中国安全科学学报

沉痛悼念我国安全科学学科的开拓者程映雪先生

2024, 34(12): 1-1.

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建筑工人内隐和外显安全态度对安全行为的影响

叶贵, 越宏哲, 叶鑫

2024, 34(12): 2-7. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0222

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为提升建筑工人的安全行为,促进内隐与外显安全态度对安全行为的有效作用,研究内隐与外显2种态度的交互关系及其对安全行为的综合影响。首先,设计试验以测量建筑工人的内隐安全态度倾向,通过隐性关联测试(IAT)评估其潜在态度;然后,结合外显安全态度量表,分析内隐和外显安全态度之间的关系;进一步考察内隐和外显安全态度的3种成分(认知成分、情感成分和行为倾向成分)对安全行为的影响。研究结果表明:建筑工人整体呈现出积极的内隐安全态度,然而,内隐和外显安全态度之间的相关性较弱;外显安全态度整体、情感成分和行为倾向成分对工人安全行为具有显著的正向影响,内隐安全态度与安全行为的相关性较弱;当工人的内隐安全态度与外显安全态度水平一致时,进一步提高了对安全行为的相关性和解释率。

民航飞行员不安全行为中的差错与违规分类管理方法

汪磊, 韦子欣, 邹颖

2024, 34(12): 8-15. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0281

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为解决民航飞行员的不安全行为分类与量化评价的问题,优化其不安全行为的管理模式,以民航飞行领域为研究对象,提出民航飞行员不安全行为中的差错与违规分类管理方法。首先,基于不安全行为分类理论,区分差错与违规行为,系统化梳理针对差错和违规行为的干预改善方法;其次,采用专家访谈法和问卷调研法,形成飞行员不安全行为分类评价指标体系;再次,提出基于快速存取记录器(QAR)数据的不安全行为等级划分和基于飞行品质监控(FOQA)的不安全行为分数量化方法,实现飞行员不安全行为的分类量化评价;最后,梳理不安全行为分类管理流程并结合数据作算例验证。结果表明:经筛选计算得到的68项FOQA监测事件具有不同的致因行为倾向。基于此可结合QAR数据或FOQA记录,应用2种提出的不安全行为分类量化评价方法,并结合差错与违规行为的干预改善措施实现对民航飞行员不安全行为的分类管理。

基于DS证据-后悔理论的煤矿安全投入案例决策研究

姜福川, 张思宇, 张国庆, 牛悦, 李梦林, 刘培舜

2024, 34(12): 16-23. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0429

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为实现更全面有效的煤矿安全投入,针对决策者心理行为因素对安全投入决策的影响问题,建立后悔理论-案例决策理论(CBDT)安全投入决策模型;通过分析CBDT在煤矿安全投入中的适用性,从安全投入方案和安全产出2个方面建立安全投入决策指标体系,基于改进的DS证据理论,并融合专家评价,计算各指标的权重;在CBDT的视角下,基于后悔理论,计算得到各个方案的综合感知效用,依据综合感知效用大小排序,选择最优煤矿安全投入方案。结果表明:决策者在实施安全投入的过程中,更注重安全设施投入和安全技术投入,会尽量规避安全产出不理想的安全投入方案;该模型以历史安全投入案例为依据,并结合决策者的主观心理,有助于选择出最优安全投入方案,使安全投入决策更加客观科学。

