中国安全科学学报

杨杰，朱思诚，刘茂

2011, 21(9): 3.

摘要 ( 126 )

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为准确计算地震导致的人员伤亡数量,提高灾后应急保障及救援效率,根据能力谱方法计算建筑物的损坏程度,在此基础上计算相应人员伤亡数量.采用SELENA软件中能力谱方法的计算公式,利用Matlab软件编程得到建筑物破坏及人员伤亡计算程序,计算8度地震条件下建筑物不同破坏状态的概率.根据HAZUS软件中建筑物破坏和人员伤亡关系,计算地震发生在02:00,14:00和17:00时不同伤亡等级的伤亡人数.计算结果表明,多数伤者为轻伤,只需基本药物及简单治疗；地震导致的钢筋混凝土建筑破坏是造成人员伤亡的主要原因；能力谱方法可为震后物质配置及震前防灾规划提供决策支持.

集对分析在山区农村公路路侧危险等级评价中的应用

魏连雨，张洋

2011, 21(9): 9.

摘要 ( 148 )

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为反映山区农村公路危险性的实际情况,筛选影响交通安全的相关因素,建立山区农村公路路侧危险等级评价体系.基于集对分析(SPA)方法,引入能够体现系统确定性与不确定性的同异反联系度(IDC)的计算公式,并建立山区农村公路路侧危险等级评价的集对分析模型(SPAM).模型从3个层次阐明评价过程中SPA的具体意义,并将多指标表示成一个能从总体上衡量道路危险性的n元联系数.用层次分析法(AHP)确定指标权重,从主观和客观两方面定量计算山区农村公路危险程度.承德某山区农村公路的模型应用实例表明:SPAM模型充分利用研究问题所包含的不确定性信息,将辩证认识与定量描述有机结合起来,是山区农村公路复杂系统综合评价的一种新方法.

堆积体边坡渐进性破坏的随机模型

谢山立，袁广祥

2011, 21(9): 16.

摘要 ( 90 )

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为精确模拟堆积体边坡变形破坏过程,根据堆积体所固有的非连续性、非均质性、各向异性等特点,以及边坡变形破坏的渐进性特征,采用改进的有限单元法(FEM)对堆积体边坡进行模拟.考虑堆积体边坡从连续位移函数到不连续位移函数的突变.破裂发生前,用连续位移函数进行计算；破裂发生后,引入不连续位移函数.研究结果表明,破裂面上不同点的安全系数(FOS)是不同的,但都随着破坏过程而降低.同时,可以得出不同非均匀程度下安全系数的概率分布.

基于无偏灰色模型的煤矿百万吨死亡率预测

杨珊，陈建宏，郭宏斌，廖桂生

2011, 21(9): 22.

摘要 ( 116 )

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为预测中国煤炭行业安全生产状况发展趋势,构建无偏灰色预测模型对我国煤矿百万吨死亡率数据进行模拟预测.通过对我国2005-2010年度煤炭行业的百万吨死亡率有关数据进行模拟,并与传统的灰色GM(1,1)模型的预测模拟结果进行对比分析.计算结果表明:无偏灰色模型消除了传统GM(1,1)模型本身固有偏差,预测精度较高,分析结果可靠,其中,平均绝对误差为0.030 6％,平均相对误差为2.71％,均低于传统GM(1,1)模型.预测数据显示近年来我国煤矿百万吨死亡率正逐步下降,2011年和2012年分别降至0.536％和0.411％,符合煤矿安全生产“十二五”规划要求.

矿区岩溶地表塌陷神经网络预测模型研究

管佳林，罗周全，杨彪，王雪艳

2011, 21(9): 28.

摘要 ( 170 )

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针对矿区岩溶地表塌陷存在的非线性动力学特征,为更准确预测岩溶地质矿区地表塌陷区域分布,在分析研究某矿区岩溶地表塌陷机理及其影响因素基础上,确定矿区地表塌陷的影响因素,构建矿区岩溶地表塌陷BP神经网络非线性动力学预测模型.采集并分析某岩溶矿区大量岩溶地表塌陷历史数据,应用Matlab神经网络工具箱,采用构建的矿区岩溶地表塌陷BP神经网络预测模型,对上述矿区岩溶地表塌陷区域分布情况进行非线性预测.研究结果表明,采用训练的神经网络预测模型可以实现对矿区岩溶地表塌陷危险性的合理预测.

