中国安全科学学报

管制员个体工作负荷多维量化研究

王莉莉, 顾秋丽

2024, 34(6): 1-9. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1562

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为提高空管系统高效运行,聚焦管制员个体工作负荷建立量化模型;首先设计试验采集一线16名区域管制员的岗前与岗后各项指标数据,根据测试数据变化,选择出敏感变量,描述个体工作负荷;其次建立包含心理感知负荷、生理反应负荷与脑力工作负荷3个维度的综合评估指标体系,构建管制员个体工作负荷指数模型;然后通过熵权-客观组合法求解个体工作负荷指数最优权重,最终得出管制员个体工作负荷量化模型;最后进一步根据管制员个体工作负荷综合指数进行K-Means聚类分析,结果表明:管制员因个体不同岗后工作负荷存在差异。依据个体工作负荷指数大小,管制员可分为3类,A类管制员数量占总人数50%,岗后个体工作负荷增长最小;B类管制员数量占总人数43.75%,岗后负荷增长居中;C类管制员数量占总人数6.25%,岗后负荷增长最大,与教员对管制员能力的评分结果一致。

风险动物园(VI):黑天鹅的隐喻溯源、嬗变历程与研究展望

佟瑞鹏, 梁梵洁, 孟子尧, 王益艳

2024, 34(6): 10-19. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.0091

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为防范黑天鹅带来的不确定性风险和极端影响,在隐喻理论视角下深入研究黑天鹅的溯源、嬗变与展望。首先,从历史源流与发展态势2方面,采用概念整合理论分析黑天鹅风险隐喻的认知构建机制,总结黑天鹅总体发展态势,在此基础上划分黑天鹅创建奠基、探索发展、创新完善3个重要嬗变阶段,提出数智赋能背景下黑天鹅的研究困境与未来展望。研究结果表明:黑天鹅的风险隐喻含义是具有稀有性、偶发性,出人意料且无法预测,并产生极端负面影响的风险事件;黑天鹅风险隐喻的发展将进入数量波动变化的理论分化阶段,研究方向应从泛化应用到精准应用、从单一风险到复合风险、从孤岛研究到群体研究。

气象灾害下民航机场韧性指数研究

齐麟, 怀永成, 戴克娟, 陈小林, 黄信

2024, 34(6): 20-28. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1560

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为探究气象灾害下不同机场的韧性表现与引起韧性差异的原因,首先,提出基于机场功能水平的机场韧性定义,涵盖抵抗性、鲁棒性、恢复性3个子特性;然后,通过航班数据计算气象灾害下机场功能水平,得出机场韧性及子特性指数,从而反映机场的韧性水平;最后,以暴风雪灾害为例,分析美国受影响机场的韧性指数分布特征及不同机场韧性指数差异的原因,进一步分析冬季风暴、洪水、热带风暴、龙卷风灾害下受影响机场韧性指数特点以及灾害类型对机场韧性指数的影响。研究结果表明:机场韧性指数的差异主要由抵抗性指数引起;暴风雪灾害下引起机场韧性指数差异的关键因素为吞吐量、飞机机身维修计划等级、发动机维护水平;机场在冬季风暴、洪水与在暴风雪灾害下的韧性指数基本一致,韧性指数相对差值最低分别为7.519%、5.521%,平均相对差值为23.021%、21.037%,机场韧性指数计算方法可较准确地反映机场韧性属性。

基于改进功能共振分析法的SPO风险演化

时统宇, 马煜森, 曹宇杰, 付宇翔, 王岩韬

2024, 34(6): 29-38. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1428

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为充分识别单一飞行员运行(SPO)模式下各子系统要素间的交互关系和耦合作用,梳理风险演化机制,使用改进功能共振分析法(FRAM)构建定量分析模型。采用模糊综合评判法评估系统功能模块的功能可变性;引入结构重要性概念,分析计算系统功能模块的上下游耦合变异性,厘清系统各功能要素间耦合作用影响机制;针对SPO特定场景案例,应用蒙特卡罗模拟法计算功能共振风险指数,分析潜在功能共振情况,并设置有效功能屏障。结果表明:改进的FRAM法可以解释SPO的非线性耦合情况,空中交通管制服务、飞行员认知状态、机长操纵等模块的功能可变性耦合变化指数较大,均超过2.5;进近着陆场景中机组技术培训、重要气象信息、空中交通管制服务、地面信息保障等8个功能容易出现功能共振情况;结合功能共振结果,设置物理、象征、功能、隐形种功能安全屏障措施,并以此得出针对性运行保障建议。

