中国安全科学学报

《学报》征集审稿专家

2012, 22(5): .

摘要 ( 115 )

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企业火灾疏散人员行为及心理特征研究

杨立兵，王亮，陈建宏，熊立春

2012, 22(5): 3.

摘要 ( 156 )

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为研究生产经营企业火灾情况下人员疏散行为及心理特征,从环境因素、管理因素、人的因素3方面,现场调研182名员工.通过系统聚类分析,获得4个典型因素.根据卡方检验,建立疏散影响因素列联表.从不同企业、性别、年龄、文化程度4方面,分析火灾中个体疏散行为及心理特征.结果表明:火灾中人员的逃生意愿跟学历背景有明显关系,学历越高自我逃生的意愿越强.定期应急演练及日常安全学习,能够促进人员安全疏散.在帮助他人、逃离现场、采取控制措施等方面,女性与男性有明显区别.企业应在日常应急管理中,关注不同学历、性别人员的教育培训,以及应急器材使用和事故控制措施的演练,以提高员工应对火灾事故的能力和信心.

基于约束熵的复杂系统重要节点崩溃控制研究

汪送，王瑛，冯建伟，杜纯，陈盖凯

2012, 22(5): 10.

摘要 ( 168 )

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为有效控制复杂系统崩溃,提出一种基于约束熵的复杂系统重要节点崩溃控制方法.通过概述现有事故致因理论及模型,建立分析复杂系统安全事故致因的“认知-约束”模型.针对复杂系统节点众多,关联复杂的本质,指出为预防安全事故,必须在强化安全认知能力的基础上对重要节点进行约束控制.在提取节点重要度评估参数后,设计一种改进的复杂系统节点重要度评估算法.最后,引入约束熵概念,构建抑制复杂系统重要节点崩溃的约束熵度量模型.研究结果表明,存在可量化的用于控制复杂系统崩溃的手段；预防安全事故的关键是将适量的约束熵“引入”重要节点.

基于差异进化算法的爆破震速参数识别与优化

王洪德，崔铁军，马云东

2012, 22(5): 17.

摘要 ( 160 )

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爆破震动衰减特性研究通常采用经典的萨道夫斯基公式实现.如何根据不同爆破条件合理选择公式中的场地系数K和衰减指数α是确定爆破控制参数的关键.实际工程分析中,通常采用可监测参数反演识别方法获取K和α值.以大连地铁2号线201标段接收井横通道爆破作业为背景,基于差异进化(DE)算法中缩放因子F和交叉概率Cr贡献值的合理选择,研究萨道夫斯基公式K和α的反演问题.首先,通过对算法中F和Cr不同取值对萨道夫斯基公式计算结果的影响分析,得到各向震速条件下收敛最小的F和Cr值；然后,根据F和Cr取值反演K和α参数.工程实践表明,基于DE算法反演识别得到的K和α值代入萨道夫斯基公式,计算得到的垂向、纬向、经向速度及合速度与实测速度变化趋势一致,并处在合理误差范围之内.

矿工故意违章行为影响因素系统动力学仿真研究

李乃文，孙梦娇，梁凯

2012, 22(5): 24.

摘要 ( 165 )

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为进一步探析矿工故意违章行为演化规律,在分析矿工故意违章行为影响因素基础上,基于系统动力学(SD)原理,构建矿工故意违章行为影响因素系统模型.运用Vensim软件仿真分析各因素对故意违章行为的动态影响,实现故意违章行为演化过程的动态模拟仿真.结果表明:工作倦怠和故意违章示范对矿工故意违章行为具有促进作用,安全领导和安全氛围对其具有抑制作用；各影响因素对矿工故意违章行为的作用在力度、起效时间和效用存续期方面均存在差异；在4个因素交互作用下,故意违章行为演化过程呈现出阶段性规律.

一种改进的事故再现蒙特卡罗优化算法

陈强，赵航，姚春德，邹铁方

2012, 22(5): 31.

