中国安全科学学报

院校联培安全学科育人的探索与实践:从科教融汇到产教融合

佟瑞鹏, 王乐瑶, 韩吉祥, 张姜博南, 康荣学, 安宇

2025, 35(7): 1-7. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1357

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为培养兼具理论创新和实践能力的高校安全科学与工程学科(安全学科)人才,探索从科教融汇走向产教融合的安全学科育人实践。首先,分析科教融汇和产教融合概念,结合新修订的《学位法》,分析科-产-教融合的内涵要求与育人框架;然后,基于宏观、中观和微观角度构建育人体系、管理机制和培养方案等安全学科科-产-教融合育人实现路径;最后,以中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院和应急管理部国家安全科学与工程研究院为例,围绕安全学科培育育人种子、打造育人苗圃并收获育人硕果。结果表明:协同国家安研院的安全学科科-产-教融合育人模式能够有效整合教育、科研与产业3个要素,促进安全专业学生的全面发展,并提高安全学科的人才培养质量。

高危企业安全投入与绩效的非线性关系:信息披露的调节效应

刘蕾, 冒香凝, 刘雪玲, 张江石

2025, 35(7): 8-14. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1250

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为降低高危企业事故发生率,提升企业价值,基于2010—2022年1 016家高危行业上市公司的面板数据,将文本分析量化后的安全信息披露作为调节变量,实证检验安全投入对企业绩效的非线性影响,以及安全信息披露的调节效应。结果表明:安全投入和企业绩效呈倒“U”型关系,当安全投入低于临界点12.203 8时,二者正相关;安全信息披露对安全投入和企业绩效的关系具有正向调节作用,非国有企业的安全投入、信息披露对企业绩效的影响更为显著。短期内通过“安全投入—安全生产信息披露—企业绩效提升”形成的正向拉动,能够满足高危企业安全生产治理需要,实现企业安全管理与经济效益双赢。

心理疲劳对建筑工人不安全行为的影响机制

闫浩然, 李明, 徐霞, 蒋祥婷

2025, 35(7): 15-21. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1461

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为减少心理疲劳对建筑工人施工安全的负面影响,深入探究心理疲劳与不安全行为(UB)之间的关系及其作用机制。首先,根据建筑工人特征和文献调研,将心理疲劳划分为动机减少(RM)、认知衰弱(CW)和情绪耗竭(EE)3个维度;其次,基于保护动机理论(PTM)和资源保存理论(COR),引入危险感知(HP)作为中介变量,社会支持(SS)作为调节变量;最后,利用结构方程模型与层次回归分析,探究心理疲劳对建筑工人不安全行为的影响机制。结果表明:心理疲劳通过动机减少、认知衰弱和情绪耗竭3个维度对不安全行为产生显著正向影响;危险感知在心理疲劳与不安全行为的关系中起到部分中介作用;心理疲劳对不安全行为的直接影响及危险感知在二者之间的中介作用均受到社会支持调节。

组织支持感对矿工不安全行为影响的链式中介机制

刘艺, 张金锁, 贺琦, 蔡林美

2025, 35(7): 22-30. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1766

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为预防和管控矿工不安全行为,明晰组织支持感对矿工不安全行为的作用机制,引入情绪调节自我效能感和工作倦怠作为中介变量构建链式中介模型;采用组织支持感量表、情绪调节自我效能感量表、工作倦怠量表和不安全行为量表制成结构化问卷,并基于245位一线矿工样本数据进行量化实证研究;运用半结构式访谈深入探究矿工对于四者关系的观点。结果表明:组织支持感显著负向影响矿工不安全行为;情绪调节自我效能感和工作倦怠分别在组织支持感与矿工不安全行为之间发挥部分中介效应,且情绪调节自我效能感显著负向影响工作倦怠,二者在组织支持感与矿工不安全行为之间发挥链式中介效应。

考虑洪灾伤员心理剥夺的救护车多目标调度模型与算法

吴琪, 刘勇, 马良, 武嘉伟

2025, 35(7): 31-39. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1289

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为减轻灾害导致的人员伤亡和经济损失,最小化伤员救助最大时间、救护车最迟服务时间标准差和伤员心理总剥夺成本,综合考虑伤员心理剥夺因素,构建多目标救护车应急救援调度优化模型,结合模型非确定性多项式(NP)难的特性,设计改进的第三代非支配排序遗传算法(INSGA-Ⅲ),采用多染色体分层编码策略及动态交叉变异方法,以2019年江西省赣州市兴国县洪灾为例,对比INSGA-Ⅲ与第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)、第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),开展救护车数量和相对剥夺成本系数的灵敏度分析,并验证模型和算法的有效性。结果表明:最小化伤员救助的最大时间为9.234 h,最小化救护车的最迟服务时间标准差为13.156 min,最小化伤员心理总剥夺成本为1 729.001。伤员的心理相对剥夺成本系数控制在0.3,配置500辆救护车,能有效提高救援的时效性和公平性。