情绪对矿工安全行为能力影响研究

张钎, 栗继祖, 申敏

2024, 34(6): 39-47. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1742

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为减少煤矿生产中安全事故的发生,从情绪控制角度,基于效价-唤醒度(V-A)情绪模型,并结合情绪唤醒方法和生理测量技术,开展矿工安全行为能力认知试验;然后通过测量不同情绪唤醒下的注意力和决策时间,采用回归分析法,探究不同情绪效价下唤醒度对矿工安全行为能力的影响。结果表明:低唤醒度正性情绪中,唤醒度的降低会使矿工注意力减弱、决策时更厌恶风险;在正性情绪的高唤醒度区间,随着唤醒度的提高,矿工注意力和决策厌恶风险程度先增加后减少,直到低于中性情绪;低唤醒度负性情绪中,唤醒度降低会使矿工注意力和风险厌恶程度都降低,在负性情绪的高唤醒度区间,唤醒度的提高同样使注意力和决策的风险厌恶程度先增加后减少,甚至直到低于中性情绪;相较之下,在情绪的高唤醒度区间,正性情绪唤醒度的提高更容易使矿工安全行为能力降低到中性情绪水平以下。

非平稳随机地震激励下多层框架-摇摆墙结构的响应分析

宋英华, 马建, 张远进

2024, 34(6): 48-56. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.0987

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框架-摇摆墙是一种可有效提高建筑抗震性和韧性的组合自复位结构,为充分了解其在地震下的随机响应特性,构建多自由度框架-摇摆墙结构的简化非线性方程,并利用等效线性化,基于响应的伪谐波行为假设,构建含时变参数的等效线性动力方程;基于随机平均的原理,得出控制响应幅值概率密度函数(PDF)的时间演变形式的福克-普朗克-科尔莫哥洛夫(FPK)方程,最终得出随机响应时间相关方差的一阶微分方程;并以某教学楼一榀框架为样本构建算例模型进行验证。结果表明:近似解析方法具有优异的精确度,在保证随机响应时间相关方差准确性的前提下,相对于传统的蒙特卡罗模拟(MCS)方法可提高分析的效率;在可分离形式和不可分离形式的非平稳地震动功率谱模型的结果中,随机响应方差曲线趋势与随机地震激励的形式相关,且在分段式调制非平稳谱作用下其分段点表现出很明显的不平滑现象;不同类型的随机地震激励扰动下的结果证明了此方法优异的适用性。

基于CatBoost-MOEAD的大直径泥水盾构施工多目标预测优化

吴贤国, 刘俊, 苏飞鸣, 陈虹宇, 冯宗宝

2024, 34(6): 57-64. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1734

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为有效优化盾构施工参数,实现在大直径泥水盾构掘进过程中安全、高效和节能的目标,提出分类助推(CatBoost)和基于分解的多目标进化算法(MOEAD)相结合的混合智能算法;综合考虑盾构施工参数与地质条件,以主要的盾构施工参数为研究对象,选择地表沉降、贯入度和掘进比能为预测和控制目标;优化调控选择的盾构施工参数,并以武汉市轨道交通某号线为例,验证该混合算法的有效性。结果表明:采用CatBoost算法建立的预测模型在大直径泥水盾构上表现出来的预测性能良好,对3个控制目标的拟合精度(R²)均达到0.9以上;预测模型的重要性排序表明:大直径泥水盾构的总推进力和推进速度对地表沉降、贯入度和掘进比能有显著影响;所提出的CatBoost-MOEAD混合智能算法对3个控制目标的优化效果明显,地表沉降、贯入度和掘进比能分别达到12.35%、7.47%和10.70% 的优化幅度,并给出相应盾构施工参数的控制范围。