事故风险治理历程中的弱预防性生成机制

张建, 胡春艳

2024, 34(12): 24-33. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0580

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为实现事故风险的精准治理目标,采用基于行动者网络理论的过程追踪法与案例比较分析相结合的研究方法,开展事故风险治理历程中的弱预防性生成机制研究。首先,明晰分析事故风险演化历程的技术性环境,即前置性语境、结构性场景、发展性情境,以及基于透镜模型与时间-空间-结构维度的分析逻辑,为事故风险生产过程的完整性分析提供研究基础;其次,基于不同类型的行动者与风险互动过程追踪的案例对比分析,完整性呈现核心行动者房主和暴雨在事故/灾害风险治理与事故/灾害生成过程中的角色变化图景;最后,总结基于不同类型的行动者与风险互动过程追踪的案例对比分析与反思,提出事故风险治理历程中的弱预防性的本质与生成机制。结果表明:人类行动者与非人行动者之间的混合性互动能够持续激活系统中新行动者、新交叉性与新脆弱性的突生及互构进程,进而造成事故风险生产环境与风险结构的非稳态演化,从而导致事故风险治理历程中的弱预防性干预失灵与反复生成。

老化对木材燃烧特性的影响机制研究进展

王凯, 郝丹萍, 周彪, 蒋晨旸

2024, 34(12): 34-39. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0083

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为有效保护木结构古建筑免受火灾威胁,探讨老化对木材燃烧特性的影响机制。从热解、有焰燃烧、阴燃燃烧及火焰蔓延4个方面系统探讨木材燃烧行为基础上,对比分析自然老化与人工加速老化木材的燃烧特性,并结合木材燃烧的烟气生成特性及木结构建筑火焰蔓延行为,分析老化对木材火灾危险性的影响。研究结果表明:木材的老化通过改变其内部组成和炭化程度,显著降低木材的力学性能,进而减弱耐火能力并影响烟气生成。同时,老化木材表现出的理化性能与结构特征变化,促使木结构古建筑在火灾初期火焰蔓延加快,但老化对木材炭化机制的研究仍不够充分,尚未明确老化方式及环境条件对燃烧后期火灾动力学特征的影响。实际中仍需整合材料科学与结构力学等多学科知识,综合评估老化对木结构古建筑火灾危险性的影响,实现木结构建筑的火灾安全防护。

水电工程施工安全隐患语义匹配模型

陈述, 王典学, 杨应柳, 曹坤煜, 聂本武

2024, 34(12): 40-47. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0795

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为辅助制定水电工程施工安全隐患治理措施,收集水电工程施工巡检积累的隐患文本,借助Python工具对半结构化的隐患文本进行实体与关系抽取,构建安全隐患知识图谱,并导入到neo4j图数据库中进行存储;搭建水电工程施工隐患语义匹配的基于双向编码器表征的句子嵌入(Sentence-BERT)模型,学习目标隐患与历史隐患的深层语义特征,推荐与目标隐患最相似的历史安全隐患;利用Cypher查询语句,检索该历史安全隐患对应的治理措施。结果表明:Sentence-BERT模型对于施工隐患与历史相似隐患的识别准确率为96.48%,明显优于双向编码器表征(BERT)模型、基于词向量的深度语义匹配模型(Word2vec-DSSM)和基于BERT的DSSM模型(BERT-DSSM)。在随机抽取的150条目标隐患数据中测试历史相似隐患推荐精确度达到92%,并通过隐患知识图谱展示隐患治理措施的检索效果,验证了该方法的适用性和有效性。

基于LSTM的航线飞行员操纵平稳性预测模型

王文超, 何健, 宋佰胜, 汪磊

2024, 34(12): 48-55. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0145

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为实时预测飞行员不安全事件,使用长短期记忆神经网络(LSTM)评价飞行员操纵平稳性,并通过优化指标改进飞行员的操纵品质。首先,通过筛选飞行员在执飞中的平稳性操纵快速存取记录仪(QAR)数据,建立描述飞行员操纵行为特征的人机操纵因素集;其次,靶向分析影响飞机平稳操纵的因子,采用灰色关联度分析方法,从与飞机平稳性紧密相关的37个监测参数中定位关联风险的15个特征度量参数;然后,利用LSTM建立模型训练和测试所得数据预测飞行员的操纵平稳性,并制定指标评判标准评价安全平稳性品质;最后,通过机器学习(ML)对相关的影响因子进行重要度排序以改进模型效度。研究结果表明:时间序列模型可以有效剔除原始参数中与预测结果相关性小以及无相关的参数干扰;通过平稳性模型预测风险的精度较高,可为飞行员提供3~4 s的时间裕度采取预控措施,减少飞行过程中的不安全事件发生。

