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当期目录

    2022年 第32卷 第5期    刊出日期:2022-05-28
    安全科学理论与安全系统科学
    中英文安全科学相关期刊的识别与分类
    李杰, 刘娇, 钱金鑫, 佟瑞鹏, 梁绪树
    2022, 32(5):  1-7.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1995
    摘要 ( 569 )   HTML ( 21 )   PDF (4515KB) ( 86 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    为识别与分类中英文安全科学相关期刊,以Web of Science数据平台为依托,分别从科学引文索引(SCI)和中国科学引文数据库(CSCD)中检索2018—2020年《中国安全科学学报》和Safety Science发表的论文数据;采用VOSviewer软件和期刊共被引分析方法,从所采集论文的参考文献中识别和分析安全期刊列表和聚类。结果表明:从《中国安全科学学报》的期刊共被引网络中提取的期刊,主要分布在“安全管理科学”、“安全科学与人的因素”、“火灾、燃烧、工程热物理以及工业过程”、“可靠性”等10个领域的安全期刊群;Safety Science引用的刊源主要来自“可靠性工程、专家系统、海洋工程、运筹学”、“安全管理心理与职业卫生”、“安全人机工程学”、“安全科学与建筑安全”、“火灾安全、疏散、交通”、“交通安全与职业医”以及“过程安全、风险、灾害与工程力学”7个期刊群。

    安全社会科学与安全管理
    公交驾驶员组织认同感对驾驶愤怒的影响:职业倦怠的中介作用
    李琼, 汪勇杰, 陈文强, 白鹏霞, 薛晨蕾
    2022, 32(5):  8-13.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0467
    摘要 ( 380 )   HTML ( 3 )   PDF (1573KB) ( 45 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    为探究影响公交驾驶员驾驶愤怒的前因变量及影响机制,提出以职业倦怠为中介变量的公交驾驶员组织认同感、职业倦怠与驾驶愤怒模型;选用组织认同感量表、职业倦怠量表和公交驾驶员驾驶愤怒量表,调查西安市的583名公交驾驶员,利用Process宏程序进行模型检验。结果表明:其他交通主体的违规行为与利己主义行为更易诱发公交驾驶员的驾驶愤怒;组织认同感可显著负向预测驾驶愤怒和职业倦怠,职业倦怠在组织认同感和驾驶愤怒之间起中介作用,即组织认同感可通过职业倦怠影响驾驶愤怒。

    考虑室内呼吸暴露风险的人群引流控制策略研究
    梁本部, 谢科范, VAN DER WAL Natalie, 刘嘉
    2022, 32(5):  14-20.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0842
    摘要 ( 281 )   HTML ( 2 )   PDF (4982KB) ( 75 )  
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    为明确重大疫情中人群引流控制策略对室内呼吸暴露风险的影响,基于改进的行人动力学模型和呼吸传染概率模型,构建一般室内情况下人群运动多种场景,借助多智能体仿真技术,模拟防护优化策略、流量优化策略和路线优化策略对呼吸暴露风险影响。研究结果表明:室内呼吸暴露风险主要取决于行人总流量、个体停留时间、运动路径规划和污染区域持续时间;在行人社交距离遵循行为方面,个体因必须保持设定的物理距离而形成延滞效应,这会进一步增加暴露于污染区域时间;口罩病原体渗透率越低、空间通风量越大,群体呼吸传染概率越小。

    角色压力对员工安全行为影响的元分析:主管支持的调节作用
    陈巧, 刘素霞, 梅强, 张菁菁
    2022, 32(5):  21-27.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0079
    摘要 ( 288 )   HTML ( 3 )   PDF (1403KB) ( 46 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    为明晰角色压力对员工安全行为的影响机制,运用元分析方法,统计分析现有35篇实证文献中的37个独立样本,剖析角色压力(角色冲突、角色模糊和角色超载)、主管支持与员工安全行为(安全任务行为和安全情境行为)之间的作用关系,并探讨经济发展水平和行业类型在角色压力与安全行为之间的调节作用。结果表明:角色冲突、角色模糊和角色超载负向影响员工安全行为,其中角色模糊对员工安全行为影响最大,并且对安全情境行为的影响大于安全任务行为;主管支持正向影响员工安全行为,并分别在角色冲突、角色模糊、角色超载和安全任务行为之间以及角色模糊和安全情境行为之间起到调节作用;在发展中经济和高危行业条件下,员工的安全行为比成熟经济和一般行业更容易受到角色压力的影响。