受限空间锂离子电池热失控热传递仿真研究

张青松, 贾燕, 翟祺悦, 刘添添

2024, 34(6): 65-72. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.0945

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为探究锂离子电池在航空运输等受限空间条件下的热失控热传递来源及占比,以正极材料钴酸锂(LCO)的18650型锂离子电池(100% 荷电状态)为研究对象。通过ANSYS Fluent软件建立锂离子电池热失控热传递模型,将第1节电池及其热失控产生的热解气体作为热源,通过辐射传热和对流换热对第2节电池进行加热至热失控。研究结果表明:第2节电池达到热失控温度时,电池内部副反应产热占总能量的30.01%;第1节电池热失控产生的气体燃烧为第2节电池热失控提供能量,且占总能量的5.64%;第2节电池达到最高温度时,电池内部产热占比87.39%,气体燃烧提供的能量占比为1.76%;热解气体的燃烧虽然加速第2节电池的热失控进程,但提供的能量所占比例较小。

基于单元生死技术的埋地管道塌陷过程力学分析

滕振超, 周亚东, 池林林, 刘晓燕, 李正巍, 刘博

2024, 34(6): 73-81. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1616

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为解决埋地管道塌陷发育过程中管周土动态流失的非线性问题,首先,采用数值分析方法构建穿越塌陷区的管-土非线性耦合模型,并应用单元生死技术模拟土体流失过程;其次,依托试验实测数据及规范验证模型,分析不同塌陷阶段埋地管道的应力变形特征;然后,研究埋地管道遭受土体塌陷作用下的破坏机制,确定埋地管道的控制应力及危险截面;最后,通过分析管土接触,探讨管土相互作用揭示埋地管道塌陷动态演化过程及力学特征。结果表明:轴向应力为控制应力,跨中管底为控制点,跨中截面为危险截面,过度的拉应力是埋地管道失效的主要原因;证实管土分离现象的存在,且在塌陷深度达到48 mm时管土分离;随着塌陷过程的进展,管-土结构从开始变形到埋地管道受拉破坏的全过程分为3个阶段,即顶部受压阶段、过渡阶段和底部受拉阶段,塌陷深度80与160 mm为分界点;塌陷深度达到59 mm时,管顶应力在跨中位置处实现谷值到峰值的转变;塌陷深度达到80 mm时,摩擦应力出现。

多孔材料对泄爆管道LPG爆炸抑制效应的影响研究

关文玲, 矦逸飞, 任常兴, 董呈杰, 张网

2024, 34(6): 82-89. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1139

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为探究多孔材料对泄爆管道液化石油气(LPG)爆炸传播特性的影响特征,采用自主搭建的气体爆炸测试平台,分析不同厚度及孔隙度的碳化硅多孔材料对火焰传播特性和爆炸超压的影响。结果表明:安装多孔材料可有效阻止泄爆管道中LPG爆炸火焰的传播;随着多孔材料孔隙度和厚度的增加,LPG火焰的传播距离、传播速度和强度均减小,其中,材料孔隙度对阻火效果的影响更大;同时多孔材料可降低泄爆管道中LPG的最大爆炸超压,当材料安装位置后端气体未被引燃时,增加多孔材料的孔隙度和厚度,材料前端(PT1、PT2)的最大爆炸超压增大,材料后端(PT3)的最大爆炸超压接近于静态破膜压力。材料孔隙度和厚度的阻火效应表明:在工程应用中,当材料强度达标后,应优先考虑增加材料的孔隙度来进行阻火。