摘要 ( 161 )

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为使事故再现结果更符合实际情况,对事故再现中的计算过程进行优化.基于蒙特卡罗方法和随机加权方法,提出一种改进的事故再现蒙特卡罗优化算法.该算法以二维碰撞模型和车辆轨迹模型为计算模型,选择碰撞点位置、碰撞前速度、法向恢复系数为优化参数,以实际车辆碰撞后运动轨迹离差最小为优化目标.分别用所提出的改进算法和Pc-Crash中的优化方法对一算例进行优化.结果表明,改进算法在准确度和稳定性等方面优于Pc-Crash中的方法.利用改进的事故再现蒙特卡罗优化算法,不仅能获得最优的事故再现结果,还能获得再现结果落在任意区间的概率.

极限平衡区顶煤自燃三维非均质动态数值模拟

张春，题正义，李宗翔

2012, 22(5): 37.

摘要 ( 119 )

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为探究极限平衡区内顶煤自燃规律,利用Fluent软件对顶煤自燃进行数值模拟研究.通过对顶煤移动变形及自燃特点的分析,确定顶煤自燃过程的模拟为三维非均质动态模拟,并建立数学模型,给出相关参数及边界条件的确定方法.以恒大矿某工作面为例,对其顶煤的自燃过程进行数值模拟,并分析工作面风量及煤体耗氧速度与自然发火期之间的关系.结果表明:对计算区域进行模拟所得到的速度场、氧浓度场及温度场与现场观测结果及理论结果比较吻合；工作面风量对煤体自然发火期影响较小,而对高温区域中心点位置影响较大；煤体耗氧速率与自然发火期近似成负指数函数关系.

磷酸活性炭自燃过程反应动力学研究

张宏哲

2012, 22(5): 44.

摘要 ( 174 )

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为研究磷酸活性炭的自燃危险性,以自制的磷酸活性炭(活化温度为300,500和700℃)为考察对象,利用同步热分析仪(STA)对活性炭氧化放热动力学进行试验研究.根据在2,5,10和20℃/min等4种不同升温速率下得到的活性炭DSC/TG曲线,结合Friedman-Reich-Levi动力学方法对反应过程中可能存在的反应机理进行初步判断.研究表明,随着活化温度的升高,活性炭的起始放热温度和最大放热温度随之升高；活性炭整个氧化反应过程中,活化能随着转化率的改变呈现一定规律性变化；碳氧化学反应和气体扩散共同影响活性炭氧化过程,且在不同阶段对氧化的贡献不同.

Ca2+对煤中含氮活性基团阻化效应研究

王雪峰，王继仁，邓存宝，邓汉忠，高飞

2012, 22(5): 50.

摘要 ( 106 )

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为揭示CaCl2抑制煤炭自燃发生的机理,提高阻化效果,采用Gaussian03软件包,对Ca2+与煤中含N活性基团形成的配位体的结构及分子前沿轨道、稳定化能、自然键轨道和净电荷布居、电荷转移进行系统研究.结果表明,Ca2+能够与煤中含N活性基团形成二配体、三配体及四配体配合物,形成四配体的稳定化能与前沿轨道能级能隙差较大,说明四配体配合物最为稳定,而且形成配合物后,煤含N活性结构中的-NH2基团对前沿轨道的贡献大大减少,同时轨道能级大幅增加,增加了煤活性结构的稳定性,提高了煤活性结构的抗氧化性.

可燃气体燃爆特性综合试验装置构建与甲烷试验

黄勇，王凯全，邵辉，乐林

2012, 22(5): 56.

