中国安全科学学报

王秉, 吴超

2018, 28(2): 1-7. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.001

摘要 ( 231 )

PDF (1597KB) ( 354 )

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为提升组织安全文化落地效率,运用文献分析法与归纳法,对组织安全文化落地的机制及方法论开展研究。首先,提出组织安全文化落地的定义,并分析其内涵;其次,提炼与分析组织安全文化落地的基本目标、基本前提、基本原则与影响因素4个基础性问题,并阐释组织安全文化落地的本质;最后,构建与解析组织安全文化落地的操作过程模型,并详细论述组织安全文化落地的途径及具体操作方法。结果表明:组织安全文化落地的主体操作过程包括准备阶段(显)、感知阶段(知)与磨合阶段(信)等5个阶段,组织安全文化落地的途径主要有宣教灌输途径、制度保障途径与组织推进途径等7条。

安全科学与工程硕博学位论文主题与方法研究

李杰, 李平, 陈伟炯

2018, 28(2): 8-14. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.002

摘要 ( 215 )

PDF (5605KB) ( 347 )

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为认识我国安全科学与工程硕博学位论文(简称安全学位论文)的研究主题分布、主题演化和研究方法,从CNKI中国硕博论文数据库中,检索获取5 756篇安全学位论文,使用关键词词频分析和共词分析的方法提取和分析学位论文的主题分布、主题演化和研究方法。结果表明:安全学位论文的热点关键词集中在数值模拟、安全评价、层次分析法、以及指标体系等方面;关键词聚类将学位论文主题划分为安全评价与管理、火灾与爆炸、瓦斯安全以及煤自燃4个方面;4个时间阶段的安全学位论文主题演化相对稳定,并集中在以安全评价为代表的安全软科学领域和以数值模拟为代表的工程技术领域;安全学位论文研究方法主要为数值模拟、层次分析、模糊综合评价以及BP神经网络等分析方法,涉及模拟、仿真,预测以及评价、决策3个方面。

雾天驾驶人对限速标志的遵从程度研究

温惠英, 朱殿臣, 漆巍巍, 冯忠祥

2018, 28(2): 15-20. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.003

摘要 ( 302 )

PDF (1730KB) ( 299 )

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为深入研究雾天低能见度环境下驾驶人对可变限速(VSL)标志的遵从程度,首先设计问卷并对556名驾驶人进行访谈和调查;然后利用探索性因子分析选出影响驾驶人遵从程度的主要影响因子,包括驾驶人个人属性(年龄、驾龄)、驾驶人对限速的认可程度等;进而通过结构方程模型(SEM)确定主因子内部的各影响因素与遵从程度的相关性。结果表明:所建立的SEM与调查数据拟合程度良好;在雾天环境下,驾驶人对于VSL标志设定的限速认可程度都会在很大程度上影响其遵从程度;年龄、驾驶经验对驾驶人的遵从程度有显著影响;能见度较低时,行驶在车道数少的道路上驾驶人的遵从程度较高,而在能见度较高时,道路类型的影响不显著。

摩托车驾驶员闯红灯的行为意向研究

杨鸿泰, 苏帆, 刘小寒, 濮莉, 李延来, 刘昱岗

2018, 28(2): 21-27. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.004

摘要 ( 229 )

PDF (1605KB) ( 306 )

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为提高道路交通安全水平,基于计划行为理论(TPB)研究摩托车驾驶员闯红灯的行为意向。设计调查问卷,获得160份有效样本;采用最优子集法筛选TPB基本变量、扩展变量和人口统计学变量,得到包含态度、危险认知、过去行为、预期情感、是否有汽车驾照和是否发生过交通事故等6个变量的最优子集;使用分层回归分析最优子集对闯红灯行为意向的解释能力,并提出相应的交通安全干预措施。结果表明:该子集可以解释闯红灯行为意向方差的29.6%,态度对闯红灯行为意向有最显著的正向影响,危险认知对闯红灯行为意向有显著的负向影响,过去行为和是否有汽车驾照在显著性水平为0.1时也对该意向具有显著的正向影响。应重点从纠正摩托车驾驶员对闯红灯的态度、提高危险认识和加强交管部门监管等方面,制定安全干预措施。

基于Logistic曲线的路网脆弱性动态识别

李彦瑾, 罗霞

2018, 28(2): 28-33. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.005

摘要 ( 141 )