多尺度注意力特征增强融合的红外小目标检测新网络

贾桂敏, 程羽, 齐孟飞

2024, 34(6): 90-98. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1565

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为提高红外成像中小目标检测的性能,提高低空空域监管能力,提出一种基于多尺度注意力特征增强融合的红外小目标检测新网络。首先,使用Resnet34提取红外图像的多尺度特征;其次,使用多尺度空间注意力特征增强模块(MFEM)来提高特征提取能力;然后,在逐级上采样过程中使用双通道注意力特征融合模块(DFFM),融合语义信息和细节信息,以更好地保护红外小目标的特征;最后,与其他方法对比,并以地/空红外弱小飞机目标视频序列检测为例测试真实场景。结果表明:新方法与现有方法相比,交互比(IoU)、F值和漏检率(FNR)的评分均获得改进;通过多尺度注意力特征增强融合可准确地定位到目标并生成精细的分割结果;MFEM能够同时利用多尺度上下文信息和空间注意力机制来突出红外小目标;DFFM通过给不同通道特征的集合赋予权重,得到最合适的特征图进行特征融合,从而提高检测性能。

基于邻井灰色信息的钻井风险评价方法

魏凯, 王晨阳, 吴德胜, 郭勇, 廖华林

2024, 34(6): 99-108. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1575

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为解决油气开发过程中未知地层钻井风险难以预测的问题,基于邻井灰色信息提出钻井风险评价方法。首先采用三参数区间灰数描述地层信息;其次采用深度平差和加权差值方法,根据邻井灰色信息构建目标井灰色井筒信息矩阵,并在此基础上建立三参数灰色安全钻井液密度窗口;然后依据广义强度—干涉理论,建立包括溢流、井漏、坍塌及吸附卡等风险的评价模型;最后对西部某油田的5口井进行实例分析。结果表明:引入的井筒信息矩阵概念,描述和计算深度平差和加权插值优化参数,构建目标井井筒信息剖面;利用三参数区间灰数和井筒信息矩阵构建的灰色安全钻井液密度窗口,大幅降低钻井风险评估中的不确定性;基于广义强度—干涉理论的钻井风险评价模型得出的评估结果与实际工况一致。

循环荷载作用下抗浮多铃型扩体锚杆拔出模型试验

陈晨, 余捷, 刘哲, 谢莎莎, 易程程

2024, 34(6): 109-118. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.0081

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为研究地下水位变动导致锚杆抗拔性能劣化的原因,提高扩体锚杆在抗浮过程中的锚固性能,首先,通过单次拉拔试验,得出不同埋深情况下多铃型扩体锚杆拔出过程中承载性能的变化情况;然后,根据单次拉拔试验得出的抗拔极限承载力进行循环试验,在不同循环荷载比、循环次数和循环频率下,探索多铃型扩体锚杆承载性能演化机制;最后,利用图像粒子测速法(PIV)分析周围土体变形机制,得出单次拉拔及循环荷载作用下周围土体位移的变化特性。结果表明:铃型扩体锚杆拔出过程中轴力-位移曲线大致分为弹性、震荡和破坏3个阶段,且随着埋深增加,锚杆的抗拔极限承载力和土体位移逐步递增;在循环荷载作用下,增加循环荷载比、循环次数以及循环频率均会降低锚杆锚固性能。

基于SVM的干线输气管道泄漏压降速率信号识别

吴瑕, 陈红环, 贾文龙, 孙溢彬, 任思波

2024, 34(6): 119-126. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1137

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为解决压缩机抽吸或截断阀截断形成的压降信号导致截断阀发生误关断,以及小孔泄漏因管道压降不显著导致截断阀不动作的问题,以某输气干线为对象建立仿真模型,获取压缩机抽吸、截断阀紧急截断及管道泄漏3类不同工况下的300组压降信号,根据对点检测法计算出压降信号的压降速率值;以奇异值分解(SVD)法和极差归一化方法提取压降速率信号特征,采用支持向量机(SVM)法识别不同压降速率特征值信号,获取所对应的工况类型;针对SVM模型中的核函数参数与惩罚因子设置不合理,影响算法识别准确性的问题,采用教与学优化算法(TLBO)优化核函数参数与惩罚因子,建立干线输气管道泄漏信号智能识别的TLBO-SVM模型;应用该模型,分类识别该管道在3类工况下的300组模拟压降速率信号。结果表明:该模型对3类不同工况下压降速率信号的识别准确率为92.22%;对泄漏口径为50~125 mm,压降速率范围为0.01~0.07 MPa/min的小孔泄漏,识别准确率为96.67%。针对某干线管道的实际泄漏压降速率信号,TLBO-SVM识别到的准确率为100%。

