中国安全科学学报

大安全学基础理论研究

吴超

2025, 35(8): 1-13. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1814

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为构建大安全学基础理论,综合运用文献调查法、资料统计法、逻辑演绎法、模型分析法等,开展系统性研究。首先,梳理近十余年大安全领域相关理论的研究历程及特点;其次,从多视角界定大安全的定义、内涵和特征,归纳其基础概念群与体系,构成大安全学的学科群;最后,归纳一种大安全学的研究范式及大安全原理的层次和类型,并针对预设场景构建2个大安全模型及其相关定义。研究结果明确了大安全的范畴及辨识准则;提炼出支撑大安全状态学、大安全元理学、大安全内因学、大安全系统学、大安全天灾学、大安全人祸学、大安全外因学、大安全防治学、大安全综合学和大安全边际学这10类大安全学科群的10组核心概念群,并界定了大安全学科群的定义和范畴;梳理形成一种大安全学的研究范式和大安全原理的分类体系,构建了适用于典型场景的建模方法和2个代表性模型。

安全生产治理系统演化模型及机制

赵一归, 王梦瑶, 邓清禄, 郭海林

2025, 35(8): 14-21. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0277

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为推动安全生产治理现代化理论发展,基于系统理论与治理理论,构建包含治理主体、治理规则、治理工具、治理资源的安全生产治理系统要素模型,通过复杂适应系统(CAS)理论分析聚集、非线性、流、多样性、标识、内部模型和积木7个基本特性,进一步结合适应度景观理论和NK模型,构建安全生产治理系统演化的NK景观模型,揭示系统基因形态(A-R-T-S)的16种状态组合及其适应度分布。结果表明:安全生产治理系统由治理主体、治理规则、治理工具及治理资源 4 个要素构成,具备复杂适应系统的特性;系统演化遵循“初建阶段:随机性游走和低状态锁定→发展阶段:适应性游走和局部协同局限→成熟阶段:适应性跳跃和深度协同”3阶段机制;我国安全生产治理系统演化涵盖系统初建期(1978—2002年)、系统完善期(2003—2012年)、系统现代化推进期(2012—2024年)3个阶段和相应机制。

基于SEM的矿工大五人格特质和情绪对不安全行为的影响

田水承, 聂玉蓉, 陈磊, 张筱雅

2025, 35(8): 22-32. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0723

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为进一步预防由矿工人格特质和心理因素引发的煤矿安全事故,选用大五人格作为人格特质,从情绪角度出发,研究大五人格特质和情绪对矿工不安全行为的预测作用,同时考察情绪在大五人格特质和不安全行为之间的调节效应。首先,运用SPSS26.0和AMOS26.0软件分析问卷信效度;其次,建立结构方程模型(SEM)并验证假设,在此基础上运用层次回归分析方法检验情绪调节效应。结果表明:外倾性、神经质、开放性这3种人格特质以及负性情绪对不安全行为有正向影响作用;宜人性和尽责性这2种人格特质以及正性情绪对不安全行为有负向影响作用;正性情绪在开放性人格特质对不安全行为的关系中有调节作用;负性情绪在神经质、开放性、外倾性和宜人性这4种人格特质对不安全行为之间的关系中有调节作用。研究结果可为煤矿企业可依据工人的人格特质和情绪状态追溯其安全隐患和制定策略干预员工不安全行为,从而提高现场安全生产水平。

深基坑工程人员区域入侵行为预警数字孪生系统

宫培松, 沈欣云, 韩博雯, 郭聖煜, 彭冠卿, 钟骏豪

2025, 35(8): 33-39. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1471

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为解决当前深基坑工程危险区域动态风险高、人员入侵行为预警不及时等问题,开发集成建筑信息模型(BIM)和超宽带(UWB)的数字孪生系统。首先,通过OurBIM三维图形引擎构建深基坑工程虚拟场景;其次,提出危险区域标定方法,利用UWB实时定位施工人员与危险源;然后,建立人员入侵行为实时预警机制,设计深基坑工程人员区域入侵行为预警数字孪生系统,包括场景可视化、危险区域设置、预警数据记录等功能;最后,将系统应用于武汉市某深基坑工程项目。结果表明:该系统能够监控深基坑工程2类危险区域的人员入侵行为,综合预警成功率达97.4%。该系统验证了数字孪生技术在施工安全领域的可行性和有效性。