PDF (1867KB) ( 278 )

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为探究突发环境下路网交通负荷的时空变化规律,运用情景分析方法研究突发事件的“产生-消散”过程;通过构建动态识别指标将道路网络分为正常与事发路段集等2部分,对前者采用离散化手段建立动态交通负荷分配模型,对后者利用三参数Logistic曲线完成事发路段交通负荷的近似建模;选择逆向求解策略,将突发环境下的道路网络转化为一个反应型离散控制系统,并运用Lan-Filler套分解算法进行求解;通过算例分析验证该方法的可行性,并与传统的静态脆弱性识别方法比较。结果表明:突发环境下的路网脆弱性指标随着事故的“产生—消散”过程动态变化;与传统方法相比,用基于Logistic曲线的动态脆弱性识别模型,可保证在路网拓扑结构不发生改变的前提下,识别道路网络各路段各时刻的脆弱性,其结果更符合路网实际情况。

基于MIV-MA-KELM模型的岩爆烈度等级预测

邵良杉, 周玉

2018, 28(2): 34-39. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.006

摘要 ( 189 )

PDF (1594KB) ( 314 )

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为准确预测岩爆烈度等级以确保挖掘工程施工安全,提出一种基于MIV-MA-KELM的岩爆烈度等级预测模型。首先,在分析岩爆烈度影响因素的基础上确定主要评判指标,采用文化基因算法(MA)优化核极限学习机(KELM)参数,借助KELM拟合评判指标与岩爆烈度等级间的非线性映射关系;然后,利用平均影响值(MIV)方法以20%的调解率计算各指标影响权重,剔除低影响权重指标并反馈到MA-KELM模型中重新训练与测试;最后,选取巴玉隧道的68组数据进行试验,并用该模型预测秦岭隧道岩爆烈度等级。结果表明:预测结果与实际情况完全一致;MIV-MA-KELM模型能更合理地构建指标体系,有效避免局部最优解,提高岩爆烈度等级的预测准确率。

基于航测数据的空间视距计算方法研究

郝会龙, 李平凡, 黄钢, 宋耀鑫

2018, 28(2): 40-44. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.007

摘要 ( 130 )

PDF (6527KB) ( 373 )

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为研究道路空间视距对重特大道路交通事故的影响,首先,根据无人机航测影像重建事故现场的三维模型、恢复道路线型数据;然后,提出基于三维重建模型及道路线型恢复数据的空间视距计算方法;其次,在Open Scene Graph(OSG)三维渲染引擎中搭建基于航测数据的空间视距计算平台;最后,以2016年8月贵州某地发生的一起重特大道路交通事故为研究对象,对所提出的空间视距计算方法进行案例分析及验证。研究结果表明:用所建立的计算方法,能够解决护栏、标志牌和路侧景观等道路附属设施对视距的影响及道路实际情况与施工图或竣工图数据不一致等情况下的空间视距计算问题。

人车事故中不同体型行人应急姿态仿真研究

尹均, 张道文, 肖凌云, 张鹏, 夏茂栩, 黄先婷

2018, 28(2): 51-56. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.009

摘要 ( 173 )

PDF (2986KB) ( 400 )

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为降低行人在与运动型多功能车(SUV)碰撞事故中的损伤程度,从国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中选取一例典型的事故案例,运用Madymo建立事故碰撞模型,并验证其有效性,在此基础上进行仿真试验,研究SUV车辆低速情况下,5%女性假人、50%和95%男性假人在前倾、下蹲、站立等3种应急姿态下的损伤情况。结果表明:前倾是很危险的应急姿态;下蹲和站立姿态对中等和高大身材行人是良好的自我保护措施;小身材行人在3种应急姿态下与SUV碰撞易受致命伤。

基于F-K理论的大体积煤堆自燃特性试验研究

张晓明, 王永军, 张河猛, 佐佐木久郎

2018, 28(2): 57-63. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.010

摘要 ( 186 )

PDF (1963KB) ( 282 )