基于机器学习的成品油管道运行工况识别

李苗, 李凌波, 左志恒, 张丽, 江璐鑫, 苏怀

2024, 34(6): 127-135. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1410

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为改善成品油管道系统生产运行监测过程中不能自动识别部分运行状态,以及异常工况识别准确率较低的问题,应用智能工况识别方法,构建具有实时监测能力的成品油管道运行工况识别模型。首先,采用逻辑规则判别方法,并根据成品油管道系统中的事件日志补充数据标签;其次,按照工况的起止时间对数据进行分段,并采用滑动窗口的方式提取不同工况的子序列及其特征;然后构建成品油管道运行工况识别模型,并与随机森林(RF)、自适应提升(AdaBoost)、支持向量机(SVM)、时间序列森林(TSF)、随机区间谱系森林(RISF)和序列学习器(SEQL)等6种机器学习分类模型进行对比,分析其识别效果;最后,以某真实成品油管道为例,进行模型验证。结果表明:TSF模型对阀门开关、阀门内漏、清管和甩泵4种工况的识别精确度最高,且更适合短期内运行工况的识别;而AdaBoost模型的识别精确度在95%的置信区间内所含真实值的概率更高。

单轴压缩下不同倾角煤岩组合体力学特性及破坏特征

杜锋, 王凯, 孙加智, 邓云, 丰程涛, 谢陈孝先

2024, 34(6): 136-145. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.0785

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为探究不同倾角下煤岩组合体失稳诱发冲击地压机制,利用颗粒离散元程序对0、15、30、45、60°这5组不同倾角煤岩组合体进行单轴压缩试验。研究结果表明:煤是煤岩组合体失稳破坏的主体;当煤岩组合体的倾角分别由0°增加至30°和由30°增加到60°时,煤岩组合体的单轴抗压强度分别下降2.01%和9.59%,细观裂纹数量分别下降22.9%和4.0%,声发射信号出现时间提前,说明倾角的增大导致煤岩组合体单轴抗压强度降低,失稳破坏时间提前但破坏程度降低;在单轴加载初期,不同倾角组合体界面处煤岩颗粒向界面处运动导致界面处存在扩容趋势,倾角影响界面附近煤岩颗粒的运动进而导致组合体破坏区域逐渐由煤体向煤岩交界面过渡;当煤体裂纹扩展至煤岩界面时,高倾角煤岩组合体产生的界面滑移效应导致其破坏形式由压剪破坏转变为滑移破坏,且30°倾角为分界线。

含水率影响下煤样拉伸与压缩力学特性试验

张美长, 白晨浩, 祁云, 汪伟, 薛凯隆, 任杰伟

2024, 34(6): 146-156. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.0104

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为揭示含水率对煤样拉伸与压缩力学特性的影响,选取韩家洼煤业公司22号煤层煤样,开展不同含水率和围压下煤样的巴西圆盘劈裂试验、单轴压缩试验以及三轴压缩试验,探究含水煤样的力学变化特征。结果表明:煤样的强度、弹性模量随含水率增加呈指数函数降低,煤样达到饱和状态时,其强度下降了48.3%,弹性模量下降了37.6%;随着含水率的增加,煤样的塑性增强,试样容易破碎;三轴压缩下,围压升高煤样破坏的峰值有所提升,煤样的强度提高,但不同围压状况下含水煤样的强度明显低于干燥试样;含水率对于煤样的内摩擦角影响较小,但对煤样的黏结力有显著影响。