基于BERT-BiLSTM-CRF的隧道施工安全领域命名实体识别

张念, 周彩凤, 万飞, 刘非, 王耀耀, 徐栋梁

2024, 34(12): 56-63. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0713

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为解决隧道施工安全领域传统命名实体识别(NER)方法存在的实体边界模糊、小样本学习困难、特征信息提取不够全面准确等问题,提出一种基于变换器的双向编码器表征(BERT)-双向长短时记忆(BiLSTM)网络-条件随机场 (CRF)模型的隧道施工事故文本实体识别方法。首先,利用BERT模型将隧道施工事故文本编码得到蕴含语义特征的词向量;然后,将BERT模型训练后输出的词向量输入BiLSTM模型进一步获取隧道施工事故文本的上下文特征并进行标签概率预测;最后,利用CRF层的标注规则的约束,修正BiLSTM模型的输出结果,得到最大概率序列标注结果,从而实现对隧道施工事故文本标签的智能分类。将该模型与其他4种常用的传统NER模型在隧道施工安全事故语料数据集上进行对比试验,试验结果表明:BERT-BiLSTM-CRF模型的识别准确率、召回率和F₁值分别达到88%、89%和88%,实体识别效果优于其他基准模型。利用所建立的NER模型识别实际隧道施工事故文本中的实体,验证了其在隧道施工安全领域中的应用效果。

基于模糊贝叶斯和事件树的配对进近碰撞风险研究

卢飞, 张健, 赵二丽

2024, 34(12): 64-73. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0662

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为评估近距平行跑道配对进近的碰撞风险,建立基于模糊贝叶斯和事件树的配对进近碰撞风险模型。首先,描述配对进近程序,采用失效模式与影响分析(FMEA)方法识别配对进近中存在的风险因素;其次,基于识别的风险因素构建配对进近危险接近和控制失效的贝叶斯网络(BN)模型,并使用专家调查权重法和历史数据统计方法确定根节点的概率,引用七级语言变量对部分根节点概率以及中间节点的条件概率进行模糊化赋值,再使用内心法进行去模糊化处理;然后,将先验概率和样本数据导入BN软件进行期望最大化(EM)参数学习,得到危险接近和控制失效的概率;最后,考虑到危险接近和控制失效与碰撞事件发生的时间序列关系,使用事件树分析方法分析配对进近碰撞风险,并分析BN的敏感性。结果表明:危险接近和控制失效分别对飞行员操作水平和维护不当的敏感性最强。当飞行员操作水平差发生的可能性超过12%和维护不当发生可能性超过0.17%时,配对进近运行将满足不了安全目标水平的要求。

基于改进Transformer模型的四维航迹预测

刘宏, 张鑫迪, 卢飞, 张成裕

2024, 34(12): 74-83. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0497

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针对现有的四维航迹预测未充分考虑序列航迹数据之间存在关联关系等问题,改进Transformer模型架构,完善四维航迹预测的编码和解码操作。首先,改进卷积模块,利用普通卷积捕捉相邻时序点的关联关系,通过扩张卷积捕捉邻近时序序列点之间的隐式相关性,从而覆盖更大的序列范围;其次,采用多头自注意力对航迹的时空间特征结合注意力分数的重要性进行调参计算,学习历史航迹数据的全局依赖关系;再次,通过引入概率稀疏方法,降低自注意力机制的计算复杂度,提高模型的计算效率;最后,搭建试验平台,预测对比航迹的经度、纬度和高度的时序特征。结果表明:改进Transformer模型与传统的Transformer模型等4种神经网络模型相比,时间性能提高14.4%;采用均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)作为评价指标,改进Transformer模型对经度、纬度和高度等航迹特征预测的偏差的平均值分别为0.027和0.021;改进Transformer模型与传统Transformer模型的预测平均偏差0.099和0.084相比,分别减小0.072和0.063。对预测序列长度的敏感性分析得到,改进Transformer模型与基准模型相比,预测的稳定性更高。