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为预测大体积低品质煤炭自然发火温度,采用恒温加热系统和气体检测分析系统,研究煤堆的自热特性。根据Frank-Kamenetskii 边界条件理论,并结合自然对流和临界自燃着火点研究方法,分析煤堆内部的温度变化、水分蒸发及能量转变情况,进而探讨环境温度、氧化气体和煤自燃倾向性的关系。结果表明:煤样水分含量是导致其自热升温曲线出现下降阶段的重要因素,煤堆内部不同位置其温度下降阶段持续的时间不同;自热反应所产生气体浓度随煤温的升高而增高;未燃状态下,氧化作用最强阶段位于温度上升初始段后期;自然对流和低温氧化导致煤堆体积缩减,环境温度越高体积缩减程度越大;煤样临界自燃着火点研究方法可有效应用于大体积煤堆自燃着火点预测。

海洋钻井平台井喷火灾概率动态预测研究

王彦富, 李彪, 秦桃, 张彪

2018, 28(2): 64-68. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.011

摘要 ( 159 )

PDF (1937KB) ( 310 )

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为动态预测海洋钻井平台井喷火灾概率随时间变化过程,首先运用安全屏障模型分析导致井喷火灾事故的主要因素;然后利用系统动力学(SD)仿真软件 Vensim建立井喷火灾事故概率预测模型,分析井喷火灾概率随时间的变化趋势;并基于历史数据和仿真模拟数据进行非线性拟合,得到概率预测公式。结果表明:海洋钻井平台井喷火灾发生概率与时间成指数函数关系,在4年时间内,井喷火灾概率从2.41×10^-6逐渐增大到3.997×10^-6,所推导的概率预测公式预测精度高,适用于实际工作中对井喷火灾发生概率的预测。

复合超细干粉灭火剂灭火性能研究

杜德旭, 沈晓辉, 冯立, 华敏, 潘旭海

2018, 28(2): 69-74. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.012

摘要 ( 153 )

PDF (2017KB) ( 290 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为进一步提升现有干粉灭火剂灭火效能,首先以化学纯氢氧化镁为添加剂,制备复合型超细干粉灭火剂;然后分别用热重分析仪(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)等仪器开展热分解试验;最后通过小尺寸灭火试验,对比分析各类灭火剂的灭火效能和抑制有毒有害气体的能力。结果表明:用氢氧化镁能提高复合超细干粉灭火剂在热分解过程中的分解速率峰值,降低各分解阶段的特征温度,减小灭火剂用量、缩短灭火时间、降低最小灭火浓度(MEC),有效抑制有毒有害气体的产生。

边坡受爆破振动损伤及其稳定性分析

曹兰柱, 王珍, 王东

2018, 28(2): 75-80. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.013

摘要 ( 181 )

PDF (2430KB) ( 290 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为研究露天矿山边坡爆破振动损伤规律,提高矿山边坡安全性,以内蒙古霍林河扎哈淖尔露天矿西帮为研究对象,在工程地质调查基础上,运用理论分析与数学计算相结合的方法,量化爆破荷载对边坡损伤程度,建立边坡爆破振动损伤函数关系式,计算边坡破坏时间,确定最危险区域;同时,运用FLAC^3D有限元差分软件建立11个边坡地质模型,模拟分析边坡爆破振动损伤程度,并与理论分析结果进行对比。研究结果表明:边坡损伤程度与爆破距离成反比关系,随爆破作用次数增加,边坡损伤程度呈指数衰减,连续11次爆破后边坡发生破坏,最危险区域距离爆破起始位置150～200 m。

硫磺粉尘爆炸特性影响因素试验研究

范健强, 白建平, 赵一姝, 袁玮成, 王越, 李向富

2018, 28(2): 81-86. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.014

摘要 ( 243 )

PDF (1714KB) ( 386 )

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为了解硫磺粉尘爆炸特性,利用20 L球形爆炸装置开展正交试验和单因素试验,研究粉尘质量浓度、点火能量和粉尘粒径3个因素对硫磺粉尘最大爆炸压力(p_max)和最大爆炸压力上升速率((dp/dt)_max)的影响机制。利用SPSS软件对试验数据进行极差分析,并构建回归模型。结果表明:其他条件一定时,p_max和(dp/dt)_max均与粉尘质量浓度、点火能量成正相关关系,与粉尘粒径成负相关关系;3个因素的影响程度依次为:粉尘质量浓度＞点火能量＞粉尘粒径。硫磺颗粒燃烧过程生成的硫磺液滴能造成20 L球罐内的硫磺燃烧不充分,并削弱粉尘粒径对p_max和(dp/dt)_max的影响;较高的点火能量可以削弱硫磺液滴的这种不利影响。