基于KOA-BiLSTM的矿井淋水井筒风温预测模型及可解释性分析

秦跃平, 唐飞, 王海蓉, 王鹏, 郭铭彦, 王世斌

2025, 35(7): 40-47. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1486

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为提高矿井淋水井筒风温预测的准确性、稳定性及模型的可解释性,首先,通过皮尔逊相关性系数分析特征变量;其次,采用开普勒优化算法(KOA)优化双向长短期记忆网络(BiLSTM)模型,建立基于KOA-BiLSTM的矿井淋水井筒风温预测模型;然后,在相同样本条件下,与反向传播(BP)、随机森林(RF)、最小二乘增强(LSBoost)和支持向量机(SVM)算法进行综合对比;最后,利用沙普利可加性特征解释算法(SHAP)进行可解释性分析及实例验证。研究结果表明:KOA-BiLSTM模型的绝对误差范围为-1.24 ~0.5 ℃,比优化前模型的预测精度提高3.98%;与另外4个模型相比,该模型的平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和均方误差(MSE)等均为最佳,表明该模型具有最优的预测效果和泛化能力;SHAP分析表明:井口风流温度对预测结果影响最大,而地面压力影响最小;KOA-BiLSTM模型实例验证的绝对误差范围为-0.49 ~0.38 ℃,预测精度可满足实际工作需要。

钾盐粉体抑制瓦斯爆炸超压特性研究

贾进章, 田秀媛

2025, 35(7): 48-56. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1624

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为防范矿井瓦斯爆炸事故,深入探究钾盐粉体的抑爆性能及其在管网中的作用特征,利用包含并联管路、分岔管路和角联管路的管网,开展在N₂驱动下的KHCO₃、K₂C₂O₄和KH₂PO₄这3种钾盐粉体抑制瓦斯爆炸的试验,通过热重(TG)分析粉体的热解特性,结合超压变化监测,探究不同钾盐粉作用下的爆炸超压和超压衰减系数,并借助Chemkin-Pro模拟软件剖析抑爆机制。结果表明:3种粉体抑爆后冲击波压力叠加衰减过程消失,超压时程曲线呈单峰值特性,KHCO₃粉体对爆炸超压峰值的抑制效果最佳,下降幅度达83.2%~88.9%,K₂C₂O₄次之,KH₂PO₄相对较弱;斜角联支管4中的压力衰减程度较其他支管中更大;支管4和拐弯段能够借助自身结构特性提升超压衰减效果,是布设抑制剂的优选位置,KHCO₃能最大程度利用这一结构特性增强抑爆效果;支线段冲击波超压衰减系数K₂出现了小于1的情况,添加K₂C₂O₄和KH₂PO₄粉体会加剧这一现象;KHCO₃工况下自由基含量最低,抑爆效果最佳,其次是K₂C₂O₄工况,最后是KH₂PO₄工况。

考虑降雨强度异质性的合流区可变限速动态控制

马飞, 郭雅茹, 杨治杰, 张玉洁, 马壮林, 徐玉凤

2025, 35(7): 57-66. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1016

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为缓解不同降雨强度诱发的高速公路合流区交通拥堵问题,提出一种考虑降雨强度异质性的合流区可变限速动态控制(RVSL)方法。综合考虑通行能力下降及车辆换道概率对合流区交通流状态的影响,并探究降雨强度异质性与车辆自由流速度的动态关系;在此基础上,基于元胞传输模型(CTM)构建合流区交通流预测模型,兼顾总行程时间和总周转量,构建可变限速优化模型;考虑降雨强度异质性对可变限速值求解的影响,利用粒子群算法求解得到最优RVSL方法,仿真分析降雨强度异质性影响下实施不同限速控制方法时高速公路交通流的演化过程。结果表明:实施考虑降雨强度异质性影响下的RVSL,当降雨强度为小雨、中雨和大雨时,对比可变限速控制(VSL),其目标函数分别减少8.41%、40.57%和32.91%;对比固定限速控制(FSL),其目标函数分别减少17.48%、55.14%和44.69%,RVSL能够有效缓解拥堵并提高高速公路的通行效率。