机械加工车间作业人员不安全行为识别模型

胡啸峰, 滕腾, 胡今鸣, 温家骏

2025, 35(8): 40-47. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0176

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为提高机械加工车间作业人员的安全管理水平,构建基于YOLOv11的识别模型,融合元架构视觉模块(MetaFormer)、混合聚合网络(MANet)以及自适应特征网格卷积注意力机制(AFGC Attention),改进YOLOv11模型,并建立真实车间环境下的视频数据集,验证上述模型。结果表明:改进YOLOv11模型能够识别无人值守、未佩戴面罩作业、未穿着防护服作业3种行为,F₁指数均达到0.93以上;改进的模型在小尺寸目标识别方面的性能具有显著提升,识别戴手套作业行为的F₁指数从0.684提升至0.708,平均精度均值(mAP)@0.5值从0.604提升到0.651。

基于SIF与社会网络的化工火灾事故致因分析

王佩, 李小婷, 杨睿, 郑丽娜

2025, 35(8): 48-53. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0164

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为有效识别和防控化工火灾事故风险,遏制化工火灾事故频发,基于数字化技术的深度案例分析,提出一种融合文本挖掘、安全信息流(SIF)模型层次分析与社会网络分析的多维度综合研究框架。首先,对2000—2024年75起化工火灾事故调查报告进行词频-逆文档频率(TF-IDF)关键词提取与潜在狄利克雷分配(LDA)主题建模;然后,基于SIF模型,将提取出的致因按微观、中观和宏观层次进行分类;最后,借助社会网络分析方法构建事故致因网络,通过频数统计、中心性分析及关键关系挖掘,识别出事故致因网络中的核心节点和关键影响路径。结果表明:微观致因占比为56.3%,是导致化工火灾事故的最关键致因因素,其中,个体因素和环境设备风险在化工火灾事故中占据主导地位;中观致因中“安全监督不充分”度数中心度最高,组织管理不到位→安全监督不充分→个人准备不足→违反规章制度是化工火灾关键致因路径。

炼化企业工艺安全管理指标数据预测方法

刘洋

2025, 35(8): 54-60. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1054

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为提升炼化企业过程安全管理水平,增强对关键安全指标的动态监控与趋势预警能力,提出一种融合多预测模型的工艺报警数据预测方法。该方法结合差分移动平均自回归(ARIMA)、二次指数平滑以及基于粒子群优化(PSO)的支持向量回归(SVR)3种时间序列预测模型,针对不同指标的趋势性、自相关性与非线性特征,实现对多样化安全指标的有效建模与预测。首先,处理原始指标数据的异常值;分别构建3类预测模型并计算预测结果;然后,通过比较各模型误差自动选取最优模型用于指标趋势预测;最后,实证分析某炼化企业一年内的时平均报警数指标。结果表明:该方法能够动态适配不同数据特征,所选模型预测误差稳定低于0.1,明显优于现有报警数量级精度要求。该方法可有效提升炼化企业过程安全指标预测的准确性与灵活性,及时识别潜在风险指标。

基于PAR模型的城市地下空间施工事故人为致因分析

仰玉江, 王义保, 李冲

2025, 35(8): 61-69. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0999

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为减少城市地下空间施工事故发生,采用内容分析与社会网络分析相结合的方法,解构事故人为致因。首先,基于感知-分析-应答(PAR)事故致因模型,构建城市地下空间施工事故人因“主体-因子-状态”分析框架;然后,根据城市地下空间施工事故案例,编码提取致因因子,并明确致因主体关系与致因状态;最后,通过网络共现、中心性分析和相关性分析绘制人为致因结构模型,以此解析城市地下空间施工事故人因结构。结果表明:坍塌、中毒和窒息事故是城市地下空间施工事故的主要类型;导致事故发生的高频人因共计24项,包含9项核心人为致因。人为致因结构模型显示,致因主体中决策管理层安全责任尤为重大;核心致因因子“安全技术交底不到位”扮演风险枢纽角色,深刻影响致因网络;致因状态间存在较强关联效应,尤以信息缺失状态与其他状态发生特征明显。