基于危险源的事故致因机理及两极化管理

孟现飞，张炎治，宋学锋，段文广

2011, 21(9): 34.

摘要 ( 139 )

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为提升安全风险预控的水平和有效性,探讨危险源的事故致因机理及其两极化管理思路.将危险源划分为3类,即根源危险源、理论状态危险源和实际状态危险源,其中理论状态危险源又可细分为已辨识状态危险源和未辨识状态危险源.构建危险源的事故致因机理模型,模型表明:控制失效的实际状态危险源和未辨识状态危险源是事故发生的2个主要致因.在此基础上,提出危险源的两极化管理思路,构建危险源两极化管理的实施流程.研究结论表明:企业应从两方面实施安全风险预控,即加强对实际状态危险源的控制,使其演变为事故致因的概率极小化；加强对根源危险源和理论状态危险源的辨识,做到辨识极大化.

危险化学品泄漏事故点火概率取值研究

袁雄军，朱常龙，葛秀坤，任常兴，王凯全

2011, 21(9): 39.

摘要 ( 185 )

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为计算危险化学品泄漏后发生火灾、爆炸等事故的概率,提高风险评估的量化水平,对点火概率的取值进行研究.从模型计算和直接取参考值2个方面探讨点火概率的取值问题,提出不同情形下的取值建议,并结合案例应用对点火概率2种取值方法进行对比分析研究.研究结果表明:点火概率模型计算不确定性较大且适用性有限,而直接取值的参考值均由一系列事件统计而得出,具有一定的科学性,实际取值更倾向于根据经验数据或已有的数据进行取值,但取值时需要充分考虑实际情况(如安全条件等)进行适当的修正,以便取值更科学.

无火源施放后超细微粒灭火剂运动特性研究

华敏，殷志平，潘仁明

2011, 21(9): 46.

摘要 ( 163 )

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超细微粒灭火剂施放后的运动过程直接影响其灭火效果.通过数值模拟及试验研究灭火剂微粒施放后的流动、扩散和沉降等运动特性.模拟结果表明,灭火剂微粒施放后,向下运动到灭火室底部并撞击后向侧壁运动,随后向顶部运动,易在壁面及壁面底角处聚集.试验表明,微粒的运动分喷射运动和沉降扩散2个过程.前者微粒在驱动气流作用下在灭火室顶部、底部及墙壁处积聚,浓度较高.后者微粒主要受重力作用发生沉降,并在湍流气流作用下进行无规则扩散运动,导致灭火室顶部浓度最低；在灭火室垂直方向的一半高度处,浓度较高但波动剧烈；在灭火室底部,当喷射结束后有一个短暂的浓度低谷,随着微粒发生沉降,浓度逐渐升高.喷射压力对灭火剂的运动及浓度分布影响很大,压力过高或过低都会影响灭火剂微粒的全淹没灭火效果.根据试验结果,喷射压力为1.0 MPa时灭火效果较好.

复合装药安全性优选BP神经网络模型

向梅，饶国宁，彭金华

2011, 21(9): 53.

摘要 ( 135 )

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为在设计复合装药结构时得到复合装药的能量输出和安全性双优结构,利用BP人工神经网络理论,建立结构优选模型.利用不同的感度和能量输出试验数据,进行模型的训练,训练后对样本进行预测和优选.结果表明,该方法能够克服评估复合装药结构性能优劣的各因素之间的复杂关系,实现精确的非线性预测,得到安全性和能量输出双优的设计结构.

基于损伤-断裂力学理论的起重机疲劳寿命估算方法

范小宁，徐格宁，杨瑞刚

2011, 21(9): 58.

摘要 ( 124 )

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鉴于断裂力学无法估算裂纹形成寿命及难以确定其初始裂纹尺寸,提出将损伤力学与断裂力学相结合共同估算起重机疲劳寿命的思想.针对Paris公式应用的局限性,提出将裂纹扩展率与应力强度因子幅对数线性阶段的某一裂纹尺寸作为裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命的分界点.用损伤力学估算疲劳裂纹的形成寿命,用断裂力学估算疲劳裂纹的扩展寿命,两者寿命之和构成起重机的疲劳全寿命.这样做既能避免断裂力学寿命估算中确定初始裂纹尺寸的混乱现象；又能确保Paris公式应用在裂纹扩展率与应力强度因子幅的对数线性阶段.试验验证结果表明,估算疲劳全寿命和试验寿命基本吻合.