基于IPFS-DEMATEL-ISM的容器安全威胁关键战术要素研究

盛剑桥, 曾丽帆, 方圆, 吴俊

2024, 34(6): 157-163. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.0074

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为解决电力能源企业“上云”引发的云原生容器安全威胁问题,提出融合区间毕达哥拉斯模糊集(IPFS)、决策试验与评价实验室(DEMATEL)和解释结构模型法(ISM)识别容器安全关键战术要素。首先,基于IPFS提取安全专家对容器入侵威胁战术要素的经验判断,其次,应用DEMATEL和ISM识别容器安全威胁的关键战术要素及要素间的层级拓扑关系。结果表明:持久化和权限提升2个战术阶段的中心度和原因度较高,在整个云原生安全威胁体系中居于核心地位,这2个阶段的安全攻击行为需持高优先级关注;执行和持久化战术阶段的威胁攻击是云原生容器安全的本质要素,初始访问、窃取凭证以及横向移动战术阶段的威胁最直接影响云原生容器安全。研究提出的IPFS-DEMATEL-ISM法相较DEMATEL-ISM和集成三角模糊数的DEMATEL-ISM法在识别容器安全威胁关键战术要素时具有更好区分度和简约解释性。

基于EKF-GRU的车辆轨迹预测

张传莹, 徐国艳, 陈志发, 周彬, 陈立伟, 洪玮

2024, 34(6): 164-172. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.0720

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为提升行车安全,实现自动驾驶车辆正确的决策规划,提出基于扩展卡尔曼滤波(EKF)-门控循环单元(GRU)的车辆轨迹预测方法,结合学习方法与物理模型,在提升预测精度的同时,提高轨迹预测的合理性。首先,基于GRU构建预测网络,通过提取车辆的历史轨迹特征预测车辆的纵向加速度及横摆角速度;其次,基于车辆非线性运动学构建EKF状态估计器,结合观测值生成车辆未来有限时域的行驶轨迹;最后,在高速公路多车轨迹数据集NGSIM I-80和US-101上进行轨迹预测方法验证。结果表明:采用传统的物理模型生成预测轨迹,其最终距离误差(FDE)、均方根误差(RMSE)、平均距离误差(ADE)值分别为6.48、7.69和3.03 m。相比之下,利用EKF-GRU生成的预测轨迹表现出更高的准确性,对应的数值分别为5.45、6.67和2.56 m,分别提升15.90%、13.26%和15.51%。

基于贝叶斯网络的危化品爆炸事故隐患关联与溯源分析

姜子建, 周荣义, 石云霄, 刘灿, 杨璧帆, 郑时求

2024, 34(6): 173-180. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1848

摘要 ( 132 )

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为提高隐患排查工作实效,基于贝叶斯网络(BN),提出一种危化品爆炸事故隐患推理模型。首先,依据燃烧爆炸理论和专家经验,确定影响危化品爆炸的主要隐患类别,构建爆炸、泄漏超限、点火源的BN模型,并采用三角模糊数厘定隐患的先验和条件概率;然后,利用贝叶斯正向推理计算危化品爆炸发生概率,结合反向推理,查明最可能导致爆炸事故发生的隐患并追溯形成隐患的风险因素;最后,应用贝叶斯敏感性分析方法,确定影响危化品爆炸的关键隐患及事故隐患间的关联,并通过储油罐爆炸案例进行验证。研究结果表明:以因果推理方式计算出的储油罐爆炸风险概率约为4.7%;设备超压和电火花两者后验概率最大,是最可能导致储油罐爆炸的隐患,追溯其原因是未定期检查储罐或未使用防爆设备;电火花和阀门或法兰损坏是储油罐爆炸的关键隐患,事故隐患关联以致患链“阀门或法兰损坏→油品异常涌出→泄漏超限→遇火源(电火花)→发生爆炸”的形式呈现。

典型优化措施下的瓶颈疏散试验研究

罗琳, 秦添雨, 杨高博, 严政懿, 傅志坚

2024, 34(6): 181-187. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1912

摘要 ( 100 )