摘要 ( 192 )

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为研究半开敞空间内可燃气体爆炸过程,设计带有泄压面的气体爆炸室,并在此基础上构建一套可燃气体燃爆特性综合试验装置.运用该试验装置,研究预混塔内甲烷气体分层现象以及甲烷爆炸浓度与最小点火能之间的变化规律.甲烷分层试验结果表明:静置一段时间后,预混塔中甲烷浓度随高度的增加而增大.最小点火能试验结果显示,当甲烷的试验爆炸体积分数在10％～13％时,其浓度与点火能之间呈现比较平缓的变化关系,而当其体积分数小于10％或大于13％时,浓度稍微变化,其点火能将发生明显变化.

基于场、网模拟的地铁隧道火灾控风模式分析

王滨滨

2012, 22(5): 62.

摘要 ( 169 )

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为全面定量分析地铁火灾情况下人员疏散过程,基于网模拟和场模拟对地铁火灾环境的适应性,分析列车着火并滞留在隧道的不同控风方案的可行性,以天津1号线下瓦房站至南楼站之间的隧道为例,用网模拟技术模拟出隧道内风流状态,为场维模拟提供边界条件.以网模拟得出的火源相邻分支风速2 m/s为边界条件进行场模拟,得出的结果表明,列车车头着火并滞留在隧道中,人员在6 min的安全疏散时间内,从着火隧道经联络通道向相邻隧道疏散的情况下,着火隧道推拉式排烟,相邻隧道对送风为可行通风模式.

抗水树交联电缆运行安全性研究

田丰，倪艳荣，乔月纯，卢宇

2012, 22(5): 69.

摘要 ( 147 )

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为降低水树在中、高压电缆运行过程中的生长速度,将乙烯丙烯酸(EAA)共聚物、二亚苄基山梨糖醇(DBS)助剂加入交联聚乙烯(XLPE)基料中合成新型电缆绝缘料配方.在160℃进行混合、压片使之完成交联反应后,采用水树培养、电加速电老化试验研究添加剂含量对水树枝长度的影响.试验结果表明,在200倍偏光显微镜下可明显观察到改性后的电缆绝缘料中水树枝长度在一定范围内随着EAA及DBS含量的增加而减小,EAA及DBS在绝缘料中最佳的混合份数分别为1.5份和0.6份,抗水树交联电缆运行安全得到有效提高.

基于尺寸效应的采空区危险度RS-TOPSIS法辨识

胡建华，尚俊龙，陈宜楷，甯瑜琳，周科平

2012, 22(5): 73.

摘要 ( 159 )

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为准确预测地下采空区危险性,选用采空区结构的跨度、暴露面积、高度、埋深、矿柱尺寸布置等5个采空区危险度结构尺寸影响因素作为评价指标,建立采空区危险度粗糙集-逼近理想解排序法(RS-TOPSIS)综合评价体系.基于粗糙集理论(RS)中的粗糙依赖度,通过计算评价指标与评价等级间的粗糙依赖度得到指标权重.以40个采空区探测系统(CMS)实测采空区作为评价对象,根据单指标分类区间下限构造5个不同等级的典型采空区,结合逼近理想解的排序法(IOPSIS),实现采空区危险度5级贴近度的分类,并辨识实测采空区危险度.研究结果表明,用为采空区群矿山建立的采空区危险度基于结构尺寸效应的RS-TOPSIS法,能够实现危险度5级分类辨识,辨识结果与采空区危险度数值分析结果吻合度为92.5％.

基于响应面法和强度折减法的边坡可靠性计算研究

周罕，曹平，张科

2012, 22(5): 79.

摘要 ( 144 )

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针对边坡安全系数是隐式函数的特点,提出将有限差分强度折减法和响应面法(RSM)相结合,分析边坡可靠性的方法.采用安全系数、破坏概率及对应的临界滑动面等,作为综合评价边坡稳定性的指标.算例验证表明,笔者提出的计算方法所得结果与其他方法比较接近,且更能反映边坡真实的工作状态.对某钢铁基地工程的昔格达组地层边坡,采用新的计算方法进行可靠度分析,对比研究确定性破坏模式和概率破坏模式中剪应变增量和破坏区的分布.研究结果表明,均值强度较高的边坡岩土体,如果变异系数较大,便仍处于较高风险水平,虽然边坡整体的安全系数满足工程要求；均值安全系数和最小可靠度指标对应的破坏模式也是有差别的.