    建筑企业差错管理氛围与工人安全绩效关系
    陈彦霖, 黄文炜, 李弘扬
    2022, 32(5):  28-34.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1754
    摘要 ( 301 )   HTML ( 4 )   PDF (1853KB) ( 142 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    为明晰建筑企业差错管理氛围对建筑工人安全绩效的内在作用机制,引入建筑工人安全认知、安全自我效能为中介变量,在文献研究和开放式访谈的基础上,建立四者的链式关系结构方程模型(SEM);采用差错管理氛围量表、安全认知量表、安全自我效能量表和安全绩效量表,调查来自广州和佛山222名一线建筑工人;通过SPSS和AMOS进行模型检验和中介效应检验以验证假设模型。结果表明:差错管理氛围对安全绩效的直接影响不显著,而安全认知、安全自我效能各自的独立中介作用显著,且安全认知和安全自我效能在差错管理氛围和安全绩效关系间的链式中介作用显著。构建良好的差错管理氛围,通过提升工人的安全认知水平和安全自我效能这2条显著正向影响路径,可有效提高工人的安全绩效。

    安全工程技术
    基于金字塔拆分注意力的列车轮对踏面损伤诊断
    何静, 侯娜, 张昌凡, 胡新亮, 刘建华
    2022, 32(5):  35-40.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.2166
    摘要 ( 200 )   HTML ( 2 )   PDF (2718KB) ( 38 )  
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    为解决列车轮对踏面损伤诊断准确率低、速度慢和损伤样本少的问题,提出一种基于金字塔拆分注意力网络(EPSA-ResNet)的车轮对踏面损伤诊断模型。首先,采用迁移学习方法预训练ImageNet数据集,得到模型参数,然后将其迁移到轮对踏面损伤特征数据中,并进行微调,从而获得共享模型结构和参数;其次将ResNet-50残差块中的3×3卷积替换为一种金字塔拆分注意力(PSA)模块,得到新的EPSA-ResNet,融合空间和通道注意力多级别特征,自适应地进行特征重标定;最后通过Softmax分类器得到轮对踏面损伤情况的诊断结果。结果表明:该方法能够有效识别列车轮对踏面损伤状态以及周围环境间存在的局部细微差异,诊断精度可达99.79%,优于其他深度神经网络模型。

    抑制倾斜隧道烟气流动热压主导模式的临界风压
    阳东, 李萍
    2022, 32(5):  41-47.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0938
    摘要 ( 222 )   HTML ( 3 )   PDF (3552KB) ( 37 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    为抑制纵向通风的倾斜隧道内火灾烟气流动的不确定性,首先,采用势函数分析法,建立只产生热压主导模式的临界风压Pj,min与完全抑制热压主导模式的临界风压Pj,max的理论模型;然后,开展小尺寸试验,验证该理论模型的科学性及有效性,并比较刚好实现临界风速的机械风压Pj,c与上述2个临界风压的大小。结果表明:Pj,max恒大于Pj,c;若采用Pj,c来实施纵向排烟,由于风机开启时间的不同,可能存在2种稳定状态,第一种状态为隧道内的纵向风速达到临界风速,进而使得全部烟气向下游流动,而另一种状态为热压压制风机风压,造成部分烟气向上游蔓延;当采用Pj,max时,则可在任何风机开启时间下实现有效纵向排烟。

    不同磷酸氢盐作用下的乙烯抑爆特性及机制
    王燕, 李忠, 张一民, 王阳, 杨晶晶, 纪文涛
    2022, 32(5):  48-54.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1564
    摘要 ( 262 )   HTML ( 2 )   PDF (2060KB) ( 47 )  
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    为有效减少乙烯爆炸事故的危害,选用磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钙3种磷酸氢盐,使用20 L球形爆炸测试系统试验研究不同质量浓度磷酸氢盐作用下乙烯的最大爆炸压力、爆炸压力上升速率和爆炸压力峰值到达时间,并基于上述参数随磷酸氢盐质量浓度变化特征分析磷酸氢盐对乙烯爆炸的抑制特性和机制。结果表明:3种磷酸氢盐对乙烯爆炸均有一定抑制作用,最佳抑爆临界质量浓度均为0.4 g/L,高于或低于该质量浓度,抑爆效果均有所减弱;相同质量浓度条件下磷酸二氢钾的抑爆效果最佳,磷酸二氢钙次之,磷酸二氢铵最差。