低压氢气-空气混合物爆炸试验研究及数值模拟

张春燕, 陶刚, 涂善东, 张礼敬

2018, 28(2): 87-92. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.015

摘要 ( 211 )

PDF (2974KB) ( 393 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了预防或控制密闭容器内氢气爆炸事故,运用20 L密闭球形容器试验研究不同初始低压(0.025～0.1 MPa)下氢气-空气混合物的最大爆炸压力、最大压力上升速率;并采用Fluent数值模拟软件,通过标准k-ε湍流模型和概率密度函数(PDF)燃烧模型,模拟不同初始压力下氢气-空气混合物燃烧过程,直观再现不同初始压力下火焰传播过程及流场扰动状况。研究表明:氢气体积分数一定时,氢气-空气混合物的最大爆炸压力和最大压力上升速率与初始低压均成线性关系;初始压力从0.1MPa降低至0.025 MPa,最大爆炸压力降低75.1%～75.9%,最大压力上升速率降低77.1%～83.7%。另外,初始压力降低,火焰前沿到达器壁的时间变长。

基于GSDM-S的高温炉管腐蚀状态在线检测技术

熊亮, 孙玉江, 何凤岐, 丛广佩, 何石, 吕广磊

2018, 28(2): 93-98. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.016

摘要 ( 141 )

PDF (2774KB) ( 267 )

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为预测炉管的剩余寿命,研究高温炉管炉管壁和结焦厚度的在线检测技术,在单探头γ射线数字化扫描自动检测技术(GSDM-S)的基础上,开发基于GSDM-S的检测系统,并进行检测系统测试试验,以测试GSDM-S检测系统的精度。结果表明:用GSDM-S检测系统可在线检测炉管管壁和结焦厚度,检测误差好于±0.5 mm,满足GSDM-S检测系统装置设计要求;用基于GSDM-S的技术测得的壁厚结果与用超声方法得到的结果一致。

洪水冲击下法兰连接管道失效水速和长度研究

王慧, 马峻, 曹梦凡

2018, 28(2): 99-103. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.017

摘要 ( 185 )

PDF (1550KB) ( 248 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为确保管道安全运行,归纳分析洪水作用下管道的破坏类型,基于洪水冲击作用下管道及连接处的受力分析,构建洪水作用下管道法兰连接处螺栓失效判定模型;通过该模型判断洪水冲击作用下管道法兰连接处的螺栓安全状况,计算管道连接处失效时的洪水速度和管道的失效临界长度;以平焊环板式钢制管法兰连接的化工管道为例,分别计算不同外径的管道在洪水冲击作用下失效时的临界水速和临界长度。结果表明:洪水冲击下,随着洪水速度的增加,管道的失效临界长度逐渐缩短;相同水速时,管道外径越大,管道的失效临界长度越长。

民航机务维修不安全事件N-K风险耦合分析

陈勇刚, 熊升华, 贺强, 詹婷雯

2018, 28(2): 104-109. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.008

摘要 ( 238 )

PDF (1619KB) ( 399 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为探究民航机务维修不安全事件中风险耦合关系,基于人员、设备、环境和管理等4个方面风险因素探讨机务维修不安全事件风险耦合机制;考虑到机务维修不安全事件风险耦合过程具有不确定性和复杂性的特点,运用复杂网络N-K模型构建机务维修不安全事件风险耦合度量模型;应用所构建模型对某航空公司2013—2016年发生的643起机务维修不安全事件风险耦合程度进行度量分析。结果表明:风险耦合因素越多,机务维修不安全事件的发生概率越高;管理因素缺陷是引发机务维修不安全事件的主因。

航空相依网络的鲁棒性与拥堵性分析

王兴隆, 潘维煌, 赵末

2018, 28(2): 110-115. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.019

摘要 ( 159 )

PDF (2350KB) ( 375 )

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为保障航空网络在恶劣天气、军事活动或空管设备失效等影响下的安全性和有效性,以华北地区为例,建立由机场网络、航路网络、管制网络互相连接而形成的航空相依网络,并基于空中交通管理运行下的失效与拥堵规则,计算失效与拥堵模式下航空相依网络的鲁棒性与拥堵的测度,分析其鲁棒性与拥堵性。结果表明:航空相依网络的静态鲁棒性比动态的好;管制网络对航空相依网络的鲁棒性影响最大;边对航空相依网络的鲁棒性影响比节点的大;航路网络对航空相依网络的拥堵性影响最大。