超大规模自然崩落法开采岩移非线性发展特征

黄明清, 李兆岚, 刘青灵, 申逸凌, 郭晓强

2025, 35(7): 67-74. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.0058

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为提高矿山安全管控水平,构建国外某超大规模自然崩落法矿山大尺度精细化三维数值模型,采用FLAC ^3D模拟开采生命周期内崩落体发展及地表岩移时空演化特征,并基于复合岩移标准评估地表构筑物的安全性。结果表明:崩落体的发育呈现出显著的不连续、间歇式、跳跃性的非线性特征,且其扩展模式存在明确临界转换条件——未崩通地表前以竖向崩落为主,崩通地表后转变为以侧向扩展为主。地表崩落区的扩展过程呈现出2阶段演化特征,初期因表土层松软而快速扩展,中后期则因地表散体碎屑物的填充进入速率衰减期,最终形成与拉底面积和位置高度耦合的崩落区。基于复合岩移标准的岩移区评估显示,该矿山开采生命周期内地表重要建(构)筑物均处于岩移区之外,且曲率“率先超限”的特征可作为预测崩通地表时机的早期指标。

气压和风速对狭长受限空间电缆火灾轰燃的影响

安伟光, 薛晶云, 王涛, 雇孟彬, 王梦, 王喆

2025, 35(7): 75-81. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.0562

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为探究高原环境下气压与通风风速对狭长受限空间电缆火灾轰燃临界条件的影响特征,基于量纲分析推导出轰燃临界顶棚温度与气压和通风风速的函数关系式;采用火灾动力学模拟软件(FDS),建立狭长受限空间电缆火灾模型,研究不同气压(101、90、77和65 kPa)和风速(0、0.5、1.0和1.5 m/s)条件下火灾发展过程中的轰燃临界温度值。结果表明:狭长受限空间电缆火灾的轰燃临界顶棚温度较高,在720.7~877.3 ℃范围内;轰燃临界顶棚温度与气压和通风风速之间呈幂函数关系,且随着气压和通风风速的增大而降低;该预测模型能够对自然通风和纵向通风2种场景下狭长受限空间电缆火灾的轰燃临界顶棚温度提供合理的预测,模型预测结果和数值模拟结果吻合良好。

磷石膏基自产气膨胀浆体自膨胀扩散特性研究

丁仰卫, 杨海龙, 鲁义, 刘蔚廷, 谷旺鑫, 夏楚淇

2025, 35(7): 82-90. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1208

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为提高磷石膏基自产气膨胀浆体的注浆效率和准确性,分析磷石膏基自产气膨胀浆体密度随时间的变化,基于流体力学理论和浆体密度时变模型,建立浆体在自产气膨胀阶段的渗流扩散压力数学模型。通过自行搭建的磷石膏基自产气膨胀浆体相似模型试验系统,研究裂隙网络中磷石膏基自产气膨胀浆体在自膨胀阶段的渗流压力变化,修正浆体渗流扩散压力数学模型,验证修正后的渗流扩散压力数学模型的合理性。研究结果表明:浆体密度随时间变化趋势符合负指数幂特征;在自膨胀过程中,浆体扩散面积越来越大,浆体扩散面积的增幅越来越小;监测点的渗流压力的理论结果与试验结果的相对误差不超过10%,证明修正后的渗流扩散压力数学模型具有合理性。

非均匀渗透率对滤袋表面过滤风速分布的影响研究

杨宏刚, 李奥, 曹莹雪, 孟晓静, 王金宵

2025, 35(7): 91-97. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1188

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为解决袋式除尘器滤袋表面过滤风速分布不均匀的问题,提出一种新的非均匀渗透率滤袋设计方法,利用Fluent软件和用户自定义函数(UDF),模拟在设计过滤风速(1.0 m/min)条件下,非均匀渗透率对滤袋表面过滤风速分布的影响。结果表明:均匀渗透率滤袋的过滤风速沿滤袋轴向自底部向上逐渐增加,且过滤风速分布均匀性随滤袋长度的增加而降低;通过优化长度为5、7、10 m 等3种不同滤袋的渗透率,滤袋表面过滤风速的最大值分别从1.60、2.32和3.34 m/min降至1.30、1.31和1.38 m/min,并显著提升了滤袋表面过滤风速分布的均匀性指数,且指数分别从0.736、0.459、0.210提升至0.854、0.868、0.892。