基于系统动力学的安全生产监管有效性研究

沈斌

2012, 22(5): 85.

摘要 ( 141 )

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为改善我国安全生产监管的效果,研究引入激励性监管措施后的安全生产监管效果.运用系统动力学(SD)建模方法,对比单用约束性监管措施的效果与综合运用约束性监管措施和激励性监管措施的效果.研究结果表明:单独使用约束性监管措施时,提高检查罚金和事故赔偿额,会使企业净收益、政府与企业的净收益总和增加.然而,综合使用约束性监管措施和激励性监管措施时,企业的净收益额增加,政府的净收益额减少,而企业与政府的净收益总额变化不大,但结合对事故负外部性的考虑,通常会使社会福利额外提高.

城市地铁网络系统运行脆弱性分析

袁竞峰，李启明，贾若愚，王志如

2012, 22(5): 92.

摘要 ( 127 )

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为提高城市地铁网络系统(UMNS)运行的抗风险能力,降低事故造成的经济、社会损失,对UMNS运行脆弱性进行研究.通过对UMNS的特点和事故案例统计分析,将UMNS的运行脆弱性分解为物理、结构和社会功能3类脆弱性,解析UMNS运行脆弱性在事故发生过程中的作用,定义UMNS的运行脆弱性为UMNS在运行阶段抵御来自系统故障、人为失误、社会干扰的能力中的缺陷.通过案例分析,解释运行脆弱性的发生机理,提出降低UMNS运行脆弱性的相关建议.研究表明:UMNS运行脆弱性对地铁事故的发生、蔓延和最终损失有关键性影响；物理和社会功能脆弱性在事故发生的初期影响较大,结构脆弱性对事故在网络中的蔓延有较大影响,社会功能脆弱性则影响着最终事故的损失大小.因此,降低UMNS运行脆弱性应从结构、网络和社会功能3个方面综合展开.

基于耗散结构和熵的高速铁路事故演化机理研究

肖雪梅，王艳辉，张思帅，贾利民

2012, 22(5): 99.

摘要 ( 188 )

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针对高速铁路事故致因复杂的特点及高速铁路运营安全评价研究现状,提出应用耗散结构和熵理论来研究高速铁路运营事故演化机理.首先,在分析高速铁路安全运营影响因素的基础上,提出基于信息熵的典型事故安全要素集构建方法.其次,基于耗散结构和熵理论,研究高速铁路运营事故的演化机理.给出高速铁路运营安全系统的熵流模型及其熵值计算方法.通过系统熵变,判别事故演化方向.最后,通过分析高速铁路脱轨事故的演化机理,实例验证该方法的合理性和可行性.研究表明,把熵作为一个参数,能够揭示高速铁路运营事故的演化趋势；流入负熵流和排出正熵流,能够保持系统稳定有序,有效防止事故发生.

基于图论的海洋平台连锁风险评价

郭恒，陈国明

2012, 22(5): 106.

摘要 ( 140 )

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为控制海洋平台连锁风险,基于图论(GT),提出一种新型定性风险评价方法,将分析对象的复杂风险分析转化为图形分析运算.该方法综合考虑研究对象的风险,重点考虑事故可能的发展模式,建立并转换可能发生的事故的连锁图,用图论算法进行图形运算,得到造成结果事故发生的关键路径、最短路径和点割集,设置并优化安全屏障,防止初始事故发生.最后,结合墨西哥湾事故,建立事故连锁图,通过图形变换与运算得到2条最短路径、3条关键路径和2个点割集,并提出风险控制措施.

排土场与爆破荷载共同作用下的露天矿边坡稳定性分析

陈光辉，李夕兵，董陇军，李地元，刘新颖

2012, 22(5): 113.