    基于小孔节流原理的高楼逃生缓降器设计与仿真
    鲁义, 杨宇轩, 邵淑珍, 贺伟林, 王伟, 颜晓雯
    2022, 32(5):  55-60.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1184
    摘要 ( 330 )   HTML ( 3 )   PDF (1707KB) ( 40 )  
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    针对现有缓降器存在体积庞大、结构复杂、速度不可控等缺点,设计一款全新的可控速高楼逃生缓降器。首先,推导出缓降器的下降速度与节流小孔孔径之间的关系;然后,利用AMESim软件建立缓降器的动力学模型,仿真模拟不同负载、不同节流孔径下缓降器的下降速度;最后,仿真分析确定节流小孔通径安全调节范围,并通过调节串联在2液压缸之间的节流小孔孔径大小,达到变速缓降的目的。结果表明:该缓降器结构简单、体积小巧,使用者可根据逃生需求在节流孔径1~6 mm 内任意调节缓降器的下降速度,且速度不超过1.5 m/s。针对不同体重的使用对象,该缓降器的速度变化幅度始终趋于稳定,极大地提升了缓降器的适用性和安全性。

    HAZOP风险评级的变权犹豫模糊方法
    王铁旦, 穆毅强, 彭定洪
    2022, 32(5):  61-67.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1335
    摘要 ( 286 )   HTML ( 1 )   PDF (1767KB) ( 71 )  
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    为提高危险与可操作性分析(HAZOP)的质量和效率,提出一种基于犹豫模糊信息且融合连续奖惩变权功能的危害风险评级方法。首先,以犹豫模糊集(HFS)表征专家组的群体评价信息,旨在充分汇聚HAZOP小组的集体智慧;其次,提出一种连续惩罚—激励的变权方法,用以反映指标状态值对风险评级的影响;然后,进一步构建基于变权犹豫模糊逼近理想解评级法(TOPSIS-Sort)的HAZOP分析流程;最后,应用该方法分析某原油稳定装置的风险等级,验证该方法的科学性和有效性。结果表明:H1等5个危害因素被评为风险可忽略级别,H4等5个危害被评为最低合理可行级别,对应排序为H10<H8<H5<H4<H7

    带压开采煤层底板破坏特征与突水风险分析
    李刚, 刘海振, 杨庆贺, 牛伟锋
    2022, 32(5):  68-76.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1535
    摘要 ( 189 )   HTML ( 0 )   PDF (11561KB) ( 22 )  
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    为弄清采动条件下底板破坏特征,以辛置煤矿10409工作面为研究对象,采用理论分析和数值模拟相结合的研究方法,详细研究采动过程中底板应力场分布特征和底板岩层破坏损伤演化特征,结合现场压水试验验证结果,得出采动条件下煤层底板岩层中支承压力分布规律和底板岩层破坏范围,并分析评价矿井10号煤层带压开采风险。结果表明:采动影响下煤层底板呈现拉张破坏-压实-拉张破坏的周期性破坏,影响底板破坏深度的工作面长度临界值约为160 m;底板岩层最大破坏深度可达9.50 m,底板突水最大风险点滞后工作面2.6 m左右。

    基于计算流体力学的配对进近尾流安全间隔研究
    何昕, 马义龙
    2022, 32(5):  77-83.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.2075
    摘要 ( 170 )   HTML ( 0 )   PDF (3153KB) ( 28 )  
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    为解决多变环境条件下通过单纯数学建模方法预测尾流存在精度不足的问题,首先,研究近距平行跑(CSPRs)道配对进近(PA)模式尾流安全区的基本要求;然后,通过建立运输机机翼尾涡流场,采用k-ε模型数值模拟计算侧风影响下的翼尖涡涡量场,得到配对前机尾涡空间分布特征,分析PA尾流安全区,提出基于计算流体力学(CFD)的PA尾流安全间隔计算方法;最后,以上海虹桥机场为例,采用数值模拟方法计算配对前后机分别为B747-400和B737-800,侧风风速3 m/s时的情况,验证该方法的科学性和有效性。结果表明:侧风可以加剧尾流的横向位移,配对后机可在配对前机上风方向跟进飞行避开尾流影响;当飞行环境一定时,前机翼展是PA最大尾流安全间隔值的决定性因素;基于CFD的PA尾流安全间隔计算结果能较好地拟合试验测量值,提高PA尾流安全间隔值的计算精确性;相同配对机型条件下,基于CFD的PA尾流安全间隔计算结果远小于现行尾流间隔标准。