航空器自主运行下的平行航路碰撞风险研究

张洪海, 唐思嘉, 万俊强

2025, 35(8): 70-83. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0813

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为有效评估航空器在空地协同的自主运行场景下的碰撞风险并保障运行安全,基于人为因素和通信、导航、监视(CNS)性能,开展航空器自主运行下的平行航路碰撞风险研究。首先,深入分析航空器自主运行场景特征,基于飞行员和管制员认知行为及其交互作用改进认知可靠性与失误分析方法(CREAM),评估自主运行过程中的人因可靠性;然后,结合CNS性能,构建基于人为因素和CNS性能的自主运行航空器碰撞风险模型,分别评估航空器在侧向、纵向、竖直方向和综合碰撞风险;其次,通过平行航路算例验证该方法的可行性,分析人因可靠性和CNS性能对平行航路碰撞风险的影响。结果表明:自主运行航空器在3个方向及综合碰撞风险值均低于目标安全水平(5×10^-9),且提高人的认知可靠性和CNS性能均有利于减小平行航路间距,从而提升自主运行的安全性。

工业场景下人员行为的多模态信息融合决策策略

王海泉, 于浩玮, 杨岳毅, 徐晓滨, 卜祥洲, KURKOVA P

2025, 35(8): 84-92. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0084

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为预防工业场景下人员不安全生产行为所导致的安全事故,解决光线不佳、视野受限和遮挡等干扰情况下单一视觉模态动作识别效果不佳的问题,提出一种基于自适应证据推理(S-ER)策略,融合视频信息和惯性测量元件(IMU)信息的人员不安全行为决策方法。首先,构建基于注意力机制的多任务三维卷积模型(M-C3D),分析视频信息,运用融合注意力机制的一维卷积神经网络(1D-CNN)处理IMU信息;其次,运用证据推理(ER)策略实现决策级融合,并通过萤火虫优化算法构建不同环境条件下证据权重和可靠度的优化集合,确保视频和传感器模态信息的权重能够根据环境情况自适应调整;最后,通过德克萨斯大学达拉斯分校的多模态人员行为数据集(UTD-MHAD)和中原工学院的多模态人员行为数据集(ZUT-MHAD)验证模型的有效性。结果表明: 在存在干扰的工业场景中,S-ER 方法的识别准确率最高可达 98.53%,较传统多模态融合方法及单模态识别方法的最高值提升17.52%。

液态CO₂扑灭白酒池火特性研究

张玉涛, 边静, 郭强, 柏可心, 李星, 张园勃

2025, 35(8): 93-99. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1319

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为探索更为高效的酒库灭火技术,基于相似理论搭建5 000 mm×2 400 mm×2 900 mm的缩尺寸液态CO₂灭火试验平台,分析液态CO₂灭火系统扑灭不同燃烧盘直径的白酒池火过程中的酒体质量变化特性、温度分布和气体体积分数变化特性。结果表明:液态CO₂能够有效扑灭白酒火灾;燃烧盘直径越大,白酒质量损失越明显,燃烧盘直径一定时,白酒质量变化量Q与时间t呈一次函数关系。燃烧盘直径越大,白酒池火能达到的温度越高,最高可达340 ℃;燃烧盘直径越大,灭火所需要的液态CO₂量越大,灭火时间也越长,3种燃烧盘直径下灭火时间分别为32、36和38 s,且无复燃现象发生,火场空间CO₂体积分数最高可达到26%;不同燃烧盘直径下G₁—G₄测点CO₂含量大小分布为:G₄>G₃>G₂>G₁;CO含量大小分布为:G₃>G₄>G₁>G₂;O₂含量大小分布为G₁>G₂>G₃>G₄。

新登矿破碎顶板裂隙发育演化特征与分区支护技术

陈蓥, 鲍世纪, 史明哲, 杨宏涛, 张子凯

2025, 35(8): 100-109. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1713

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为解决破碎顶板煤层巷道支护困难的问题,采用岩层探测记录仪,在新登矿煤层巷道进行测试,分析围岩裂隙演化特征,引入巷道直接顶岩性R、顶板破碎系数β,将其作为巷道围岩稳定性的评价指标,并将巷道围岩分为支护容易区、较容易区、较困难区和困难区4类,针对每一类围岩给出具体支护参数;然后运用分区支护技术在新登矿+90北翼瓦斯抽放硐室进行现场应用,支护效果良好。研究表明:顶板围岩状态呈现分区性,由浅部向深部可依次划分为浅部破碎带、破碎裂隙混合带、裂隙发育带和围岩完整带;通过裂隙分析指标得出,顶板裂隙区宽度随时间不断向围岩深部扩展,裂隙数量逐渐增多,原有架棚支护无法有效控制围岩完整性的持续劣化。