煤体吸附-解吸CO₂、CH₄、N₂变形特征及差异

安丰华, 丁远东, 丁彦宁, 王立国, 刘军

2025, 35(7): 98-105. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1648

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为研究煤对不同气体吸附-解吸全过程中变形动态特征及差异响应,利用煤体吸附-解吸变形动态测试试验平台,开展原生煤吸附-解吸CO₂、CH₄、N₂条件下变形测试。结果表明:各气体吸附应变与时间关系呈Langmuir形式变化,强吸附性气体煤体变形量大、响应快;解吸过程中不同吸附气体的体应变均随着解吸量的增加而近似线性减小,强吸附性气体解吸收缩更显著,但是残余变形也更大,CO₂残余体应变是CH₄的2倍,而CH₄几乎是N₂的2倍;相同解吸量条件下CH₄引起的收缩变形最明显,CO₂和N₂引起收缩变形为其1/3左右;在吸附-解吸全过程中吸附应变表现出各向异性且不断变化,垂直层理方向吸附应变始终大于平行层理方向,CO₂各向异性系数变化最大,N₂次之,CH₄变化最小。

相似情景知识迁移下工程人员安全事故主观概率仿真

张羽, 黎之戊, 钟玮, 贺娟茹

2025, 35(7): 106-113. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1047

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为了研究规避行为下相似情景知识迁移对工程人员安全事故主观概率的影响,引入情景相似度变量,构建工程人员群体安全事故的主观概率演化模型,并进行仿真试验研究。研究结果表明:相似情景知识迁移会加速主观概率均值收敛,同时降低个体间和情景间的主观概率差异,但也会导致低估高事故率情景的情况;存在死亡人数最多的“高危”事故情景,其事故率在0.4~0.8之间;2种不同情景的死亡率差异较大情况下,仅在低死亡率情景的事故率高于高死亡率情景时,情景知识迁移才有助于降低损失;2种不同情景的死亡率接近且事故率差异较大时,知识的不完整迁移反而会造成更大损失。

阻燃型环氧树脂/低分子聚苯醚材料固化及热解动力学

单雪影, 张家傅, 黄其鑫, 刁玉璇, 李锦春, 李玲玉

2025, 35(7): 114-121. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1462

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为提高环氧树脂(EP)在应用领域的安全性,使用苯二甲酸钙(CaT)这一有机金属框架化合物(MOF)材料,协同液体阻燃剂双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)阻燃改性EP/低分子聚苯醚(PPO)体系,通过极限氧指数、垂直燃烧测试和锥形量热测试表征其阻燃性能,并利用Kissinger、FWO和Crane方程研究改性EP/PPO体系的固化动力学及热解动力学。结果表明:当添加8%BDP和2%CaT至EP中,复合材料表现出良好的阻燃性能,极限氧指数达34.5%,垂直燃烧测试获V-0级别,且其峰值热释放速率和总热释放较纯EP分别降低76.6%及51.5%;CaT有利于固化反应;利用非等温差示扫描量热曲线外推法能够得到最佳固化温度为:初始100 ℃,后120 ℃,最后170 ℃;通过非等温热重分析及热解动力学分析可发现EP/PPO体系表现出更低的活化能。

基于Bentley Hammer的系留无人机载竖直管缆水锤效应研究

李聪, 侯乐乐, 金衍科, 武卓琦, 周睿, 姚一娜

2025, 35(7): 122-132. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.0942

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为解决系留无人机(UAV)高层灭火中竖直管缆内压力和流量的骤变影响UAV稳定性的问题,利用Bentley Hammer软件模拟竖直管缆在启停泵过程中的水锤效应,改变管缆竖直高度(160~220 m)及输运流量(260~320 L/min),分析地面泵端和UAV端的压力、流量以及水锤力的变化。结果表明:启停泵过程中,水锤现象可划分为静止/稳态阶段、骤升/骤减阶段、稳态/振荡减弱阶段。启泵时,地面泵端水锤力与管缆高度成正比,水锤力峰值从7 176.502 N升至8 413.785 N,冲击更强但响应延迟;UAV端水锤力受管缆高度影响小。停泵时,地面泵端水锤力峰值随管缆高度增加而增大,从4 316.401 N升至7 219.388 N,管道破裂风险增加;UAV端反向水锤力与管缆高度成反比,从10 616 N降至8 158.870 N,表明管缆高度越低更易导致UAV姿态失控。输运流量方面,启泵时流量对水锤力峰值影响小;停泵时,地面泵端水锤力峰值与流量成正比,从6 693.8 N升至7 541.606 N,破坏风险增加;UAV端反向水锤力峰值随流量增加而减小,从9 866.063 N降至8 471.582 N,流量越小越易导致系留系统损坏。