    抗滑桩前预留岩体破坏模式及稳定性分析
    朱大鹏, 何磊, 田力, 秦粮凯
    2022, 32(5):  84-89.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0935
    摘要 ( 130 )   HTML ( 0 )   PDF (5347KB) ( 23 )  
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    为了探究大开挖条件下桩前预留岩体的稳定性,首先基于相似理论开展不同宽度预留岩体的变形及破坏模式试验研究;然后基于极限平衡理论得到不同破坏模式下预留岩体稳定性计算公式;最后以湖南省某滑坡治理桩前大开挖为例,分析不同破坏模式下预留岩体的稳定性变化特征。结果表明:随着桩前预留岩体宽度的增加,其变形总体呈临空面外凸—少量裂缝—桩前岩体顶面隆起的发展趋势; 宽度较大的预留岩体易发生上滑移破坏,宽度较小的预留岩体则易发生下滑移破坏;下滑移破坏中,稳定系数随着预留岩体宽度的增大按开口向上的二次函数形式增加。

    基于机器学习的双参数火灾探测方法
    刘全义, 朱博, 邓力, 石航, 梁光华
    2022, 32(5):  90-96.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0874
    摘要 ( 194 )   HTML ( 4 )   PDF (2796KB) ( 90 )  
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    为解决单一技术在火灾探测上造成的误报、漏报现象,设计并建立可燃物燃烧试验平台,选取燃烧产物中质量浓度迅速升高的PM10及CO作为分类算法的特征参数,对特征参数进行数据处理后,采用逻辑回归(LR)、线性判别分析(LDA)、k近邻算法(kNN)、分类与回归树(CART)、朴素贝叶斯与支持向量机(SVM)等6种机器学习算法建立火灾探测模型,并评估分析其分类性能。结果表明: 6种算法中kNN评估准确率、召回率、F1值和kappa值均高于其他算法,且评估准确率达到95.2%,能够准确地识别燃烧状态;通过分类处理燃烧产物中快速变化的PM10及CO质量浓度,能够较准确识别火灾。

    钠冷堆非能动余热排出系统热力特性分析
    王严冬, 陈永东, 邓靜
    2022, 32(5):  97-103.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1048
    摘要 ( 192 )   HTML ( 2 )   PDF (2041KB) ( 53 )  
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    为掌握系统自然循环热力行为特性和相关设备安全性,基于能量平衡和流动平衡耦合建立钠冷堆非能动余热排出系统(PRHRS)热力模型,探究位差、密度差等非能动特性对系统的影响机制,并利用印度原型增殖快堆(PFBR)PRHRS试验结果验证模型的正确性,明确管程数、翅片厚度、烟囱直径、风门开度对热力循环的影响特征。结果表明:随管程数增加,空气热交换器(AHX)传热系数减小13.6%,同时压降增加66.4%,在低管程数时系统综合传热性能较优;随拔风烟囱内径增加或翅片厚度增加,AHX传热系数及压降增加而单位压降传热系数降低,设计中存在最优解;在极端低温工况时减小风门面积可有效提升设备运行温度以及系统传热效果,有助于保障系统安全运行。

    穿越富水断层带隧道爆破围岩突变失稳判据研究
    彭亚雄, 刘广进, 黄智刚, 吕虎波, 吴立
    2022, 32(5):  104-111.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0887
    摘要 ( 181 )   HTML ( 0 )   PDF (3827KB) ( 52 )  
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    为解决穿越富水断层带隧道爆破失稳问题,基于爆破作用下隧道-断层系统失稳的力学模型,考虑爆破与地下水共同作用影响,建立穿越富水断层带隧道失稳的尖点突变模型,揭示隧道-断层系统围岩失稳机制,形成围岩失稳判据,并以福建平潭及闽江口水资源配置为例,评价穿越富水断层带隧道围岩的稳定性。结果表明:穿越富水断层带隧道围岩失稳是系统内部与外部因素共同作用的结果;在长期水岩作用与累积爆破作用下,富水断层带中围岩力学性质不断弱化,突变判据k值不断降低,导致围岩失稳破坏的可能性提高;利用失稳判据获得的失稳风险评价结果与现场工况一致。