摘要 ( 145 )

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目前排土场对露天矿边坡稳定性的影响和动力荷载对露天矿边坡稳定性的影响,大多是被分别研究的.这样做难以真实反映露天矿边坡实际受力状态.基于此,对排土场和爆破荷载共同作用下露天矿边坡稳定性进行研究.首先,通过室内试验确定岩体参数,分析露天矿边坡在排土场和自重情况下的变形特征,并以此为初始状态,采用Ansys/ls-dyna的隐武-显式分析功能,研究其在爆破荷载作用下的岩体的响应特征.其次,验证新疆某露天矿排土场距离设置是否满足开采要求.结果表明:该露天矿边坡未出现明显破坏特征,整体处于稳定状态,该排土场距离设计合理；研究结果与工程类比分析结论一致.

基于熵权模糊综合评价的铁路危险货物运输预警

张伶婉，丁宏飞，陈彦瑾

2012, 22(5): 119.

摘要 ( 147 )

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为保证危险货物铁路运输安全,基于铁路交通灾害预警管理理论,就危险货物铁路运输提出预警管理方法和建议.首先大量参阅危险货物铁路运输事故案例,结合安全系统工程理论,构建危险货物铁路运输预警系统指标体系.然后针对模糊综合评价权重难以确定的问题,为避免权重主观性过强,利用基于熵权模糊综合评价法对危险货物铁路运输安全进行评价.结合实例试算,结果表明:基于熵权模糊综合评价法的结果同原用评价法的结果基本一致.最后探讨铁路危险货物运输的定性预控措施.

扣件弹条动力特性现场测试与研究

赵才友，王平

2012, 22(5): 126.

摘要 ( 161 )

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为揭示扣件弹条在运行过程折断的原因,通过现场测试,得到弹条在客车和货车以不同速度运行下的工作模态,并进行仿真分析,以验证识别结果的正确性.结果表明:不同行车条件下,弹条振动的优势频率是固定不变的.采用省时Ibraham时域法(STD)、复指数法和自回归滑动平均模型(ARMA)分析法对弹条的加速度进行识别,均可以较为准确地得到弹条的工作模态；边界条件不一样,如道钉螺栓扭矩不同,左右侧弹条的工作模态是不一致的；弹条的前两阶固有频率是容易被激起共振的频率,在弹条设计应重点考虑避免之,在现场弹条安装和运行维护时,对道钉螺栓的扭矩要特别注意.

基于强度折减法的巷道整体安全系数探讨分析

杨灵，韩立军，蔚立元，孟庆彬

2012, 22(5): 133.

摘要 ( 142 )

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将有限元强度折减法应用到高地应力下巷道的稳定性评价.选用矩形、直墙半圆拱形、直墙半圆拱加反拱形、马蹄形及圆形等5种巷道常用断面开展计算研究.就上述5种典型断面,利用有限元分析软件ANSYS12.0分析了岩土体折减系数对巷道代表点的位移及围岩塑性区的发展的影响,再现了巷道断面岩土体变形发展过程.通过观察围岩塑性区的发展和巷道控制点的位移突变,求得各断面形状的安全系数并找出其潜在破坏面.根据安全系数的大小和破坏面的位置,能够评定巷道断面设计的合理性,并对施工工艺和支护参数提出改进建议.

瓦斯隧道施工安全标准化管理实施方案研究

陈沅江，程刚

2012, 22(5): 140.

摘要 ( 193 )

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为促进我国瓦斯隧道施工安全管理,预防瓦斯事故发生,提出瓦斯隧道施工安全标准化管理.应用安全系统工程、安全管理学和安全评价的理论和方法,阐述瓦斯隧道施工安全标准化管理建设的流程,说明辨识瓦斯隧道施工存在的危险因素的方法并通过改进型的作业条件危险性评价法(MES)对危险源进行分类,分析瓦斯隧道施工安全标准化管理文件的具体内容和标准化管理的方法.瓦斯隧道施工安全标准化管理方法被应用于贵州某在建瓦斯隧道.结果表明,该在建瓦斯隧道不符合揭煤防突工作的施工安全要求.