不同煤阶煤中水分自发渗吸特性试验研究

杨明, 江舒纬, 徐靖, 周子恒, 王明洋, 高建良

2025, 35(8): 110-117. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1322

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为了解不同煤阶煤自发渗吸过程中水分运移特征,以蒙泰满来梁矿、九里山矿、天地王坡矿、平顶山十矿煤样为研究对象,利用低场核磁共振(NMR)试验系统测试煤样渗吸过程中水分在不同时刻的T₂谱,结合煤样中水分质量变化,探究煤样在渗吸过程中水分随时间和空间的变化特征。结果表明:低阶煤润湿性较高阶煤和中阶煤好,相同试验条件下,低阶煤的渗吸量最大,其次是高阶煤,中阶煤的渗吸量最小;根据煤样渗吸过程中水分随时间变化情况,可将煤样渗吸过程划分为3个阶段:渗吸初期、渗吸中期和渗吸后期。渗吸初期,低阶煤对水力作用的敏感程度高于高阶煤和中阶煤,低阶煤渗吸速度最大,其次是中阶煤,高阶煤的渗吸速度最小。渗吸中、后期,高阶煤的渗吸速度较中阶煤大;在渗吸过程中,微小孔/中孔范围内由于毛细管力作用,水分会从孔径较小的孔隙向孔径较大的孔隙运移,运移过程中,水分在低阶煤中受到的阻力小于在高阶煤中受到的阻力。

受载煤岩随钻参数测定试验装置及耦合关系分析

范超军, 孙其旺, 罗明坤, 张佳绩, 赖鑫峰

2025, 35(8): 118-128. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1440

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为解决煤矿采掘过程中围岩力学参数非均质和获取困难问题,利用自主研制受载煤岩随钻参数测定试验装置,实时感知岩层强度及结构;分析围压、钻速、转速和旋转扭矩对模拟岩石试样强度的影响,并对采集的随钻参数灰色关联度耦合分析;在受载条件下,通过钻进不同组合类型的分层试件,还原真实环境下钻进煤岩层的效果,验证随钻参数对试件抗压强度识别的准确性。结果表明:试件强度与围压呈正相关,旋转扭矩与钻进速度呈正相关。旋转速度不同时,试件强度基本不变。旋转扭矩、围压、钻进速度、旋转速度与抗压强度关联度分别为0.996、0.831、0.739和0.347。试件强度与旋转扭矩成线性关系。通过分析旋转扭矩曲线的变化特征,可以识别岩层强度,进而定位分界位置。

管棚支护下深部隧道工作面稳定性分析

张佳华, 杨小丽, 杨永祥, 鲁义, 张道兵

2025, 35(8): 129-138. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0974

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为了研究管棚预支护下深部高应力、高水压隧道工作面的稳定性问题,首先采用变分法构建深部隧道工作面破坏模型,将高水压与围岩应力引入到力学模型中,利用上限定理计算外力功率和内能耗散率;其次根据虚功率原理,推导出深部隧道工作面潜在破裂面的解析解,并借助Matlab软件求解深部隧道的安全系数;然后分析不同参数对破裂面曲线的影响,讨论高应力、高水压环境下深部隧道安全系数的变化特征,评价管棚预支护效果。研究结果表明:围岩强度较小时产生的破坏范围较大,破裂的纵向深度也较大;此外,高水压与围岩应力对隧道工作面的稳定性具有显著影响,忽略则会明显高估隧道工作面的稳定性,安全系数的相对误差可达60%以上;管棚支护可以有效提高深部隧道工作面的稳定性,安全系数增大了79%,且高应力、高水压环境会明显降低管棚的支护效果。