基于脑电信号的驾驶员情绪状态识别研究

钟铭恩，吴平东，彭军强，洪汉池

2011, 21(9): 64.

摘要 ( 170 )

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为研究驾驶员情绪状态识别技术,利用特定题材的影音氛围诱发兴奋和悲伤2种情绪,结合汽车模拟驾驶试验采集驾驶员情绪化驾驶时的脑电信号,利用db5小波分解算法分解信号,提取受情绪状态显著的脑电信号成分,并计算相应的功率谱.结果表明:驾驶员左右额叶区脑电β波受情绪状态影响显著；平静状态时,驾驶员左右额叶脑电β波功率值Pβ大小近似,数值较小；兴奋状态时,左右额叶脑电Pβ大小近似,相比于平静时显著增加；悲伤状态时,左额叶脑电PB显著增加,右额叶脑电Pβ相比于平静时无显著变化.Pβ可作为区分驾驶员平静(平常)、兴奋和悲伤这3种情绪状态的依据.

基于Fisher判别法岩溶塌陷倾向性等级分类预测

黄仁东，韩明，张小军，张海彬，金浩，华正阳

2011, 21(9): 70.

摘要 ( 146 )

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为准确预测岩溶塌陷倾向性的等级分类,通过分析大量观测实例,选取岩性系数、岩体结构系数、地下水系数、覆盖层系数、地形地貌系数和环境条件系数作为模型判别因素.对12个实际观测样本进行训练,建立了基于Fisher判别分析法(FDA)的岩溶塌陷倾向性等级分类预测模型.借助SPSS软件工具,得到判别模型的4个判别函数.根据判别函数对训练样本进行回判,并对2个待判样本进行预测.结果显示:第一、第二判别函数的综合判别效率达到100％,大于规定的85％,满足工程实际应用需求；对训练样本进行回判时,误判率为零,同时对待判样本的分类预测准确率为100％.

基于MMAS-BP的煤与瓦斯突出强度预测

程加堂，艾莉，徐绍坤

2011, 21(9): 77.

摘要 ( 100 )

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为提高煤与瓦斯突出强度的预测精度及预测速度,用最大最小蚂蚁系统和BP神经网络相结合的方法进行预测模型设计.根据煤与瓦斯突出强度及其主要影响因素之间的关系数据,建立其神经网络的预测模型.以网络的权值和阈值为自变量,网络误差为目标函数,通过蚁群算法的迭代运算,搜索出误差的全局最小值,以实现BP神经网络的初始权值、阈值优化,并用优化后的网络进行瓦斯突出强度的预测.实例结果表明,MMAS-BP算法的预测值均方差为0.089,约为BP神经网络的0.1倍,且输出稳定性好,适用于煤与瓦斯突出强度的预测.

基于随机Petri网的城市轨道交通应急系统安全性能分析

宋宇博，牟海波，蒋兆远

2011, 21(9): 82.

摘要 ( 118 )

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为分析城市轨道交通应急系统安全性能,采用随机Petri网理论,考虑运营生产、治安消防和自然灾害3类应急预案,构建城市轨道交通应急系统的随机Petri网模型,并基于模型的马尔科夫链得到系统处于各种状态时的稳态概率表达式,通过改变各个变迁的触发速率,分析系统各种状态稳态概率的变化情况.结果表明,这个模型能够体现影响城市轨道交通应急系统安全性能的各因素之间的关系,并能通过数值变化趋势反映不同事故情况下提高安全性能的关键所在,达到分析系统安全性能的目的.

综放支承压力峰值位置的理论及回归分析

张春，题正义，李宗翔

2011, 21(9): 88.