混杂工况下面向VRU安全的主动转向控制策略

洪亮, 陈志豪, 李梁

2024, 34(12): 84-93. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0252

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为探明弱势道路使用者(VRU)由弯道外侧或内侧出发,以匀加速、匀减速、匀速运动状态横穿马路时,主动转向控制策略的保护功效。首先,建立汽车与VRU的空间位置关系模型、安全评估模型及主动转向安全距离模型,提出一种主动转向控制策略;然后,利用五次多项式换道法、Frenet坐标转换方法与模型预测控制方法,设计横向避撞控制器;最后,以电动自行车骑车人作为避撞对象,基于目标车道状态、电动自行车的运动方向和速度,构建18种混杂工况,验证主动转向控制策略的避撞效果。结果表明:混杂工况下,主动转向控制策略均能避免本车与电动自行车发生碰撞,同时,能够确保本车换道过程中,目标车道中的前车与后车以及本车正常行驶,且本车的乘坐舒适性较好。

基于知识图谱的建筑火灾事故智能分析

许慧, 蒋玫, 薛红, 周启琳

2024, 34(12): 94-99. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0688

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为建筑安全管理提供智能化、系统化的决策支持,收集和整理建筑火灾事故数据。构建建筑火灾事故知识图谱,形成建筑火灾领域的知识库;基于时间、空间、主题和重要实体维度,创新展示智能问答系统的实现过程,开展建筑火灾风险智能分析。研究结果表明:白天和夏季属于建筑火灾的高发时段;华东地区的建筑火灾事故发生频率显著高于其他区域,电气、仓库区域建筑火灾风险较高;钢筋混凝土框架结构的建筑和厂房建筑更易发生建筑火灾;起火源大多数为可燃固体,火灾事故的原因主要与违规施工行为有关。

加氢反应器接管法兰密封槽失效原因分析及改进措施

张春义, 朱戈, 田志勇, 宋明, 都亮, 吴远建

2024, 34(12): 100-107. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0102

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为预防加氢反应器法兰密封槽失效发生事故,采用宏观检查、断口分析、铁素体检测、化学成分分析、硬度检测、金相检测、扫描电镜(SEM)分析以及操作过程分析等失效分析方法,研究损伤模式、开停工操作过程、堆焊层铁素体含量、材料性能及异常元素等影响因素,分析加氢反应器出口接管法兰密封槽失效原因。结果表明:密封槽失效主要是由于密封槽堆焊层与母材之间存在较高应力,在含氟、硫等元素的腐蚀介质作用下产生应力腐蚀开裂;开裂法兰密封槽底面存在无堆焊层,穿晶裂纹起裂于表面堆焊层与无堆焊层的交界处,以在无堆焊层侧表面起裂为主。针对失效原因,从制造、选材、维护等方面提出相应的改进措施。

可可盖矿主斜井TBM冒顶机制与识别

杨青, 荣传新

2024, 34(12): 108-119. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.1018

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为探究敞开式隧道掘进机(TBM)在煤矿长大斜井掘进中应对冒顶问题的方法,针对富水、断层、节理、碎裂结构砂岩等不利地质条件这一难题,展开冒顶机制与模式识别研究。首先,运用修正开挖补偿理论和充分考虑中间主应力的围岩最小支护应力分析冒顶机制,并基于可可盖矿主斜井成功案例与TBM现场施工数据,深入分析冒顶特征;然后,依据采集到的现场反馈监测信息,系统研究冒顶前后掘进参数的变化情况,构建随机森林(RF)、反向传播(BP)神经网络、支持向量机库(LIBSVM)机器学习模型以有效识别冒顶。结果表明:碎裂结构层理交错的砂岩水—岩导致砂岩力学性能劣化是冒顶内因,机岩作用能量释放是外因,开挖应力补偿及适时采用钢锚(索)喷+钢拱架(钢板带)不同方案支护是控因;贯入度剧增,滚刀推力、刀盘扭矩、刀盘转速剧减是冒顶掘进参数特征;RF模型对围岩冒顶分类预测精度最好,其识别冒顶风险的准确率比BP、LIBSVM分别提高1.78%、11.84%。