中美校车安全标准比较研究

陈涛，王栋，魏朗

2012, 22(5): 147.

摘要 ( 187 )

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为促进我国校车安全标准法规的发展,提高我国校车的安全技术水平,选择美国校车安全标准作为我国校车安全标准比较研究的对象,分别从校车的一般安全、主动安全和被动安全技术条件方面,将我国现已实施的校车安全标准和美国的校车安全标准进行比较.研究结果表明,我国校车安全标准和美国的校车安全标准之间存在一定差异,在应急出口、碰撞试验等方面还存在不足.根据研究结果,提出有关制定适合中国国情的校车安全标准和法规的建议.

中国航油HSE管理体系运行控制研讨

王胜江，范有生

2012, 22(5): 154.

摘要 ( 165 )

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由于石油行业风险较高,国内外众多的石油企业陆续建立健康、安全与环境(HSE)管理体系.从实际情况来看,HSE管理体系实施与运行的质量还有待进一步提高.基于中国航油某公司体系运行控制实践,探讨Pareto分析法等方法在企业HSE管理体系运行控制中的作用,提出将企业内外3方审核力量,综合运用到体系运行的监测与测量、内部审核与管理评审等环节,将确保最大限度地提高体系运行质量和绩效,确保体系充分发挥作用.

基于ISM方法的煤矿安全政策控灾作用分析

吕秀江，张慧，刘洪影

2012, 22(5): 158.

摘要 ( 104 )

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为研究煤矿安全政策的事故防控作用(控灾作用),在安全政策条款和前人研究成果基础上凝炼出42个煤矿安全政策控灾因子,运用解释结构建模方法,通过两两对比建立42个因子间的相关关系矩阵、建立可达矩阵并划分因子层级,最终建立煤矿安全政策的控灾作用模型.结果表明:安全政策42个控灾因子对事故防控的作用从强到弱分为5个层级；安全政策的科学性、安全监察体系、国家宏观利益是安全政策控灾的重要因子,其次是地方政府、矿主利益、地方安监体系和安全管理机制,而煤矿生产系统、煤层赋存特征及安全科技等因子由于受安全政策间接作用其控灾作用相对较弱.

基于模糊神经网络方法的信息系统安全风险评价研究

马丽仪，张露凡，杨宜，范蓓

2012, 22(5): 164.

摘要 ( 192 )

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为提高信息系统安全风险评价的准确性,提出基于模糊神经网络的信息系统安全风险评价模型.该模型利用模糊理论隶属度反映各因子的相对状态,对模糊性具有很高的识别精度.将风险因子模糊隶属度矩阵输入BP神经网络中,增加了它对模糊性的识别能力.通过非线性分析处理的BP神经网络进行学习和测试,得到输出风险评价等级.实例分析结果证明算法的应用性.误差分析结果证明了模型的有效性.检验结果表明,模糊神经网络模型的识别精度高于单一的模糊评价模型和神经网络模型.

办公楼疏散演练综合评估方法研究

姜传胜

2012, 22(5): 170.

摘要 ( 126 )

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我国每年进行数以万计的办公楼疏散演练,迫切需要科学有效的评估方法,以评估应急演练所体现出的应急准备能力,提高管理方和员工的疏散安全意识和能力.从疏散人员行为表现、组织实施疏散的指挥体系、疏散程序及相关保障条件等多方面综合考虑,将应急疏散组织体制机制分析、参演人员疏散行为观测及对其主观感受调查、计算机模拟分析三者有机结合,提出了一种办公楼疏散演练综合评估方法.运用该方法对一栋高层办公楼的疏散演练的策划、组织实施、疏散人员行为和主观感受等进行了全过程跟踪评估,系统描述了该方法的使用过程.

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