摘要 ( 110 )

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鉴于综放支承压力峰值位置对工作面安全生产影响的重要性,对支承压力峰值位置的确定进行了研究分析.其中煤体硬度、煤层厚度及工作面推进速度为支承压力峰值位置的主要影响因素.采用相似模拟实验及理论分析方法研究各因素对支承压力峰值位置的影响规律及其函数关系.最后应用回归分析方法得到了支承压力峰值位置确定的经验公式,并将其进行了实际应用.结果表明:上述3个影响因素对支承压力峰值位置的影响均为非线性的；支承压力峰值位置与煤体硬度近似地满足反比关系；支承压力峰值位置与开采煤层厚度、工作面推进速度满足指数函数关系；通过对这3个因素的回归分析,可以确定支承压力的峰值位置.

基于累积Logistic模型的交通事故严重程度时空分析

马壮林，邵春福，董春娇，王抢

2011, 21(9): 94.

摘要 ( 159 )

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交通事故的发生具有随机性和偶然性,为尽可能地降低交通事故的伤害程度,根据某高速公路典型事故多发段的交通事故统计资料,以交通事故严重程度为因变量,从时间、道路空间结构和交通运行环境等因素中初步选择12个候选自变量,采用混合逐步选择法分析候选自变量与因变量是否显著相关.采用累积Logistic模型建立交通事故严重程度时空分析模型,并从成比例检验、拟合优度检验和预测准确度检验3个方面对模型进行检验.研究结果表明:事故发生时段、季节因素、发生地点、道路线形、坡度、事故涉及车辆数和日标准交通量与年平均日交通量之比与交通事故严重程度显著相关.

基于HHT方法的矿井瓦斯体积分数预测

董丁稳，李树刚，常心坦，林海飞

2011, 21(9): 100.

摘要 ( 161 )

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为有效分析煤矿瓦斯监测数据以实现较准确的瓦斯浓度预测,研究应用希尔伯特-黄变换(HHT)方法进行瓦斯浓度时间序列分析与预测的方法.应用经验模态分解(EMD)方法将瓦斯浓度时间序列分解成不同频率的固有模态函数(IMF)分量的叠加,以获取瓦斯浓度时间序列的瞬时特征；通过Hilbert变换求得各IMF分量的瞬时频率,依据各IMF分量瞬时频率的均值将分解得到的IMF划分成较高频和低频2类新的分量,选取适合于各分量特征的预测模型分别进行预测,以消除局部随机性对预测精度的影响,结合自回归(AR)、径向基函数(RBF)神经网络和支持向量机(SVM)3种预测模型实现瓦斯浓度预测.实例分析表明:应用该方法所得预测结果比较准确,降低了预测复杂度,提高了预测精度.

高速公路交通事故严重程度与交通流特征的关系研究

侯树展，孙小端，贺玉龙，田启华

2011, 21(9): 106.

摘要 ( 137 )

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为研究交通事故发生前后交通流特征对事故严重程度的影响,以JT高速公路作为研究对象,长期观测和采集交通流及事故数据.将交通事故发生时段的交通流主要衡量指标与事故信息进行数据匹配,形成交通事故与事故小时交通流匹配数据集,并分析流量、速度、大车比例等交通流表征指标与不同等级事故数的分布规律.通过分析发现:在某些流量、速度或大车比例区段,交通事故数及其严重程度处于较高的水平.在此基础上,利用主成分分析(PCA)技术对衡量交通流特征的初始指标进行降维处理,用交通流主成分指标综合反映交通流特征,并建立事故严重程度与交通流主成分指标的统计分析模型.结果表明:交通流主成分指标趋于零的区段的事故严重程度明显高于其他区段.

煤低温恒温氧化过程反应特性的试验研究

许涛，王德明，辛海会，戚绪尧

2011, 21(9): 113.

摘要 ( 133 )

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为进一步揭示煤低温氧化机理、指导煤矿安全开采过程中的煤自燃火灾防治工作,根据CO,CO2是煤低温氧化的主要气体产物这一反应特性,同时CO是判断煤自燃程度的重要指标性气体这一工程实际,采用恒温试验方法研究某烟煤在30℃,50℃和70℃解吸附和解吸附后再氧化过程中的CO,CO2气体产物的产生特性.研究结果表明,新鲜煤中就存大量活泼的络合物,并且这种络合物在高于常温的情况下就可以自身发生分解,产生的主要气体产物为CO2,在较高的温度下,CO的生成量才逐渐增加；在煤的低温氧化阶段,煤与氧气发生的化学反应并不强烈,气体产物CO和CO2主要由络合物分解产生.因此,在煤自燃火灾防治时要及时控制煤在低温情况下,由于络合物分解放热而使煤温逐渐升高从而导致自燃发生.