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为探究典型优化措施对疏散瓶颈通行效率与安全性的影响,开展耦合人员特征因素的疏散试验。试验根据不同优化措施与人员特征分为28种工况,获取所有工况的疏散时间、瞬时速度、瓶颈处局部密度等数据。结果表明:瓶颈优化措施的实施效果受到瓶颈宽度、人员是否携带行李以及是否固定疏散方向的影响,工程应用中需要结合人员特征与现场管控策略的需求进行针对性选择;瓶颈中加入立柱的优化措施更适合不携带行李的人员,在瓶颈宽度较低时能提升瓶颈通行的安全性,密度最多可降低15.30%,在瓶颈宽度较宽时能提高疏散效率13.18%;加入栏杆比较适合瓶颈宽度较宽时携带行李的人员,配合固定疏散方向的管控策略,能在保障安全性的同时显著提高疏散效率21.90%;改变瓶颈形状的3种措施中,瓶颈前增加漏斗型通道优化效果较好,既能提高安全性,降低密度9.59%,还能缩短疏散时间9.14%;而加入等宽通道或漏斗型与等宽通道的组合,从疏散安全性和效率2方面看都会产生负面影响。

面向多功能储备通用仓库的整体性安全评价方法

崔鹏程, 徐宇, 陈鑫, 张涛, 王瑾

2024, 34(6): 188-196. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1822

摘要 ( 87 )

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为有效评估多功能储备通用仓库面临的多种安全风险,提出面向多功能储备通用仓库的整体性安全评价方法。首先,总结多功能储备通用仓库动态-静态一体、主观-客观一体、直接-间接一体的风险特征;其次,基于静态风险指标体系和动态风险评估模型相结合的路径,提出衡量多功能储备通用仓库安全风险的触发效应和剩余风险计算方法;最后,划分安全评价标准。并以某国家物流枢纽核心区为应用对象,评估该区域安全风险,讨论所提整体性评估方法对多功能储备通用仓库的适用性和不足之处。结果表明:该方法能有效反映仓储系统的安全风险及变化趋势。实例应用证明,触发关系和剩余风险的确定是有效表征和评价多功能储备通用仓库安全状况的关键。

不确定条件下大型铁路建设工程的物资储备基地选址优化

张锦, 杨文广, 孙文杰, 申皓, 洪治潮, 李国旗

2024, 34(6): 197-206. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.0814

摘要 ( 73 )

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为提升复杂环境下铁路建设工程物流设施网络的可靠性,首先,使用情景削减技术生成最小中断情景子集及其中断概率,以描述运输通道的中断情景;然后,采用多面体不确定集刻画物流需求的不确定性,以运输成本、建设成本、运营成本以及惩罚成本等综合成本最低为目标,应用两阶段的随机优化技术与鲁棒优化技术,构建物资储备基地选址不确定优化模型,并基于一种列与约束生成(C&CG)算法求解模型;最后,以复杂环境下的C铁路建设工程为例,验证模型和算法的有效性。结果表明:在随机中断情景中,模型获取方案的成本变异系数是传统模型的4.3%,在极端需求波动情况下,模型获取方案的成本波动幅度可达传统模型的38%,两阶段不确定优化模型能有效减少物流设施网络因运输通道中断及需求波动导致的成本变动。

应急情境下管制员情境意识可靠性研究

王燕青, 吴思雨, 杨可月

2024, 34(6): 207-215. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1780

摘要 ( 99 )

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为提升管制员的应急处置能力,从管制员的个人能力、管制任务特点和管制设备3个方面构建管制员情境意识(SA)可靠性模型;利用塔台管制模拟软件和SA全面评价技术(SAGAT)测量管制员在应急情境下的SA水平;基于贝叶斯网络(BN)对SA可靠性进行定量分析,进而预测管制员的SA水平,并基于贝叶斯推理分析影响管制员SA可靠性的关键因素。研究结果表明:应急情境下,管制员SA可靠性和SA水平显著正相关,可通过管制员的SA可靠性预测SA水平;通过BN推理分析发现,对管制员的SA可靠性影响程度和敏感程度较高的因素为调配飞机可用时间、管制设备的精准度和管制员的记忆力;对管制员SA可靠性影响最大的致因链为调配飞机可用时间→任务特点→SA可靠性。