    面向海量不平衡数据的轨道电路故障诊断方法
    邢玉龙, 王剑, 上官伟, 彭聪, 朱林富
    2022, 32(5):  112-118.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.2389
    摘要 ( 200 )   HTML ( 2 )   PDF (4619KB) ( 50 )  
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    为解决轨道电路故障诊断任务中监测数据类别不平衡导致诊断模型决策边界产生偏移,以及数据海量导致训练速度慢的问题,提出数据重采样与集成学习算法相结合的轨道电路故障诊断方法。首先,通过特征合成和数据重采样处理不平衡数据,重采样包括随机降采样和合成少数类过采样技术(SMOTE);然后,利用训练高效的轻量梯度提升机(LightGBM)算法构建面向海量监测数据的故障诊断模块,并设计训练及诊断流程,以网格搜索和交叉验证方法调整关键参数;最后,引入不易受数据不平衡影响的Macro-F1值作为故障诊断模型评价指标。结果表明:特征合成、数据重采样对不平衡数据下的各故障诊断模型的综合表现均有不同程度的提升,LightGBM相较于其他算法在综合表现和训练时间上都是最佳,可保障准确性和面对海量数据时的快速性。

    空洞对隧道结构安全影响试验与模拟
    郑艾辰, 向晋扬, 黄锋, 金成昊, 刘星辰
    2022, 32(5):  119-126.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1777
    摘要 ( 219 )   HTML ( 1 )   PDF (14094KB) ( 39 )  
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    为减少衬砌背后空洞对隧道结构的危害,采用模型试验和数值模拟相结合的方法,通过变化空洞数量、位置和尺寸3个参数,研究空洞对二次衬砌结构安全性的影响规律。结果表明:空洞导致衬砌结构安全系数发生显著降低,尤其是空洞同时存在于拱顶、拱底和左右拱腰时,拱脚安全系数变化最为明显,降低了57%;对于2处空洞组合的情况,左右拱腰同时出现空洞时衬砌结构的受力最为不利,安全系数最低;拱顶空洞环向宽度范围由0°增加至45°的过程中,拱顶弯矩由正转负,安全系数先增大后减小,当空洞范围为45°时拱顶安全系数最小,仅为15°时的34%。

    二氧化硅凝胶泡沫材料制备及阻燃性能研究
    巩亚文, 刘应春, 景明举, 张英楠, 张彬
    2022, 32(5):  127-133.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0114
    摘要 ( 307 )   HTML ( 1 )   PDF (2907KB) ( 69 )  
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    为解决二氧化硅凝胶泡沫材料黏度低和稳定性差等问题,研究制备一种以复合发泡剂、稳泡剂、硅酸钠溶液和乙酸为原料的二氧化硅凝胶泡沫。首先,采用溶胶-凝胶法和正交试验研究硅酸钠溶液交联体系与复配发泡剂的性能;然后,采用博勒飞黏度计测试不同配比凝胶的成胶时间及黏度,选出适合固体可燃物(木材)阻燃的凝胶配比;最后,采用同步热重(TG)分析仪进行现场试验,测试凝胶泡沫对固体可燃物(木材)的阻燃特性。结果表明:二氧化硅凝胶泡沫对木材有良好的阻燃效果;凝胶在成胶过程中可粘结在固体可燃物(木材)的表面;在空气气氛下,木材的残炭率几乎为0,而木材@凝胶泡沫体系试验结束后的残炭率约为48.63%,且在现场木材燃烧试验中,木材比凝胶处理后的木材失重率多46%,说明二氧化硅凝胶泡沫有较好的阻燃性能。

    改进POT模型下尾矿坝综合预警值确定方法
    曾纪涵, 章光, 吴浩, 胡少华
    2022, 32(5):  134-139.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1699
    摘要 ( 184 )   HTML ( 2 )   PDF (2532KB) ( 47 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    为完善尾矿坝在线监测预警系统,结合尾矿坝定性指标和定量指标,提出尾矿坝综合预警模型。首先,将尾矿坝预警指标分为监测指标和非监测指标,分别计算2类指标权重,融合得到综合风险指数;然后,引入改进极值(POT)模型,构造综合风险指数的广义帕累托(GPD)函数,并求解函数参数,结合3σ准则确定尾矿坝的综合预警值;最后,以湖北省某尾矿坝为例进行实例分析。结果表明:尾矿坝综合预警模型能够弥补传统单指标预警模型风险信息反映有限的缺点,并计算得到黄色、橙色、红色综合预警值分别为66.538、71.387、80.585;与云模型(CM)计算结果对比,证明尾矿坝综合预警模型具有一定的科学性和有效性。