基于二元Logistic回归船舶修造事故伤害模型

李显, 焦宇, 史旦达, 吴建军, 康与涛

2024, 34(12): 120-128. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0350

摘要 ( 60 )

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为探究船舶修造企业(SRBE)事故伤害的影响因素,基于1 411起某造船集团事故数据,构建二元Logistic回归(LR)模型,并借助让步比(OR)量化企业、时间、地点、人员、环境和事故类型等因素对事故伤害的影响。结果表明:共有11个因素显著影响事故伤害。非合同工事故伤害风险显著高于合同工;非审批的危险作业项目事故伤害风险是审批项目的3.246倍;男性肇事者事故伤害风险显著高于女性;事故中作业人员受教育水平集中在初中,相较于初中学历,作业人员受教育程度越高,事故伤害风险越低;事故伤害呈现季节性特征,第2季度事故频发,第1季度事故较少且风险较低;高峰时段及工作日事故伤害风险分别显著高于非高峰时段和非工作日;物体打击是主要事故类型,而机械伤害显著增加作业人员受伤风险;厂区内船舶和车间是事故伤害高发地点;随着工龄增加,事故造成人员伤害风险降低,然而温度上升,发生事故伤害风险增加。

基于可拓-层次分析模型的工程爆破效果评价及试验验证

倪苏黔, 徐颖, 杨荣周, 姚象洋, 远彦威, 丁进甫

2024, 34(12): 129-139. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0509

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为确保爆破下穿高速公路期间车辆正常通行及隧道既有支护结构安全,提出基于可拓-层次分析(AHP)模型的工程爆破效果评价方法。首先,建立爆破效果评级标准及指标体系,将该模型应用至某引水工程评价中;其次,采用AHP法确定评价指标权重,并计算得到爆破评级综合关联度;最后,开展声波探测试验、爆破冲击波试验及爆破地震波试验,综合验证爆破效果评级结果。结果表明:通过可拓-AHP模型计算出综合关联度 $Q j (X - M)$ ,隧道掘进爆破效果评定为Q_max=-0.017,评价等级为爆破效果良好。隧洞围岩松动圈范围较小且分布均匀,围岩稳定性的影响范围为0.5~0.6 m,爆炸能量没有造成岩石破裂带向内进一步延伸迹象。爆破地震波在不同波频下的能量衰减趋势不同,但衰减速度在整体上具有高频成分能量大于低频成分能量表现;在同通道下,随着爆源与测点距离的增大,整体振动波形变窄,具有主频先增后减、主频域往低频方向移动表现。爆破冲击波超压峰值衰减特征满足P_S=αl^-γ,且随着爆源距的增大,爆破冲击波超压衰减系数呈递增趋势,布测范围属于冲击波衰减区,隧洞口处及施工外区的冲击波峰值超压趋于收敛。