矿井通风系统稳定性定量判定方法研究

宋泽阳，李学创，齐文宇，龙印水

2011, 21(9): 119.

摘要 ( 115 )

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稳定的矿井通风系统是实现矿井安全高效生产的前提,但是随着采掘工作面的推进,通风网络结构的变化,巷道的冒顶变形等,通风系统的稳定性也随之变化.基于矿井通风系统稳定性的重要性、非线性和时变性,运用Lyapounov(李雅普诺夫)稳定性理论和灵敏度,提出了定量分析判定矿井通风系统稳定性的方法.方法以Lyapounov稳定性分析数学模型和Lyapounov函数为基础,运用通风网络数值计算得出灵敏度值求解Lyapounov函数,根据Lyapounov函数正负性定量判定矿井通风系统的稳定情况,最后结合实际的算例来验证稳定性定量判定方法.算例验证和研究结果表明,这种方法解算出的Lyapounov函数的正负值衡量了通风系统的稳定情况.

全身正压生物防护服防护性能研究

吴金辉，衣颖，杨荆泉，田涛，郝丽梅，王政

2011, 21(9): 125.

摘要 ( 186 )

相关文章 | 多维度评价

为研究动力送风全身式正压生物防护服对人员的防护性能,采用标准方法检测正压生物防护服气密性和液体喷溅防护性能,连续监测穿着正压生物防护服活动时的内部正压值变化.采用微环境气溶胶密闭舱室平台,研究正压生物防护服对黏质沙雷氏菌(ATCC 8039)和phi-x 174噬菌体气溶胶的整体防护性能.结果表明,正压生物防护服气密性和液体喷溅防护性能均达到气密型防护服和喷射液密防护服水平.对2种生物气溶胶的防护效率均在99.97％以上,且与送风量与环境湿度无关.正压生物防护服被人员穿着进行作业时,其内部能始终能保持大于16 Pa的正压.对该防护服防护性能的系统分析能全面评估类似防护服的整体防护性能,也为未来各类正压式防护服研发和防护性能研究提供技术参考.

危险化学品事故人员防护与避难方式研究

赵永华

2011, 21(9): 131.

摘要 ( 172 )

相关文章 | 多维度评价

危险化学品事故发生后,参与事故救援的应急人员穿戴合适的个体防护装备,受到事故影响的公众采取恰当的避难方式,是防止事故继续造成人员伤亡的关键.通过分析国内外应急人员防护标准的差异,探讨呼吸防护用品、化学防护服选择的主要影响因素和程序,提出了根据有害环境的危害程度、应急人员的职责选择个体防护装备的原则.研究国外在避难方式上的研究成果和做法,分析了影响避难方式选择的因素,提出了避难场所室内化学品浓度估算方法以及根据临界浓度选择避难方式的原则.利用提出的原则,应急人员可以选择更适合的个体防护装备,公众可以采取更安全的避难方式,从而防止或减轻危险化学品的伤害.

基于第三方评估的空管安全评估管理模式研究

王永刚，王师维

2011, 21(9): 138.

摘要 ( 121 )

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为促进空中交通管理(ATM)安全评估的有效开展,建立符合我国国情的空管安全评估管理机制.从信息经济学角度分析我国空管安全评估过程中存在的信息不对称问题,研究高等教育评估、质量认证及其他行业安全评估的管理模式.在此基础上,根据我国国情和空管行业特点,提出引入第三方评估的方式进行空管安全评估,并在管理模式的宏观层面采用政府管理模式；微观层面上根据系统工程学理论构建出空管安全评估微观管理框架.结果表明:第三方评估模式与空管安全评估相结合有助于在安全评估过程中提高安全水平的显现能力,降低政府的信息成本.

近10年我国煤矿瓦斯灾害事故规律研究

李润求，施式亮，念其锋，蒋敏

2011, 21(9): 143.