浅埋煤层采空区漏风量主控因素探讨

刘冰, 郑霞文, 罗贞焱, 唐超, 张丽敏

2025, 35(8): 139-147. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1049

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为深入分析浅埋煤层采空区漏风特征,选取采空区上覆岩层裂隙平均长度、上覆岩层裂隙平均宽度、上覆岩层孔隙率、上覆岩层厚度及井上下压力差等5个因素建立浅埋煤层采空区漏风影响指标体系,联合优势关系粗糙集和响应曲面法,构建采空区漏风特征及其因子作用分析模型,并以煤矿实例开展实证分析生成采空区漏风偏好类规则,提取出偏好类特征;通过3因素3水平响应曲面法,对浅埋煤层采空区漏风量进行回归函数拟合。结果表明:上覆岩层孔隙率、上覆岩层厚度及井上下压力差等3项指标为采空区漏风量主要控制因素,单因子的F值为96.06~226.82;交互因子作用中“上覆岩层孔隙率及上覆岩层厚度交互作用”与“上覆岩层孔隙率与井上下压力差交互作用”的F值分别为62.34和24.66。与单因子相比,在多因子交互作用中,上覆岩层孔隙率和上覆岩层厚度的交互作用对采空区漏风影响显著。因此,在进行浅埋煤层采空区漏风分析研究及防范防治时,不仅要重视单个因素指标的作用,还应特别关注对漏风有重要影响的因子交互作用。

基于SNA-BN的三峡船闸预约调度模式社会风险评估

李嵘, 刘清, 王磊, 钟悦, 兰毓峰, 南航

2025, 35(8): 148-155. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1600

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为提升三峡船闸智能化水平及风险承载能力,首先,采用社会网络分析(SNA)方法识别并提取三峡船闸预约调度的利益相关方,通过点度中心度、中介中心度和接近中心度这3种中心性指标表征利益相关方的网络特征,并从合法性、合理性、可行性、可控性4个维度构建评价指标体系;其次,根据指标间的潜在耦合关系,运用贝叶斯网络(BN)构建三峡船闸预约调度模式社会风险评估模型,以量化各指标作用的方向与强度;最后,通过敏感性分析识别影响社会稳定性的关键因素。结果表明:三峡船闸预约调度模式下的社会风险等级处于较低水平;评价指标体系中的4个准则指标对综合社会风险的影响强度排序为:合法性>可控性>可行性>合理性;规则修订、审批及发布的合规性,负面舆论易发性,群体性事件易发性,预约成功率,安全管理策略覆盖度等指标是影响总体社会风险的关键因素。

基于多源文本挖掘的飞行事故关键风险识别

田泽, 罗帆

2025, 35(8): 156-163. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1120

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为提升我国民用航空飞行安全风险管控效能,精准识别引发飞行事故的关键风险因素,以微博资讯、新闻报道、航空事故调查报告为样本,开展飞行事故风险多源文本挖掘,并借助基于双向编码器的主题模型(BERTopic)识别飞行事故风险因素;运用Word2Vec模型和复杂网络解析风险因素的语义关联,确定关键风险因素;采用双向编码器(BERT)挖掘出引发公众最严重负面情绪的人员风险因素,并结合词频统计方法辨识低空空域的关键人员风险因素。结果表明:人员风险是导致飞行事故的关键风险,其中未严格执行操作程序、鸟击和机组成员疾病是影响飞行安全的关键风险因素;飞行机组人员未严格执行操作程序引发的公众负面情绪最为强烈,也是低空空域事故的关键人员风险因素。

基于改进Prophet-LSTM-PSO的大坝异常数据检测模型

葛大龙, 丁勇, 李登华

2025, 35(8): 164-170. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0155

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为提升大坝监测数据的异常检测性能,提出一种基于改进Prophet-长短期记忆(LSTM)-粒子群优化(PSO)的大坝异常数据检测模型。首先,通过改进Prophet法使得异常数据点位分解得到趋势分量特征;其次,将分解得到的趋势、周期和残差分量映射到三维空间,以三维空间中近邻均值距离数据代替原始时序数据;最后,结合LSTM网络与PSO算法,设定与优化异常阈值,进而实现异常数据的精准识别。结果表明:相较于传统模型,该模型在检测效果上具有明显提升,且表现出较高的稳定性。在召回率稳定维持在95%以上的前提下,精确率与准确率均超过95%,验证了该方法的有效性与实用性。

基于SEKOA的煤尘环境下机械臂转运煤粉物料轨迹规划

董祥杰, 石艳, 林椿松, 罗毅, 李培华, 税小叶

2025, 35(8): 171-179. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1517

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针对煤矿等中、重型易燃物料在智能转运过程中因机械臂、物料运动引起易燃粉尘扬散导致粉尘爆炸的潜在安全问题,以6轴工业机械臂为对象,以该机械臂关节运动的技术参数与煤尘扬散的风速阈值作为运动约束条件,将“4-5-4-4-5-4”多项式位姿插值法与提出的螺旋探索开普勒优化算法(SEKOA)作为该机械臂的运动轨迹规划模型,分析机械臂安全、高效作业的非线性组合工程优化问题。结果表明:在设置的运动约束条件下,相较于其他算法,SEKOA的机械臂安全转运煤粉物料效率更高,最快为9.5 s,且物料运动姿态平稳无倾斜碰撞;“4-5-4-4-5-4”多项式插值法规划的机械臂运动轨迹平滑、连续,物料下放阶段的主驱动关节1、2速度峰值分别为0.72、0.47 rad/s,加速度峰值为0.5 rad/s²,经历约2.5 s减速到0 rad/s,机械臂可平缓将物料放到指定位置,可防范封装箱上的煤尘二次扬散。