基于调节焦点理论的矿工风险决策试验研究

田方圆, 赵子怡, 邱伟帅, 李红霞

2025, 35(7): 133-140. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1157

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为探究矿工风险决策的成因,事前精准预控矿工风险行为,首先,基于调节焦点理论(RFT),采用主成分分析(PCA)和潜在剖面分析(LPA)方法,对人格和特质正念2类个体因素进行降维和分类;其次提取出冷静察觉性、稳定负责性、表达行动性和社交宜人性4个主要因子,并将矿工分类为促进焦点型和预防焦点型;然后选择连续风险决策任务,并采用眼动追踪技术和行为试验方法,分析风险决策过程中矿工的眼动和行为特征,研究不同焦点类型矿工风险决策的表现。结果表明:促进焦点型矿工在风险决策试验中表现出对高收益选项的更多关注和对错失机会的更大敏感度;预防焦点型矿工则表现为更保守的行为特点。

CO₂-水-岩作用后储层力学损伤演化特征研究进展

郝建峰, 张家豪, 孙维吉, 梁冰, 秦冰, 郭春雨

2025, 35(7): 141-150. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1636

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为揭示CO₂地质封存水-岩耦合作用机制,采用文献调研和理论分析方法介绍CO₂-水-岩反应试验条件和方法、CO₂作用后储层物化特性、微观结构演化和力学性质劣化特征等,提出CO₂-水-岩石多场耦合作用方面的关键问题,并总结分析每个关键问题的研究进展。结果表明:CO₂浸泡试验缺乏对不同相态及长期动态溶蚀作用的系统性研究,试验装置难以模拟CO₂在真实储层内的运移特征;CO₂-水-岩反应沉淀生成-运移-粘附机制尚未明确,导致储层孔隙结构演化与力学性质劣化的关联性研究比较薄弱;储层微观结构与宏观力学参数的实质关系尚未建立,制约了多尺度损伤演化模型的构建;储层力学性质劣化模型未充分考虑热-流-固-化-损伤多场耦合作用。

平房仓粮堆埋人事故人体受力仿真分析

崔鹏程, 何晓伟, 陈鑫, 张涛, 张晋宁, 佟瑞鹏

2025, 35(7): 151-158. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.0145

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为预防平房仓粮堆埋人事故的发生,保护作业人员生命安全,采用工程离散元法(EDEM)仿真模拟人体压力分布。首先,选取软球颗粒模型和基础颗粒接触模型Hertz-Mindlin(元滑动)构建小麦、玉米和稻谷籽粒模型,并耦合多体动力学与EDEM软件构建人体多部位受力模型;其次,综合事故发生场景和计算量等因素构建事故区域模型,设定模拟参数;最后,完成颗粒运动过程模拟和人体表面压力分析,并开发粮堆埋人事故的人体受力分布测量装置。结果表明:不同粮种作业人员被埋的时间略有差异,由小到大依次为小麦<玉米<稻谷;人体表面压力最大值可达1.4×10⁶ Pa,各部位表面最大压力波动剧烈;小麦仓加权求和最大压力平均值为9 864 Pa,玉米仓为8 255 Pa,稻谷仓为7 283 Pa。压力分布数据可为事故预防和安全培训提供参考,也为防护装置的研发提供思路。