基于LLE-DBSCAN-SMOTE数据处理的隧洞岩爆预测

范成强, 夏元友, 张宏伟, 黄建

2024, 34(12): 140-148. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.1917

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为解决岩爆预测中预测指标关联以及原始数据存在离群点与数据不平衡等问题,提出基于局部线性嵌入(LLE)-基于密度的带噪声应用空间聚类(DBSCAN)-合成少数类过采样(SMOTE)数据处理的岩爆预测方法。首先,选取围岩最大切向应力 $σ θ$ 、岩石单轴抗压强度 $σ c 、$ 岩石单轴抗拉强度 $σ t$ 、弹性应变能指数 $W e t$ 、脆性系数 $σ c / σ t$ 、应力系数 $σ θ / σ c$ 和表征围岩应力梯度的应力集度值 $β$ 构建岩爆预测指标体系;其次,采用LLE算法进行数据降维处理以消除指标间的交叉关联影响,引入DBSCAN算法去除数据离群点;然后,引入SMOTE技术进行数据平衡化;最后,分别采用决策树(DT)、随机森林(RF)与梯度提升树(GBDT)算法构建3类岩爆预测模型,对比分析数据处理前后数据训练模型的预测精度,并通过江边水电站引水隧洞实测岩爆数据进行工程验证。结果表明:预测指标由原始数据的7维降至4维,以及采用分级离群值处理后的3类算法模型的预测准确率皆为同类模型中最高,江边水电站工程岩爆预测验证了数据处理后的模型预测准确率明显高于基于原始岩爆数据建立的同类模型。

非对称荷载下煤层瓦斯渗流特性与抽采半径优化

闫路, 王涛, 王连聪, 李文璞, 赵天维

2024, 34(12): 149-158. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0905

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为了揭示非对称荷载对瓦斯渗流和抽采半径的影响特征,建立多物理场煤与瓦斯流固耦合模型,以研究煤层瓦斯渗流特性。该模型以基质吸附态瓦斯为质量源,将非对称荷载引入边界条件;同时,在非对称荷载环境下实施分段布孔,优化瓦斯抽采半径,提高抽采效率。结果表明:较大的应力压缩了集中应力区内部的裂隙,导致瓦斯更难流动,其内部的瓦斯更难被抽采。集中应力区的瓦斯压力下降幅度比原始应力区瓦斯压力下降幅度低2%左右,渗透率下降幅度低9%;同时非对称荷载下对扩散过程及渗流过程均产生不同程度的影响,在180天内,原始应力区扩散质量下降19%,渗流质量下降20.5%;集中应力区扩散质量下降16.9%,渗流质量下降17.9%;非对称荷载会对瓦斯抽采造成不利影响,使得在均布荷载条件下的抽采达标时间增加。通过调整非对称荷载环境下的抽采半径,不仅提高大约3%的抽采效率,还可以确保在180天内满足抽采标准,从而有效提升瓦斯抽采的整体性能。

高温和低温短期冲击下的锂离子电池热失控特性分析

王少嘉, 王志, 赵庆杰, 史波波

2024, 34(12): 159-167. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.1774

摘要 ( 99 )

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为提高锂离子电池的运输、使用和存储,探究锂离子电池在运输和使用过程中经历高温或低温短期冲击后的热失控特性,分别在-40~60 ℃的温度范围内对满电状态锂离子电池冲击24、48和96 h后,开展电池外部加热热失控试验,分析热失控特性参数,进而探寻经历短期高温或低温冲击后锂离子电池的热失控特性变化特征。结果表明:电池热失控的整体剧烈程度和电池喷射火焰的剧烈程度受冲击因素影响有所减弱。随着冲击温度升高,热失控起始时间和电池安全阀破裂时间的差值Δt₁整体出现小幅波动,锂离子电池热失控的峰值温度时间和热失控起始时间的差值Δt₂和热失控起始温度整体增大,热失控峰值温度和火焰热通量相对减小。当冲击温度降低时,Δt₁逐渐减小,Δt₂在温度的下降过程中先增大后减小,热失控起始温度和热失控峰值温度显著下降,尤其在-40 ℃时,起始温度和峰值温度下降幅值分别为15.2和175.4 ℃,火焰热通量亦有所降低。而随着冲击时间的延长,Δt₁、热失控起始温度、峰值温度和火焰热通量都有所降低。