竖井倾斜角度与环境压力对烟气吸穿的影响研究

唐君磊, 李元洲

2025, 35(8): 180-187. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1341

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为更好地设计高海拔地区隧道竖井排烟,利用数值模拟方法,计算分析环境压力以及竖井倾斜角度对隧道火灾烟气吸穿效应的影响。通过FDS软件计算得到不同工况温度场,引入吸穿高度并判断各工况吸穿程度;结合吸穿程度重新定义无量纲理查森Ri'数,并提出吸穿高度的理论计算模型,推导出发生吸穿的临界Ri'数(Ri_c')。结果表明:吸穿高度随角度的增加而增加,随环境压力的增大而升高;Ri'数随环境压力的降低而降低,随竖井倾角的增加而增大;在同一环境压力下,Ri_c'数随竖井倾斜角度的增加而降低,利用Ri'数与Ri_c'数的关系可判断是否发生完全吸穿效应。

基于WGAN-XGBoost的ADS-B异常数据检测模型

李怀谦, 陈雨昊, 付宇翔, 沈嘉意

2025, 35(8): 188-195. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1566

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为保障航空运行安全、提升空域管理效率并增强系统对欺骗与干扰的防御能力,提出一种融合Wasserstein生成对抗网络(WGAN)和极限梯度提升(XGBoost)算法的异常数据检测模型。首先,通过WGAN学习预处理后ADS-B数据的内在分布特征,生成异常数据,将其与原始数据融合作为训练数据集;其次,基于XGBoost算法训练混合数据集,构建异常分类检测器;最后,通过试验与朴素贝叶斯、逻辑回归、感知机等基准模型开展性能对比。结果表明:与其他机器学习异常数据检测器相比,XGBoost 异常数据检测器在准确率、精确率、召回率、F₁ 分数等6项指标上均表现更优,其中准确率和精确率均超过0.999;模型检测 243 792 条数据的总耗时为 2.070 2 s,平均每条数据检测耗时 0.008 5 ms,在检测性能与时间成本间实现最优平衡,且经真实异常事件验证,具备良好的实用性与适用性。

基于改进灰狼优化BP网络的城中村火灾预测

吕淑然, 田江雪, 党鑫宇

2025, 35(8): 196-204. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1426

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为了预防城中村火灾,利用改进灰狼优化算法(IGWO)和反向传播(BP)神经网络,对城中村火灾风险进行预测。引入非线性收敛因子和变异算子,改进传统灰狼优化算法(GWO),提高算法的全局搜索能力、收敛速度和稳定性,进而构建基于IGWO优化BP神经网络的城中村火灾风险预测模型(IGWO-BP),结合城中村火灾风险因素的复杂性和特殊性制定指标体系,预测火灾风险,并进行实例验证。结果表明:相较于传统GWO、粒子群算法(PSO)、长城算法(GWCA),IGWO在全局搜索能力、收敛速度和稳定性等方面均有显著提升,IGWO-BP模型可通过处理城中村火灾风险指标,实现对火灾风险的预测。

社区火灾风险因素耦合机制分析与防控策略研究

赵鹏霞, 李铁, 佟瑞鹏, 代宝乾

2025, 35(8): 205-212. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0376

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为建立有效且契合社区风险特征的火灾防控体系,以105起社区火灾案例为样本,将风险因素归纳为人的不安全行为、物的不安全状态和不良环境条件及管理缺陷,构建社会网络分析(SNA)/N-K模型,通过计算风险耦合值与网络中心性指标,以耦合值修正亲近中心性的出度值,识别关键风险因素。研究结果表明:管理缺陷风险因素是驱动风险耦合的主导维度;耦合因素数量增多会显著影响社区火灾风险水平;排名前3的关键风险因素依次为:未按要求开展社区火灾隐患巡查,居民安全意识、知识与素养薄弱,没有定期向居民普及消防知识。基于此提出的“3维4阶”社区火灾防控模型,可从制度优化、技术赋能与行为干预3个维度,构建涵盖预防、预警、处置、恢复全周期的社区火灾风险耦合断链策略。