    深度学习下建筑工人高空安全防护装备检测方法
    张萌, 韩豫, 刘泽锋
    2022, 32(5):  140-146.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1141
    摘要 ( 397 )   HTML ( 14 )   PDF (5600KB) ( 155 )  
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    为解决现有安全防护装备检测技术动态性、协同性不足的问题,基于深度学习,提出一种建筑工人高空作业安全防护装备的检测新方法;该方法以轻量化网络MobileNetV2置换YOLOv4的主干特征提取网络,实现动态视频状态下安全帽与安全带的综合检测;并开展测试,检验该方法的有效性。结果表明:该检测方法在中央处理器(CPU)运行环境下,检测速度增快2.7倍;在图形处理器(GPU)运行环境下,对于单目标、多目标和小目标的单帧视频检测速度能保持在25~27 ms, 同时能取得91.57%、89.69%和86.63%的平均精度。

    二维云模型和贝叶斯网络的立管风险评估方法
    刘嘉豪, 余杨, 张振兴, 余建星, 王巍巍, 傅一钦
    2022, 32(5):  147-154.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0699
    摘要 ( 206 )   HTML ( 1 )   PDF (2308KB) ( 41 )  
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    为探明非粘结柔性立管关键失效模式,提出一种量化评估与概率推理相结合的风险评估法。首先,基于二维云模型改进风险矩阵法;然后将事故树转化为贝叶斯网络(BN),量化评估底事件,并计算其发生概率;通过BN双向推理,求解顶事件失效概率,排查故障源头;最后针对关键失效模式提出预防措施,并通过实例验证该方法。结果表明:非粘结柔性立管失效概率为1.099×10-2;腐蚀、侵蚀和船舶运动3种失效模式风险等级较高,需要在维护时引起注意。

    公共安全
    接入道路对山区双车道公路穿村镇路段事故风险影响
    戢晓峰, 耿昭师, 普永明, 卢梦媛, 覃文文
    2022, 32(5):  155-162.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0444
    摘要 ( 222 )   HTML ( 0 )   PDF (1743KB) ( 48 )  
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    为降低山区双车道公路穿村镇路段交通事故风险,基于道路线形、村镇环境、交通事故数据,构建结构方程模型(SEM)及N-K模型,探究接入道路与环境、车辆及道路线形对山区双车道公路穿村镇路段事故风险的耦合影响,并定量分析道路-村镇距离、接入道路类型和数量、交叉口类型对山区双车道公路穿村镇路段事故风险的影响及耦合作用。结果表明:接入道路对山区双车道公路穿村镇路段事故风险具有显著影响,并且与平曲线因素、竖曲线因素具有较强的耦合作用;道路-村镇距离和交叉口类型有直接显著作用,接入道路数量和类型仅有间接显著作用;道路绕行村镇大于100 m与机耕道耦合风险最大,风险耦合度为0.359 6;机耕道与3条接入道路耦合风险最小,风险耦合度为0.000 1。

    基于聚类分析和SVM的二级公路交通事故严重度预测
    杨文臣, 周燕宁, 田毕江, 郭凤香, 胡澄宇
    2022, 32(5):  163-169.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1263
    摘要 ( 275 )   HTML ( 1 )   PDF (3160KB) ( 86 )  
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    为明析输入特征对交通事故严重度机器学习预测模型的影响,基于1 808条山区二级公路事故数据,选择12个事故严重度的影响因素作为候选特征变量,采用K-means(KM)聚类算法离散化事故严重度的连续特征变量,采用随机森林(RF)算法识别事故严重度的重要特征变量,通过组合3种输入特征变量(候选特征、KM特征、RF特征)和支持向量机(SVM)算法,分别构建事故严重度的3种SVM预测模型(SVM*、KM-SVM和RF-SVM),并分析3种SVM模型的预测性能及适用性。结果表明:通过离散连续变量和识别关键特征参数,可显著提高RF-SVM模型的预测准确率,重伤和死亡事故的预测准确率提高达40%;特征选择对SVM模型性能的影响程度要小于连续变量离散化;RF-SVM模型可获得比二元logistic回归模型更好的预测性能,但对不同输入特征的敏感性较高。