摘要 ( 154 )

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针对我国煤矿瓦斯灾害事故多发及防控现状,从事故发生的年度变化、事故类型、事故等级、事故发生的省(自治区、直辖市)和煤矿企业性质等多个方面对2001-2010年2 246起煤矿瓦斯灾害事故进行交叉耦合综合分析,并通过饼图、柱状图、堆积图、趋势图、省(自治区、直辖市)分布示意图等多种图形方式直观明了显示出近10年我国瓦斯灾害事故发生规律.结果表明:煤矿瓦斯事故起数高峰期是2003年,2008年后进入稳定期；事故死亡人数高峰期是2005年,2006年后进入快速下降阶段；瓦斯爆炸是煤矿瓦斯灾害的主要类型,且比中毒窒息和煤与瓦斯突出事故后果更严重,重特大瓦斯事故的发生造成死亡人数急剧增长,全国煤矿瓦斯灾害事故与乡镇煤矿事故的变化趋势呈现出一致性.贵州、山西、黑龙江、湖南、重庆、四川、河南、云南等是煤矿瓦斯灾害防控的重点省(直辖市)；乡镇煤矿仍然是瓦斯灾害防控的重点；煤矿企业在加大安全生产基础建设和科技投入的同时,迫切需要强化职工的安全教育,促进煤矿安全可持续发展.

安全社区中居民安全感测量方法研究

高星

2011, 21(9): 152.

摘要 ( 144 )

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为完善现有安全社区评审工具,使之更具可操作性,对安全社区中居民安全感测量方法进行研究.通过选取安全社区评审中的“居民安全满意度”指标,界定居民安全感概念,运用查阅文献、专家访谈、头脑风暴、问卷调查、数据包络分析、方差分析、贡献率分析、区组因子分析、公式编写等方法与手段,建立以调查问卷及运算规则为基础的居民安全感指数评价模型.通过对安全社区建设不同阶段的3类社区样本均值及样本标准差的假设检验分析,验证以居民安全感程度为考察对象的安全社区评审工具在安全社区评定中的适用性.

基于免疫机理的化工园区安全生产预警机制设计

陈清光，段伟利，陈国华

2011, 21(9): 159.

摘要 ( 143 )

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为从预警角度预防化工园区安全生产事故,基于生物免疫机理,先应用仿生学方法从整体分析化工园区的“生理结构”,再从局部分析化工园区安全生产事故预警体系与生物免疫系统的相似性,首次提出包括诊断识别子系统、预警信号子系统、协调控制子系统和记忆库的化工园区安全生产事故免疫预警系统；设计了一种新的包括预警指标参数输入、模型运算和结果输出3个功能模块的化工园区安全生产事故预警机制.预警机制的输入模块实现预警指标数据输入与处理的功能,运算模块实现预警模型运算的功能,输出模块给出量化评价和图形分析2种结果.基于此设计,将构建预警指标体系,建立化工园区安全生产现状预警和未来预测模型.

基于物联网技术的实时应急疏散调度研究

牛金山，刘晓

2011, 21(9): 166.

摘要 ( 109 )

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应急疏散过程中,除节点上的疏散任务,弧路径上也可能出现相应的疏散需求.为有效地处理弧路径上的疏散需求,进行更加实时和高效的疏散决策,基于物联网技术,考虑弧路径上的疏散需求,建立有限资源约束下的单车种,多需求,多时段,多源多汇的疏散问题的单目标混合整数规划模型,从疏散成本的角度将疏散节点和疏散路径上的需求整合在疏散模型中.最后引入实际案例,使用CPLEX对模型进行数值仿真和结果分析.研究表明,基于更加实时的疏散信息获取和反馈,装载无线射频识别(RFID)的救护车能够同调度中心协同做出最优的疏散决策方案,同时处理疏散节点和弧路径上的疏散需求.

考虑成本的多出救点多物资应急调度研究

甘勇，吕书林，李金旭，何振

2011, 21(9): 172.

摘要 ( 118 )

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为减少应急资源调度过程中发生的经济损失,在某些最短完成时间值要求不十分敏感的应急资源调度基础上,提出引入资源需求紧迫程度的多出救点多物资调度模型,同时定义调度成本目标函数,并结合分治算法基本思想,求解综合调度效益最高的出救点方案,最后进行实例分析和对比分析.结果表明:在对应急资源储备仓库进行选择时,需求紧迫度的引入能极大地改善调度的盲目性,结合基于道路因素建立的成本函数能有效地减少不必要的调度成本,从而提高资源调度的综合效益.

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