基于FDS的商业建筑火灾温度场预测

曹妍曦, 马鸿雁, 王顺

2025, 35(8): 213-218. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0125

摘要 ( 23 )

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为解决现代商业建筑火灾环境复杂、温度场预测难的问题,利用卷积神经网络(CNN)结合支持向量机(SVM)构建火灾温度场预测模型。先采用火灾动力学模拟(FDS)搭建商业建筑火灾模型,获得温度测点接收的序列数据,将温度、位置坐标和火灾持续时间作为输入参数建立数据集;再引入霜冰优化算法(RIME)对CNN-SVM中的隐藏层节点数、正则化系数和学习率进行寻优,建立预测模型,并讨论模型在不同的传感器损坏率下的抗干扰能力。结果表明:该模型在温度场平面预测上表现最优,平均绝对百分比误差为5.6%,最大相对温度误差不超过25%。在3种工况下抗干扰性能最佳,极端条件下最大误差不超过15%。

基于实车驾驶数据的互通立交匝道区行车综合风险评价

张越, 张诗, 段伟建, 朱兴林, 徐进

2025, 35(8): 219-226. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0852

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为评价互通立交匝道区行车综合风险,选取重庆市一互通立交群开展以右转定向式匝道、左转半定向式匝道和小半径环圈式匝道的实车驾驶试验,采用PhysioLAB生理检测仪和Speedbox测速仪分别收集驾驶人经过匝道区的心电数据和车辆行驶状态数据。分析3种典型形式匝道的心理负荷和车辆运行风险,采取改进熵权逼近理想解排序(TOPSIS)法构建行车综合风险模型并进行评价。结果表明:驾驶员的心率增长率(HRI)变化呈现出4种模式:凸曲线、连续增加、持续减少、凹曲线。HRI在右转定向式匝道区先降再升,在左转半定向式匝道区的分、合流点前后先升再降,在小半径环圈式匝道区的分、合流点波动较大。车辆运行风险匝道段最大,且匝道半径越小,车辆运行风险越大。车辆运行风险大小为:小半径环圈式匝道大于左转半定向式匝道大于右转定向式匝道。行车综合风险在匝道段最高且分布范围大,在分、合流段分布集中且在分流点后不远处出现最大值。

事件系统理论下基于三支决策的特大暴雨灾害舆情风险评价

聂如欣, 王洛, 张紫玉

2025, 35(8): 227-235. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1750

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为科学评估特大暴雨舆情风险,提出一种事件系统理论下基于三支决策的特大暴雨舆情风险评价方法。该方法从事件系统理论视角出发,结合时间、空间、强度3个维度,确定舆情生命周期并构建特大暴雨舆情风险评价指标。同时,结合评论有用性和犹豫直觉模糊集,有效量化关于舆情风险评价指标的公众舆情偏好。在此基础上,拓展三支决策方法,将舆情风险划分为5个等级,实现特大暴雨灾害舆情风险的科学评价。借助实际案例和对比分析,验证特大暴雨舆情风险评价模型的有效性和适应性。结果表明:所提方法不仅成功实现特大暴雨灾害舆情风险评价指标的科学选取,以及公众舆情偏好的有效量化,而且一定程度上缓解已有评价方法由于信息和认知局限带来的决策误差。

基于贝叶斯网络的突发公共卫生事件应急响应关键路径研究

赵泽斌, 程瑞

2025, 35(8): 236-243. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1142

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为提升公立医院突发公共卫生事件应急响应能力,基于贝叶斯网络方法,从公立医院视角提取突发公共卫生事件中的情景要素、任务与能力,构建应急响应网络,该网络以应急领导小组为核心节点,对内统筹应急专家小组、医疗科室等核心部门及药剂等支持部门,对外联动属地疾控、公安、社区等行政机构,形成内外部协同的应急响应架构。结果表明:通过诊断分析明确应对目标优先级,“防止院感事件发生”为首要目标(占比为40%);成立应急领导小组-成立应急专家小组、成立应急领导小组-严格执行各项防控制度、成立应急领导小组-病毒检测为应对突发公共卫生事件的3条关键路径。