重载铁路安全影响因素筛选及其权重分析

彭丽宇, 冯运卿, 苟娟琼, 李学伟

2018, 28(2): 116-121. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.020

摘要 ( 212 )

PDF (1663KB) ( 268 )

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为探究影响重载铁路运输安全的关键因素,提升重载铁路安全风险抵御能力,首先从人、装备、环境、管理角度建立重载铁路安全影响因素指标体系;在此基础上,以朔黄铁路为研究对象,选择该路段2004—2016年的危险源、故障与事故数据构建条件属性集,将相应的安全风险等级信息作为决策属性集,构建重载铁路安全影响因素知识系统;然后运用粗糙集理论筛选影响朔黄段重载铁路安全的关键因素,计算并分析各因素间的权重差异。结果表明:在朔黄段重载铁路线上,人和管理是重载铁路安全的2个主要影响因素;身体素质和心理素质是影响重载铁路安全的2个主要人员因素,通信信号、线路与轨道是影响重载铁路安全的2个主要装备因素,外部社会环境和自然环境对重载铁路安全有较大影响,安全培训和安全奖惩是影响重载铁路安全的2个主要管理因素。

高瓦斯易自燃煤层采空区遗煤自燃影响因素研究

周亮, 戴广龙, 秦汝祥

2018, 28(2): 122-127. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.021

摘要 ( 155 )

PDF (1711KB) ( 443 )

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为预防高瓦斯易自燃煤层采空区遗煤自燃事故,根据此类煤层采空区遗煤自燃的特性,共选取19个影响因素,采用基于直觉模糊集的集成决策实验室分析与解释结构模型(DEMATEL&ISM)法对这些因素进行结构化处理,以此分析各因素对此类煤层采空区遗煤自燃的影响。结果表明:高瓦斯易自燃煤层采空区遗煤自燃的影响因素分为3个层次;工作面长度、通风方式、煤的吸氧速率、临界温度、残余瓦斯含量、煤层厚度、倾角与地质构造为根源因素;邻近层瓦斯情况、工作面开采方法、通风风量、推进速度为中间因素;防灭火措施、安全监测、采空区遗煤厚度、瓦斯抽采措施、工作面通风阻力、推进速度、围岩温度、煤层埋藏深度与顶板岩性为表层因素。

煤层底板突水危险性GSPCA-LSSVM评价模型

赵琳琳, 温国锋, 邵良杉

2018, 28(2): 128-133. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.022

摘要 ( 124 )

PDF (3707KB) ( 221 )

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为快速、准确地评价煤层底板突水危险性,选取水压等作为影响因素,以其灰色关联度作为灰色主成分分析(GSPCA)的协方差矩阵,提取信息不重叠的灰色主成分,并将该成分作为最小二乘支持向量机(LSSVM)的输入向量,底板突水危险性作为LSSVM输出向量,建立煤层底板突水危险性GSPCA-LSSVM评价模型;将20组实测数据作为训练样本训练模型,采用回代估计法进行回检;利用训练好的模型对5组检验样本进行评价。结果表明:利用GSPCA提取的主成分考虑原影响因素不完备性,包含其超过91.97%的信息,减少信息冗余;经GSPCA处理后LSSVM计算复杂度降低;用GSPCA-LSSVM模型评价煤层底板突水危险性,结果与实际情况基本吻合。

熵-TOPSIS-耦合协调法评价铁路危险品运输系统风险

黄文成, 帅斌, 孙妍, 李美霖, 庞璐

2018, 28(2): 134-138. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.023

摘要 ( 222 )

PDF (1410KB) ( 352 )

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为定量获取铁路危险品运输系统风险情况,首先,将铁路危险品运输系统分为人、机、物、环、管5个子系统,并阐明各子系统风险因素;然后,综合利用熵权法、逼近理想解排序法(TOPSIS)和耦合协调度模型,提出熵-TOPSIS-耦合协调综合评价法;其次,应用该方法评价我国铁路危险品运输系统风险;最后,就评价结果提出改善建议。结果表明:近年来我国铁路危险品运输系统由有序向无序发展,安全性逐步提升,但人和管理子系统较为薄弱,需采取改善措施,降低耦合效果,保证运输安全。