应急社会动员研究热点与趋势的知识图谱分析

张小兵, 陈哲

2024, 34(6): 216-224. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1728

摘要 ( 105 )

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为更准确地为应急社会动员研究提供参考方向,以中国知网(CNKI)数据库中中文社会科学引文索引(CSSCI)期刊收录的296篇应急社会动员研究文献为样本,综合运用文献计量、知识图谱等可视化分析方法,系统分析该领域研究的历年发文数量、期刊分布、发文机构、研究议题与热点、变化趋势等情况。结果表明:2003年以来,应急社会动员研究的年发文数量经历3个阶段的发展,期刊分布日渐广泛,发文机构比较松散;研究议题愈来愈多,主要集中在突发事件响应阶段应急社会动员的触发情景、实施机制和功能效果;热点议题不断涌现,深度广度持续拓展,研究方法相对局限;后续研究发展空间较大,可侧重于应急社会动员的多方法、全过程、智慧化等研究内容。

地铁站消防应急火灾逃生虚拟教学实证研究

杨斯雯, 代沁伶, 徐百利, 祁梦梦

2024, 34(6): 225-234. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.0258

摘要 ( 109 )

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为探究地铁站消防应急火灾逃生教学过程中,不同学习场景对学习者学习效果的影响,发掘虚拟现实学习优势,采用调查问卷和MP160生理仪,获取纸质学习、移动端视频学习和虚拟现实学习场景下,学习者不同的行为反应数据,并处理和分析这些数据。研究结果表明:3种学习场景下,学习者的学习成绩存在显著差异,相较于移动端视频学习和纸质学习场景,虚拟现实学习场景能够促进学习者对地铁火灾逃生知识的理解,显著提高学习成绩;3种学习场景下,学习者的学习兴趣存在显著差异,虚拟现实学习场景在提升学习者对地铁火灾逃生知识的学习兴趣方面表现出显著优势;虚拟现实学习场景在生理指标方面体现出更高水平的生理唤醒。

基于脑电信号特征的高铁调度员疲劳状态识别

张光远, 邓龙, 王亚伟, 孙自伟, 李莎, 陈诚

2024, 34(6): 235-246. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.06.1674

摘要 ( 96 )

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为增强铁路行车的稳定性与安全性,有效识别调度员的疲劳状态对行车组织的影响,基于脑电(EEG)信号特征,提出一种调度员疲劳状态识别方法,根据作业时间段划分调度员的疲劳状态,设计高铁调度模拟试验获取脑电信号数据,通过小波级数展开和傅里叶变换提取高铁调度被试的3种脑电波频域幅值作为特征值,结合调度员作业特征和脑电信号特征,验证疲劳状态的划分结果,通过Python语言环境搭建ResNet18+SoftMax和MobileNet V2+SoftMax这2种模型,基于深度学习方法,将输入特征转换为三维立体矩形模型,并优化调整权重,获得最优模型,从而判断高铁调度员的疲劳状态。研究结果表明:ResNet18+SoftMax和MobileNet V2+SoftMax神经网络模型对高铁调度试验参与人员的疲劳状态识别准确率分别为92.78%和99.17%;相较于支持向量机(SVM)模型,这2种模型可提升清醒状态和疲劳状态的识别精度,并降低运算时间,其中,MobileNet V2+SoftMax模型的识别准确率和运行速度最优。以MobileNet V2+SoftMax模型原理为内核,可以更快速准确地识别高铁调度员在长时间作业条件下的潜在疲劳风险。

校园安全风险规制与安全教育融合研究——评《中小学校园安全风险规制研究》

陈星

2024, 34(6): 247-248.

摘要 ( 41 )

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高校安全教育的多元化开展路径探讨——评《大学生安全教育理论与实践》

郝卿, 陈振兴

2024, 34(6): 249-249.

摘要 ( 40 )

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宋伊

2024, 34(6): 250-250.

摘要 ( 40 )

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相关文章 | 多维度评价

智能监控技术在提升公共安全中的作用及应用——评《城市公共安全保障技术》

钟莉

2024, 34(6): 251-252.

摘要 ( 45 )

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