香樟叶提取物对铝锌废尘湿式除尘产氢的抑制影响研究

郝腾腾, 许开立, 王浩杰, 倪辰阳, 史继航

2025, 35(7): 159-166. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1677

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为实现湿式除尘系统绿色本质化安全运行,降低铝锌废尘遇水产氢引发火灾、爆炸事故的风险,利用金属与水产氢测试系统和煎煮法制备的水基香樟叶提取物,开展质量浓度作用下的抑氢有效性试验,基于表面分析得出香樟叶提取物抑制铝锌(Al-Zn)粉产氢的吸附行为学特征、化学反应动力学参数和抑氢机制,评估最佳香樟叶提取物质量浓度在多变环境条件下的抑氢可靠性。结果表明:随着质量浓度升高,香樟叶提取物对Al-Zn粉遇水产氢的抑制效果逐渐增强,当质量浓度为50 mg/L时,抑氢效率为97.86%,化学反应速率常数接近于0,几乎无氢气产生。香樟叶提取物可自发吸附在Al-Zn粉表面,其吸附行为符合单层Langmuir模型,包括物理和化学双重吸附机制。香樟叶提取物通过络合作用在Al-Zn粉表面形成抑制膜,可有效阻隔颗粒与水接触,从而抑制金属产氢行为。在湿式除尘器内温度变化、压强波动和水体扰动的影响下,香樟叶提取物对Al-Zn粉产氢具有稳定的抑制效果。

基于VCW-Informer的天然气压缩机组监测数据预警方法

姚俊名, 梁伟, 郑志明, 黄天长, 付千郡, 廖春燕

2025, 35(7): 167-175. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.0604

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为进一步提升天然气压缩机组的早期异常预警能力,基于变分模态分解(VMD)算法、Informer算法、3σ准则判据与Correlation-Weight优化提出一个新的预警方法。基于Informer架构搭建预测模型,利用VMD算法将监测数据分解为不同频率的多维尺度特征作为模型输入。在训练过程中,计算各分量特征与原始信号的权重系数来优化调整模型内部参数。并利用预测重构结果与统计分析的3σ判据进一步提升预警性能。采集现场压缩机组2段正常与异常的压差监测数据进行实例验证,试验结果表明:相比于其他预测方法,所提出的预警方法具有最小的预测误差,正常箱体压差的预测结果同比降低66.67%~71.43% (均方误差(MSE)),36.67%~45.45% (平均绝对误差(MAE)),40.17%~45.42% (均方根误差(RMSE)),36.57%~45.72% (平均绝对百分比误差(MAPE));异常进气压差的预测结果同比降低64.43%~71.12% (MSE),44.02%~52.27% (MAE),40.36%~45.53% (RMSE),37.24%~47.79% (MAPE)。该方法在细节特征与趋势特征上具有更好的预测精度,在测试集中能提前60 min时间为异常监测信号提供预警,从而提升机组安全稳定运行的可靠性。

室外立体停车场氢泄漏扩散特性及危险性分析

田苗, 王伟, 晏明海, 路欣欣, 田世祥, 张孝春

2025, 35(7): 176-183. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1040

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“双碳目标”助力氢燃料电池汽车(HFCV)产业发展,HFCV安全停放于室外立体停车场是规模化推广的关键,为此,搭建缩尺度实体试验平台,研究停车场封闭条件(封闭、半开放、开放)、泄漏位置、质量流量及孔径对氢气扩散特性的影响。结果表明:停车场开放程度增加,泄漏源处氦气相关指标上升,如中央位置大孔径泄漏且流量为0.18 kg/s时,一至三层氦气最大体积分数依次为21.3%、27%、45.3%,对应氢气体积分数已远超爆炸下限,存在极高燃爆风险;泄漏质量流量增加,氦气体积分数和压力上升、安全风险增大,氦气的泄漏质量流量与体积分数、压力存在明显的正相关关系;同等开放程度下,角落易聚集且墙边扩散情况优于空旷地带,并且扩散过程受空间边界引导,呈现出非均匀的扩散态势;孔径越大,氦气泄漏速率越高。

磷酸铁锂储能电站主动在线多源监测和分级预警系统

许晴晴, 陈杰, 高保彬, 王燕, 王健, 程祖田

2025, 35(7): 184-191. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.0708

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为提升锂离子电池储能电站事故监测效果和预警效率,降低火灾发生概率,针对预制舱式磷酸铁锂(LFP)电池储能电站存在的被动监测延时、单一参量监测不准确以及灾变风险分级模糊等问题,设计一套 LFP 储能电站主动在线多源监测与分级预警系统。首先,分析储能电站热失控及火灾发生过程,基于不同层级构建特征指标集,包括内部温度(单体)、内压-声音(电池包)、H₂和CO浓度(电池簇)、烟雾特征图像(电池舱),并规划详细的监测实施路径;然后,根据4个层级对应的4级预警,制定预警策略,明确预警流程。结果表明:该监测预警系统在LFP储能电站热失控极早期预警方面有显著优势,尤其是在2C过充条件下,可提前38.9 min预警32 Ah电池单体的热失控;在0.5C过充条件下提前53.2 min预警344 Ah电池模组的燃烧。