    基于LSTM-BF的高速公路交通事故风险模型
    熊晓夏, 刘擎超, 沈钰杰, 蔡英凤, 陈龙
    2022, 32(5):  170-176.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1602
    摘要 ( 265 )   HTML ( 1 )   PDF (3539KB) ( 88 )  
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    为减少高速公路交通事故的发生,综合利用长短期记忆神经网络(LSTM)和贝叶斯滤波(BF)研究高速公路交通事故风险状态预测模型,首先,通过LSTM模块学习历史交通流风险数据中存在的时间依赖关系;然后,通过BF模块融合LSTM预测结果提高实时风险预测效果;最后,利用宁波绕城高速2020年交通事故和沿线卡口数据,基于事故发生前20 min内上下游卡口间的时空范围,采用移动时间窗形式构建多步特征变量,并进行五折交叉验证。结果表明:相比随机森林(RF)算法,LSTM模型具有更高的精确率和召回率;在LSTM模型基础上,增加贝叶斯滤波BF模块可使最终风险预测结果F1值达到0.80水平。

    职业卫生
    我国煤矿噪声研究进展科学知识图谱分析
    杨明, 贾改妮, 刘毛毛, 全星苑
    2022, 32(5):  177-184.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.1484
    摘要 ( 166 )   HTML ( 2 )   PDF (6795KB) ( 188 )  
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    为了解我国在煤矿噪声方面的研究进展,基于中国知网(CNKI),统计分析相关文献,运用可视化软件绘制我国煤矿噪声领域研究态势科学知识图谱。结果表明:煤矿噪声领域研究文献数量在近10年年均发文量均在百篇以上;中煤科工集团重庆研究院有限公司、中煤科工集团西安研究院有限公司、国家安监总局职业安全卫生研究中心、中国矿业大学等机构在煤矿噪声研究方面开展了大量研究工作;随着时间的推移,煤矿噪声领域研究内容呈动态变化、逐渐拓宽的发展趋势,煤矿噪声、噪声控制等一直以来都是研究的热点;在地铁、公路隧道等长空间方面开展的噪声特性研究较多,而关于煤矿巷道这一特殊长空间噪声特性的研究较少。

    矿用通风服微空间环境变化特征研究
    游波, 毛聪, 施式亮, 刘何清, 鲁义, 李敏
    2022, 32(5):  185-193.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0819
    摘要 ( 141 )   HTML ( 1 )   PDF (10267KB) ( 22 )  
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    为揭示矿用通风服微空间传热特征,探讨通风服对着装人体的局部降温效果,研究服装微空间热量来源,分析通风服局部传热机制,通过数值模拟与真人受训试验分析环境温度、进气管通风量、进气管路结构对人体皮肤温度及微空间气候环境的影响。结果表明:工作环境温度对人体皮肤温度和微空间环境温度的影响显著,而进气管通风量对人体皮肤温度及微空间环境温度影响不敏感,但对微空间内部环境的风速影响较大;入口风量每增加5 m3/h,人体皮肤温度及微空间环境温度仅降低0.1~0.2 ℃,随着入口风量的增加,服装微空间内风速加大,人体皮肤吹风感加强,热舒适性增加。通过试验发现通风量为10 m3/h,降温效果最优。

    改进YOLOv3的复杂施工环境下安全帽佩戴检测算法
    赵红成, 田秀霞, 杨泽森, 白万荣
    2022, 32(5):  194-200.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0714
    摘要 ( 255 )   HTML ( 9 )   PDF (5008KB) ( 137 )  
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    为解决施工场所环境复杂导致的智能监控下安全帽佩戴检测准确率低及漏检等问题,提出一种改进YOLOv3的安全帽佩戴检测算法。采用Focal Loss专注困难正样本训练,提高模型在复杂环境下的鲁棒性;在原始网络基础上使用空间金字塔多级池化融合局部与整体特征,提高多尺度检测能力;引入注意力机制,将通道和空间注意力模块分别集成到YOLOv3的主干网络和检测层的残差结构中,使模型专注于安全帽特征学习;使用GIoU提高定位准确率,在复杂施工环境不同视觉条件下验证算法的有效性。结果表明:改进模型的平均精度达到88%,较原始模型提高13.3%,其中person及helmet的精度分别提高17.2%、9.5%,召回率分别提高15.3%、7.6%。

    书评