山岳型景区旅游安全风险评估:以北京市为例

刘伟, 代萍, 赵方雷, 崔可欣

2024, 34(12): 168-177. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0514

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为消除山岳型景区安全风险复杂性和不确定性对景区运营安全的影响,提出一种山岳型景区风险评估方法。首先,识别山岳型景区风险因素,从人员、设备设施、环境和管理4个方面,构建山岳型景区风险评估指标体系;然后,构建模糊贝叶斯网络(FBN)模型评估风险概率,构建层次分析(AHP)模型评估风险损失,并提出一种改进的最低合理可行(ALARP)准则,评估山岳型景区综合安全风险;最后,以北京市山岳型景区的安全风险评估为例,验证该风险评估方法的科学性和有效性。研究结果表明:基于贝叶斯网络(BN)的山岳型景区风险评估方法,能够有效解决山岳型景区风险因素复杂且各个层级之间存在依赖关系的问题;BN与三角模糊数的结合,既能充分利用专家经验,又可在一定程度上避免专家意见的主观性;山岳型景区关键风险因素为危险游乐设施检测不到位、森林防火设施配置/设置不足、危险游乐项目防护围栏设置不到位、落石与山体滑坡等。

基于改进YOLOv8n算法的城市空间混行交通参与者检测模型

周军超, 陈鑫, 高建杰, 章杰

2024, 34(12): 178-186. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0465

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为提升智能网联汽车和交通监测系统对交通参与者的识别精度和检测速度,及时应对城市空间混行交通环境中的安全隐患,提出一种基于改进YOLOv8n算法的城市空间混行交通参与者检测模型。首先,在数据输入阶段利用几何变换和像素变换策略来防止过度拟合,提高鲁棒性和泛化性;其次,使用空间到深度的非跨行卷积(SPD-Conv)模块代替所有原始卷积层,提高对低分辨率小目标的特征提取能力;同时,在颈部网络融合结构中加入轻量级坐标注意力机制(CA)模块,在几乎不添加任何计算开销的同时提高对关键信息的识别精度;然后,用边界框损失函数有效交并比(EIoU)替代原损失函数,使模型获得更卓越的收敛速度与识别稳定性;最后,利用平台公开和自建融合的交通参与者数据集(BNS)进行消融和对比试验,运用自动驾驶试验平台进行实景实时检测。结果表明:相比于基线模型YOLOv8n,改进模型SEC-YOLO的每秒传输帧数(FPS)和平均精度均值(mAP)分别提高了7.3%和3.2%;与主流模型对比,mAP和FPS性能值最佳;在自动驾驶试验平台上的实景检测平均准确率为95%。SEC-YOLO算法模型对城市交通参与者的检测准确率更高,鲁棒性和实时性更强。

多入口下穿隧道主路至地下合流区车道偏移特性

焦方通, 石镇玮, 杜志刚, 郭佩佩, 范东凯, 孙锋

2024, 34(12): 187-194. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0734

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多入口下穿隧道建设速度和通车数量不断增长,入口长下坡、地下合流区等特殊行车环境导致交通事故多发。为深入剖析隧道特殊区段中车道偏移的变化特性,采用搭载惯性导航和Mobileye的试验车,在典型多入口下穿隧道开展实车自然驾驶试验。依据隧道线形和空间变化特点,将试验路段划分为隧道外部段、入口下坡段、洞口内部段、地下合流段和隧道内部段。结果表明:与隧道外部段相比,其他4个区段车辆轨迹更加复杂多变,车道偏移显著增大,高达隧道外部段的1.888~2.184倍;地下合流段、入口内部段车道偏移变化率最小,隧道中地下合流段的车道偏移离散性最大,入口下坡段的离散性最小,其标准差仅为0.111;入口下坡段和地下合流段预测区间平均宽度分别为0.2、0.24 m,因此入口下坡段和地下合流段的行车安全隐患相对其他区段更大。