基于K-means和LCA的自动驾驶交通事故聚类分析

乔剑锋, 王亚楠, 吕淑然, 王汀, 夏学锋

2025, 35(7): 192-200. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1025

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为了深入挖掘自动驾驶汽车(AV)道路交通事故的内在规律,仅依靠单一事故描述因素的统计分析是不够的,还需要进一步挖掘由多个因素相互作用所体现的综合潜在类别。鉴于AV事故数据既包含结构化信息,又包含叙事文本的特点,在类型识别过程中创新性地提出将K-means聚类分析与潜在类别分析(LCA)相结合的方法,首先,使用K-means方法从叙事文本中提取关键信息;然后,将其作为LCA模型的输入,克服LCA仅能利用现有事故报告中的结构化信息这一局限性;最后,采用美国加利福尼亚州的437起AV交通事故验证组合方法的有效性。结果表明:AV事故主要表现为4个综合类型;K-means 与 LCA 的组合方法能对含叙述文本的结构化信息实施高效的聚类分析。

山区低等级公路事故严重度致因与异质性对比分析

闫杰, 邢小亮, 孙鹏, 张昱, 彭汉杰, 孙同波

2025, 35(7): 201-208. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1744

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为明确山区低等级公路交通事故严重度影响因素的异质性效应来源,剖析事故严重度致因机制,以重庆市某山区低等级公路近7年事故数据为基础,采用固定参数Logit、混合Logit及考虑异质性来源的随机参数Logit模型,构建基于碰撞车型的事故严重度致因分析模型,对比分析不同模型的拟合优度与异质性差异,并借助平均弹性系数量化变量对事故严重度的影响强度。结果表明:在同类型事故中,考虑异质性来源的随机参数Logit模型拟合优度最高;在综合事故模型中,涉事非机动车对事故严重度的作用强度最大,正面碰撞为服从(-0.668,0.749²)正态分布的异质性变量,其参数均值和方差受夏季、大型肇事车的正向影响;在机-机事故模型中,季节、肇事车型的作用强度最大,夏季、中型肇事车、侧面碰撞对应参数服从均值(方差)分别为0.586、0.948、0.631的单侧三角分布,且与夜间、平曲线半径≥1 600 m存在均值异质性;在机-非事故模型中,事故严重度受涉事非机动车、夜间、正面碰撞变量显著影响,夜间、涉事非机动车对应参数服从均值(方差)分别为2.040、1.330的单侧三角分布,其参数均值与周末、年龄≥59 岁显著相关;合理切分山区低等级公路事故数据集,可有效降低事故严重度影响因素中的异质性效应,进而提升事故严重度致因分析结果的精确性和可靠性。

案例推理机制下智能汽车换道避障轨迹规划方法

房熙博, 宁一高, 赵轩, 周猛

2025, 35(7): 209-217. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.0122

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为解决智能汽车换道避障轨迹规划难以兼顾性能优化与实时性的问题,提出基于案例推理(CBR)机制的智能汽车换道避障轨迹规划方法。利用五次多项式轨迹参数离线优化得到典型场景下的最优轨迹,形成状态量与决策量相对应的最优案例库,探明新案例场景下最优轨迹修正规律,建立轨迹关键参数更新函数,从而在相似案例场景下直接调用现有案例轨迹,在新案例场景下根据车速、位置等状态量在线更新换道避障轨迹,并进行案例库更新。对比测试结果表明:所提出方法与五次多项式在线优化方法的轨迹性能基本一致,且明显优于A^*和快速随机探索树星(RRT^*)方法。其中,所提出方法与五次多项式在线优化方法在相似案例场景下,所得轨迹最大曲率均为0.001 2 m^-1,最大侧向加速度均为1.245 7 m/s²;在新案例场景下,两者轨迹最大曲率均为0.001 4 m^-1,而最大侧向加速度分别为1.194 9和1.136 5 m/s²。同时,所提出方法与五次多项式在线优化、A^*和RRT^*这3种对比方法相比,具有最小的规划耗时,新案例场景下的规划耗时为0.001 1 s,而相似案例场景下的规划耗时仅为0.000 1 s。

