与管理专业属于新兴专业,在培养懂技术、会管理、能指挥的人才队伍方面存在诸多挑战;通过撬动专业的招生、培养及就业一体化通道,考虑一个专业平台,设置应急工程技术、应急组织管理2个专业方向进行教学,有助于整合师资力量、完善专业人才培养模式及拓宽专业现实需求。
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。
为提高建筑工程安全管理水平,分析世界范围建筑工程安全事故特征,探究典型的国家制度安排,总结学术研究的成果和不足。结果表明:世界范围的建筑工程安全事故的整体趋势是从事故数量较多但致死率较低,转变为事故数量较少但致死率较高;我国事故数量和致死率呈现先上升后下降的趋势,并维持在较低水平。美国更关注制度底层(企业及市场)的安全管理,中国和越南更重视制度的顶层(律法与组织)设计,新加坡则对二者均有严格把控。学术研究在确定安全评价指标体系,探究事故发生和应对机制,测算安全管理投入,分析安全氛围作用机制等4个方面,取得丰硕成果。
为测量个体的风险态度,减少不安全行为,修订中文版风险态度量表,讨论在我国文化下该量表的结构;发放250份风险态度调查问卷,回收有效问卷220份,运用SPSS软件分析回收的问卷,并检验其信度和效度。结果表明:修订后的风险态度量表由主动接受风险的态度、趋近接受风险的态度、规避风险的态度、拒绝风险的态度4个因子组成,共32个条目,累计贡献率为75.43%;该量表的Cronbach's α系数为0.796,具有较好的信度;量表的卡方自由度比(CMIN/df)为1.832,增值拟合指数(IFI)为0.905,相对拟合优度指数(CFI)为0.904,均方根残差(RMR)为0.038,近似误差均方根(RMSEA)为0.049,量表结构效度较好;经过专家和相关学者的非结构化访谈,修改和删除部分条目,量表内容效度较好。
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。
为有效开展安全科学与工程学科(简称安全学科)课程思政建设,推进学科知识传授、价值塑造与能力培养的有机统一,研究安全学科课程思政内涵及育人模式。首先,辨析安全学科课程思政含义与特殊性;然后,提出安全学科“两线一格”课程思政育人模式构想;最后,以中国矿业大学(北京)安全学科为例,开展“两线一格”课程思政育人模式实践。结果表明:安全学科课程思政可理解为在安全学科课程教学中渗透思想政治教育,以实现安全学科知识体系教育与思想政治教育的有机统一;安全学科知识线与思政育人逻辑线(“两线”)是构建安全学科课程思政育人模式的重要支撑,人才培养目标、育人策略、育人效果评价与优化是打造安全学科思政育人格局(“一格”)的基本内容;通过应用“两线一格”育人模式,可满足安全学科徳学育人需求,提升人才培养质量。
为深入探究建筑工人工作压力和职业倦怠对不安全行为的作用关系,首先,基于建筑工人工作特点和文献调研,选取个体安全认知和班组安全氛围作为中介变量;然后,引入心理韧性、心理脱离和心理资本作为调节变量,建立工作压力、职业倦怠对建筑工人不安全行为的影响假设模型;借鉴成熟的心理量表进行问卷调研,运用SPSS26.0和AMOS24.0进行信效度分析,建立结构方程模型(SEM)并验证研究假设,同时,采用Mplus8.0对心理调节变量的调节效应进行建模分析。研究结果表明:工作压力、职业倦怠对建筑工人不安全行为具有显著促进作用,且工作压力与职业倦怠正相关;个体的安全认知和班组的安全氛围在工作压力-不安全行为和职业倦怠-不安全行为间均具有显著的中介效应;心理韧性在工作压力与不安全行为间具有显著负向调节关系,心理脱离在职业倦怠与不安全行为间具有显著负向调节关系,心理资本在工作压力与职业倦怠间具有显著负向调节关系,即心理调节可以使工人的不安全行为得到有效控制。建议施工企业应结合心理调节措施,通过缓解工作压力、降低职业倦怠、提高个体安全认知、改善班组安全氛围等途径预防工人产生不安全行为。
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。
为促进安全文化建设,减少事故发生,分析新形势变化,并结合重载铁路特点,探究重载铁路的安全文化建设模式。分析“十四五”时期安全生产工作面临的挑战,明确重载铁路安全文化建设存在的主要问题,提出重载铁路安全文化建设“八大原则”;根据安全文化示范企业的5个共性特质,建立基于明确的安全理念、有效的安全教育培训、完善的安全管理制度、全员参与安全、良好的安全行为的重载铁路安全文化建设模式。结果表明:提出的重载铁路“八大原则”和安全文化建设模式,有助于提升铁路安全管理水平,并为安全文化建设工作提供借鉴。
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。
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