新型耗能防落梁装置研发及其效应研究

李雪红, 李文琳, 顾以明, 王蕊, 徐秀丽

2018, 28(2): 139-144. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.024

摘要 ( 189 )

PDF (3348KB) ( 259 )

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为提高混凝土梁式桥的整体抗震性能,研发一种具有耗能、限位双重作用的新型防落梁装置。首先,结合连梁装置的设计思想,将E形钢板与连接钢板相组合,通过设置合理的不工作长度和最大工作长度设计该装置,并试验研究其耗能能力;然后,将装置用于一座混凝土连续梁桥,对比分析设置装置前后墩(台)梁相对位移、墩底剪力等参数,并分析装置在地震作用下的受力及耗能。结果表明:新型耗能防落梁装置滞回曲线形状饱满,有很好的耗能能力;设置该装置能有效降低桥梁的地震响应,其中墩(台)梁相对位移减小60%左右,非过渡墩墩底剪力减小40%左右。

非调度因素对航空器除冰保障能力的影响分析

崔婷, 韩树清, 张燕

2018, 28(2): 145-150. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.025

摘要 ( 170 )

PDF (1678KB) ( 236 )

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为研究非调度因素对繁忙机场冬季航空器除冰保障能力的影响,缓解不完整信息条件下航空器除冰需求激增所引发的安全运行压力,采用多目标0～1整数规划构建除冰航空器分配模型,并以我国某典型冬季繁忙机场3年降雪季的13 681架次除冰航班为样本,比较多种非调度因素不同组合下的20种情境,分析非调度因素对航空器除冰保障能力的影响。研究表明:极端降雪天气下,充足的除冰资源投入比资源使用方式优化更能有效提升保障能力;小雪及无降雪(除霜)天气下,航班时刻编排不合理可能导致与除冰资源投入和利用无关的保障压力;除冰资源投入量及使用限制程度共同影响航空器除冰保障能力。

冲击倾向性煤体失稳破坏电荷感应问题试验研究

宋艳芳, 潘一山, 包思远

2018, 28(2): 151-157. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.026

摘要 ( 160 )

PDF (2416KB) ( 236 )

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为了探究煤样冲击倾向性与煤样破裂电荷感应关系,利用自主研发的多通道电荷感应监测系统,开展单轴压缩条件下不同冲击倾向性煤样电荷信号规律的试验研究,对不同冲击倾向性煤样破坏全程电荷信号分布趋势以及电荷相关参量分别进行定性和定量分析。结果表明:煤样破裂过程的应力-电荷变化具有一致性,加载初始阶段电荷信号稳定,应力突降阶段电荷信号变化显著;不同冲击倾向性煤样,电荷信号变化规律有所不同;强冲击倾向煤样电荷信号主要集中在应力峰前的临近峰值应力阶段,弱冲击倾向煤样电荷信号在应力峰前和峰后均有,无冲击倾向煤样电荷信号主要集中在应力峰后的软化阶段;煤体冲击倾向性越强,应力峰后累积电荷量越小,单位时间电荷量越大;因此,可以通过电荷信号的分布以及电荷相关参量的量化分析,初步判断煤体冲击倾向,为冲击地压动力灾害的预测提供理论依据。

实体煤赋存环境下微生物降解煤吸附甲烷试验研究

于红, 崔学锋, 张瑞林

2018, 28(2): 158-163. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.027

摘要 ( 125 )

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为进一步优化和完善基于煤吸附瓦斯微生物治理的基础方法,自主研制了模拟实体煤赋存环境下煤吸附甲烷微生物降解试验装置。从煤矿回风巷土壤中分离出一株TyPeⅠ型Methylomarinum属甲烷氧化菌,通过定量、连续地控制加载轴压,将菌种以高压菌液的方式注入煤体试件内,研究其对不同煤样吸附甲烷的降解效能,并分析甲烷氧化菌特征代谢产物之一CO₂体积的变化。结果表明:在轴压1～5 MPa范围内,甲烷降解率前期受轴压影响较大,后期趋于平缓;加载相同轴压下的对比试验表明,普氏系数越大、甲烷降解率越高;甲烷的消耗体积和CO₂的生成体积大致符合12:1的比例。