基于说服理论的在线应急语言有效性评价模型及其应用

陈建武, 高婧琦, 徐晶格, 李群, 潘乐文宇, 赵晓飞

2025, 35(7): 218-224. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.0181

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为提高在线应急语言服务的科学性和有效性,基于Hovland说服理论识别在线应急语言有效性的影响因素,明确应急语言服务评价投入指标和产出指标,构建应急响应阶段的在线应急语言服务有效性评价模型,并建立应急语言服务有效性评价流程;以宁夏银川富洋烧烤店“6·21”特别重大燃气爆炸事故为例,利用大数据分析应急响应阶段微博平台上官方媒体发布的信息,确定应急(含消防)类、公检法类、中央级主流媒体、其他政府类、地方级媒体账号5项类传播者主体并将其作为决策单元(DMU);采用数据包络分析(DEA)方法开展应急语言服务有效性评价。研究结果表明:在线应急语言服务有效性从高到低为中央级主流媒体、公检法类媒体、应急(含消防)类媒体、其他政府类和地方级媒体,其他政府和地方级媒体与前3类传播主体还有较大差异,需要进一步探索其应急语言服务有效性提高的方式方法。

期权契约机制下考虑社会捐赠的应急物资混合储备决策

伍佳妮, 刘之敬, 王莹

2025, 35(7): 225-232. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.0090

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为改善因过度依赖政府实物储备,在未发生突发事件时,造成高沉没成本或因物资不足造成高紧急采购成本的问题,首先引入期权契约,构建应急物资混合储备决策模型,并将社会捐赠纳入决策框架;然后研究期权契约机制下,考虑最小化政府期望成本,选择最优的混合储备模式和分配储备量,并提出最优决策的卡罗需-库恩-塔克(KKT)条件和最优策略,得出关于最优政府实物储备量、协议企业实物储备量和协议企业生产能力储备量的标准隐函数;最后将物资捐赠和资金捐赠作为应急物资供应的关键渠道,对相关参数进行敏感性分析和数值模拟,探讨期权契约权利金、捐赠物资处理成本、物资和资金捐赠量对最优储备策略及政府期望成本的影响。研究结果表明:政府可以灵活选择是否执行契约,降低期望成本并扩大储备规模;应急物资现货市场采购成本的增加会提高政府期望成本对需求量变化的敏感度;政府应积极引导社会力量参与应急救援,并根据突发事件的强度灵活调整捐赠策略。

军队应急医疗物资生产能力储备激励研究

肖骅, 谭满益, 林勇, 唐国锋, 罗国强, 戴沄沄

2025, 35(7): 233-240. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.1241

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为实现军队快速反应的勤务保障能力,建立一定规模的应急医疗物资储备,针对应急医疗物资生产能力储备过程,军队与承储企业间努力水平信息不对称引发的道德风险问题展开研究,结合军队特点将军事代表中期监督制度引入储备激励机制设计,并构建两阶段激励模型,分析企业努力水平、军代表中期监督行为对激励效果的影响,并与无中期监督行为情形进行对比分析。结果表明:军事中期监督制度对承储企业具有显著激励作用,能有效抑制企业懒惰行为,提升应急物资保障效能,从而为不对称信息条件下军队生产能力储备的激励政策制定提供决策支持。

欧盟工作有关肌肉骨骼疾患致病因素及工效学预防措施

唱斗, 王生, 马骏

2025, 35(7): 241-246. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.07.0406

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为预防各成员国职业人群工作有关肌肉骨骼疾患(WMSDs),欧盟(EU)开展了专项调查并采取工效学预防措施。依据随机抽样的原则选取调查对象,按照统一要求调查不同行业WMSDs发生情况,分析WMSDs的发生率、致病因素以及行业分布特点等,在此基础上又针对性地采取多种工效学预防措施。数据分析显示,欧盟28国WMSDs发生率在40%~79%。引发WMSDs常见物理因素包括重复性手或上臂等抬举动作、键盘操作或重复动作、不良作业姿势等。组织和社会心理因素有职业应激、不断调整工作节奏、工作节奏快等。采取的工效学预防措施主要包括使用设备帮助提升或移动重物、提供如何正确搬运和移动重物培训,提供符合工效学的设备等。研究结果表明:WMSDs发生比较高,影响因素多,采取工效学预防措施种类越多,预防效果越好。

基于数字化技术的一体化社会安全治理策略——评《一体化指挥调度:社会治理安全场景数字化》

2025, 35(7): 247-247.

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交通安全分析在道路交通设施优化中的应用——评《交通安全分析》

2025, 35(7): 248-248.

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