规避效应下中央分隔设施对道路空间路权的影响

陈莹, 杜志刚

2024, 34(12): 195-202. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0209

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为寻求最佳的中央分隔设施布设方式,通过驾驶仿真建立中国常见的4种中分带形式,提取轨迹、速度相关数据;以道路空间路权中的横向路权为基础,选取道路利用率为指标,分析实际路权与名义路权的差异特性。结果表明:不同高度设施下的驾驶人轨迹整体波动范围具有显著性差异。由规避效应所触发的向右偏移中,弹性交通柱场景R₅下的轨迹偏移达到最大,其次是交通隔离栏R₇、突起路标R₂,均大于未设置设施的双黄线场景R₁;虽然设施的增设触发驾驶人的规避效应,但一定程度的横向偏移可以提高道路利用率,最高可提升11.15%,出现在R₅中;同时,设施的设置抑制驾驶人的行车速度,可实现交通安全与交通设计的双向提高;最终计算得出,满足最大限度名义路权利用率的中分带宽度为0.844 m,设施高度为138.62 cm。

基于动态贝叶斯网络的客舱颠簸事件应急处置分析

吴煜, 吴欣怡, 解江

2024, 34(12): 203-212. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0411

摘要 ( 103 )

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为有效降低客舱颠簸事件造成的人员伤亡与财产损失,提出基于动态贝叶斯网络(DBN)的客舱颠簸应急处置决策分析方法。首先,依据国内外相关法律法规,结合地面、空中的关键人员应急职责,从航前、航中、航后分析颠簸应急处置流程,选择24个关键事件构建结构化的蝴蝶结(BT)模型;其次,建立映射条件和转换规则,形成DBN模型;然后,统计客观的直接节点先验概率以及三角模糊数专家评判法得到的补充节点模糊概率,得出所有节点的先验概率;最后,选择时间片间隔1和2 min重点对中度、重度颠簸进行仿真推理,研究各动态要素对客舱颠簸事件处置失效的影响特征。结果表明:各应急处置节点受颠簸程度和时间变化影响显著,应急处置最佳时间在5 min之内,其中,乘员固定措施不到位的失效概率随颠簸程度加重而加大;乘员没有系好安全带及客舱乘务人员的过度服务等人为因素是导致处置失效的关键原因。

基于知识提示的应急预案少样本关系抽取方法

张凯, 陈强, 倪凯, 张玉金

2024, 34(12): 213-222. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.12.0308

摘要 ( 84 )

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为从少样本应急预案文本中精准、快速实现关系抽取,提出一种基于知识提示的K最近邻关系抽取模型(KMKP)。首先,使用融入关系语义的可学习实体类型标记构建提示模板,强化输入对预训练语言模型(PLM)的提示引导效果;其次,利用边界损失函数优化模型训练,使PLM学习应急领域下的特定依赖关系,实现对PLM中掩码标记符[MASK]预测的结构化约束;然后,以训练数据创建无梯度应急知识存储数据库,结合K最近邻(KNN)算法构建知识查询机制,捕捉训练数据和预测数据之间的特征联系,无梯度范式校正PLM的预测结果;最后,在4个公开数据集的少样本设置下(1-,8-,16-shot)进行试验验证与分析。结果表明:KMKP对比最好模型KnowPrompt,F₁值平均提升2.1%、2.8%、1.9%。在少样本(16-shot)应急预案实例测试中,KMKP关系抽取准确率达到91.02%,KMKP能有效缓解少样本场景下模型的灾难性遗忘和过拟合问题。

能源转型背景下的能源安全风险评估与管理——评《能源转型背景下的能源安全》

王乐毕

2024, 34(12): 223-223.

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杨凯, 罗俊洲

2024, 34(12): 224-224.

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能源革命中的多元化安全体系构建——评《能源革命推动能源安全保障》

张朝阳

2024, 34(12): 225-225.

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张振中

2024, 34(12): 226-226.

摘要 ( 33 )

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相关文章 | 多维度评价

高校文化安全教育活动组织与开展探究——评《新时代高校文化安全教育研究》

杨帆

2024, 34(12): 227-228.

摘要 ( 45 )

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