山丘地形对浅埋7.0 m采高综采面矿压显现的影响

邸帅, 王继仁, 李冬辉, 戚旭鹏, 王延生

2018, 28(2): 164-169. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.028

摘要 ( 128 )

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为分析山丘地形对浅埋煤层大采高综采面矿压显现的影响,以上湾煤矿12205综采面为例,采用理论分析、数值模拟与现场实测方法,研究综采面过平直与山丘地形下矿压显现的异同。通过应力传递力学模型确定山丘坡度、高度为矿压显现主要影响因素,进而利用数值模拟分析坡度、高度对矿压显现的影响。研究表明:与平直地形相比,工作面经过山丘地形时支承压力峰值、峰值点位置和影响范围均增加,大于30°的山丘坡度或大于30 m的高度,可能引起强烈的矿压显现;同时现场实测表明在山丘地形下(坡度45°,高度50 m)矿压显现较为强烈,证明了理论分析与数值模拟的可靠性。

城市商业综合体建筑火灾事故演变路径分析

周扬, 夏登友, 高平

2018, 28(2): 170-174. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.029

摘要 ( 185 )

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为促进城市商业综合体建筑火灾情景演变路径分析程序及表示方法的规范化,依据城市商业综合体建筑火灾特点,基于知识元模型中的特征要素表示情景,识别情景中致灾因子、承灾体、驱动要素为主的特征要素,通过分析主要特征要素的状态参数变化及特征要素间相互作用,确定城市商业综合体建筑火灾事故情景可能演变路径并以网络图的形式表示。研究表明:基于特征要素的演变路径分析及网络图表达方法实现了城市商业综合体建筑火灾事故演变路径分析及表示的规范化、直观化。

化工企业多米诺事故安全屏障优化布置

徐安琦, 钱一潇, 钱瑜

2018, 28(2): 175-180. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.030

摘要 ( 204 )

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为应对化工企业生产过程和日常仓储中重大危险源过于集中而导致多米诺事故频发的现状,研究优化布置安全屏障以预防扩展事故的方法。首先,以池火灾为初始事故,识别二次事故计算扩展概率;然后,兼顾安全屏障损坏的可能以及安全屏障对减弱热辐射物理效应的作用,评估安全屏障作用于危险源的效果;其次,通过构建优化决策模型,求解总成本有限条件下,研究范围内发生多米诺事故概率最小的安全屏障设置方案;最后,以某蛋氨酸生产企业为例,通过模型计算求得其最优的安全屏障设置方案。结果证实合理布置安全屏障能够有效阻止多米诺事故的发生。

神经网络范式下硐室群施工安全风险预警研究

江新, 杜海文, 袁轩, 胡文佳, 郑霞忠, 孙正熙

2018, 28(2): 181-186. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.031

摘要 ( 145 )

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为保障地下硐室群施工人员安全、减少安全事故,针对地下硐室群施工安全风险,利用BP神经网络方法,开展预警研究。首先通过分析地下硐室群施工安全的影响因素,构建预警指标体系;收集1 000组训练样本后,设置并调试网络参数,网络训练成功后,用以进行地下硐室群施工期安全风险预警分析;然后以某地一个在建水电站地下硐室群为例,验证该预警方法的有效性。结果表明:用该预警方法能够快速获知地下硐室群当前施工安全状态以及风险变化趋势,提前采取有效的应对措施,提高施工安全管理水平。

垂直升船机初期火灾应急疏散策略研究

陈述, 申浩播, 王越, 王建平, 李智

2018, 28(2): 187-192. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.02.032

摘要 ( 158 )

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为提高垂直升船机的疏散效率,开展初期火灾疏散策略研究。基于垂直升船机结构特征与疏散通道布置方位,确定升船机水平与垂直方向的疏散路径;考虑年龄跨度等因素,修正应急疏散速度,计算水平廊道入口至垂直疏散通道入口处的水平疏散时间;确定承船厢停靠位置与疏散层之间的对应关系,计算垂直疏散通道入口经由楼梯或电梯至上游或下游平台的垂直疏散时间;比较计算楼梯疏散方案和楼梯与电梯组合疏散方案这2种工况下的疏散时间,优选疏散策略。研究结果表明:在垂直升船机初期火灾应急疏散时,承船厢停止高程与疏散点高程距离越大,使用楼梯与电梯组合疏散方案越有利。

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