基于贝叶斯劝说理论的企业代储应急物资研究

褚宏睿, 黄宾

2025, 35(8): 244-252. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1376

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为应对日益频发的自然灾害,保障企业代储应急物资的效率,从经济学信息披露角度给出加强企业参与度的措施。首先,基于期权合同构建企业代储应急物资模型,说明灾害发生概率对企业代储决策的内在驱动作用;其次,进一步采用斯塔克尔伯格序贯博弈框架,评估政府补贴政策在提升物资储备量和政企目标方面的效果;然后,引入贝叶斯劝说理论,设计政府的信息披露机制,引导企业代储决策,并增强应急物资储备的整体效率;最后,以洪涝灾害为具体应用场景,进行数值分析。研究结果表明:企业的应急物资代储量与灾害发生概率呈正相关关系,显示出企业对灾害风险的敏感认知;虽然政府补贴能够增加物资储备量并降低政府成本,但在提升企业收益方面存在局限性;基于贝叶斯劝说理论设计的信息披露机制,在提升物资储备量、降低政府成本和增加企业收益等方面均展现出优于基准模型和补贴模型的显著优势。政府可通过有效的披露灾害信息,改善企业代储应急物资模式的物资救援效率。

基于ANP-VIKOR的青藏高原金属矿山智慧应急能力综合评价

王国栋, 胡家瑜

2025, 35(8): 253-262. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.1530

摘要 ( 22 )

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为提升青藏高原金属矿山的应急管理能力,基于智能技术的应用,构建智慧应急能力综合评价模型;通过分析青藏高原地区的特殊地理条件与复杂的矿山作业环境,提出包含智能技术、行为安全、资源配置、制度机制及社群关系5个维度的评价指标体系;运用网络层次分析法(ANP)方法确定指标权重,使用多准则妥协解排序法(VIKOR)系统评估青藏高原3座典型金属矿山(矿山Y、矿山V、矿山J)的智慧应急能力。结果表明:基于ANP-VIKOR的智慧应急能力综合评价体系涵盖“智能技术、行为安全、资源配置、制度机制、社群关系”5大维度共20项评价指标,充分融合高原地区复杂地理环境、极端气候条件与矿山运营特征,有助于弥补高原地区智慧应急能力量化研究的不足。实例中,矿山J的智慧应急管理能力表现最优,尤其在智能技术和应急响应方面具有显著优势;矿山Y在技术应用上表现出中等水平,后期应急管理能力有所提升;矿山V在资源配置与应急响应速度上存在改进空间,三者在智慧应急能力方面差异明显,反映出高原矿区智慧管理水平的不均衡性,验证了所构建模型的有效性与适应性。

基于生物力学的肌肉骨骼疲劳评估方法

和杰花, 王益艳, 毛颖, 佟瑞鹏

2025, 35(8): 263-270. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.08.0401

摘要 ( 28 )

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为有效预防作业过程中因疲劳累积引发的工作相关肌肉骨骼疾患(WMSDs),提出一种融合计算机视觉与生物力学建模的作业疲劳量化评估方法。该方法基于MMPose模型提取作业人员的三维姿态数据,并结合OpenSim平台建立个体化肌肉骨骼模型,实现完整作业周期动作的重建与肌肉负荷模拟。通过计算关键关节的反作用力与肌肉激活水平,构建关节与肌肉的疲劳指数模型,系统分析腰椎区域在典型弯腰搬运任务中的疲劳演化过程。结果表明:在典型弯腰搬运任务中,L5—S1关节及其相关的多裂肌群呈现出显著的疲劳累积特征,部分肌群存在左右侧疲劳不对称现象,深层稳定肌与核心肌群共同参与姿势维持与负荷响应。该方法能够动态追踪作业过程中的疲劳变化,识别疲劳高风险部位,适用于动态、高负荷作业场景下的疲劳风险预警。

电力生产安全隐患及其应对措施——评《电力安全管理探索》

宋晓燕

2025, 35(8): 271-271.

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相关文章 | 多维度评价

智能技术融入软件安全体系架构的策略——评《软件安全保障体系架构》

粟梓康

2025, 35(8): 272-272.

摘要 ( 19 )

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刘阳

2025, 35(8): 273-274.

摘要 ( 11 )

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相关文章 | 多维度评价

智能电网背景下电力安全防控措施——评《电力负荷特性智能分析技术》

陆骏, 焦阳

2025, 35(8): 275-276.

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