探析数字孪生技术在安防行业的发展

一、数字孪生技术与仿真技术的区别与联系 数字孪生技术通过充分利用物理信息模型在物理世界中创建等价的虚拟体,结合实时与历史IOT反馈信息,基于计算机手段对物理实体进行实时监控,动态仿真分析,从而对物理实体进行精确的分析与决策.仿真技术则是通过将一些已经确定的规律和具备完整机理的模型转化成软件来模拟物理世界.也就是说,只...     

基于关键时间窗的泄漏事故情景构建方法研究

针对危险性气体泄漏事故致因因素和事故演化规律难以确定的问题,采用时间窗与情景构建相结合的方法确定情景要素、情景演变规律以及相关要素之间的逻辑和时间关系,建立了基于两类关键时间窗的泄漏事故情景构建方法。第一类关键时间窗基于事件树方法实现了对事故发生可能性的分析;第二类关键时间窗着眼于事发后的前期处置,实现了对事故发展可能路径的分析。以某液化气泄漏爆炸事故为例,利用时间窗情景构建模型构建泄漏事故情景,所构建的情景与第二类时间窗泄漏事故情景链中有一条该事故基本吻合,表明基于关键时间窗的事故情景链能够反映事故发生发展的客观可能性,对事故的全过程防范具有重要的借鉴意义。     

应急预案重大突发事件情景构建——基于“情景-任务-能力”应急预案编制技术研究之一

在国内外应急预案编制技术对比分析的基础上,针对我国应急预案工作存在的主要问题和需求,提出了以"情景-任务-能力"为技术路线的应急预案编制方法,重点论述了重大突发事件情景构建对应急准备和应急预案编制具有重要先导作用,提出重大突发事件情景基本概念、分类矩阵、构建程序、情景框架结构与要素内容等一些理论与方法,为以"情景-应对"的应急预案管理模式提供技术参考。     

民航“重大突发事件情景构建”应用实例探讨

重大突发事件情景构建理论是前沿的应急管理理论之一,为我国民航主管部门及民航企业在应对民航重大突发事件特别是预防和处置重大飞行事故方面提供了一个全新的思路和发展方向。针对国内外重大飞行事故特点和我国民航在应对突发事件及应急管理体系存在的问题进行分析,结合对重大突发事件情景构建理论所要求的"情景-应对"模式进行描述说明,建立了某一飞行事故情景的构建方案,以此为实例对如何应用该理论进行了示范和探讨。认为重大突发事件情景构建理论对于改进、完善我国现行民航应急管理体系具有重大的实践和指导意义。     

基于三维可视化与虚拟仿真技术的综采工作面生产仿真研究

针对现阶段煤矿从业人员生产培训中存在的不足,以淮南矿业集团潘三矿1622综采工作面为例,引出了基于三维可视化与虚拟仿真技术的综合机械化采煤虚拟仿真系统的设计与开发,利用3D MAX三维建模软件对矿区地形、地质及综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机等生产机械设备进行三维模型的创建,并结合Converse3D虚拟现实制作软件对系统的界面UI和交互进行设计,提出了系统设计开发的完整流程。通过在潘三矿的应用结果表明:基于三维可视化及虚拟仿真技术开发的综采工作面虚拟仿真系统具有易学性、真实性和交互性等特点,能够快速激发工人的学习兴趣,大大降低了工人安全培训的时间。同时,也为工业生产的实时仿真,提供了新的研究方向。     

基于关键驱动力要素的情景构建应用

<正>近几年,"情景-应对"型突发事件应急管理理论和方法受到广泛关注,通过构建事件情景对未来事件进行分析,是一种灵活的、能应对不确定环境的动态战略规划思想。本文阐述了情景库的构建方法,利用关键驱动力要素分析情景演化方向,构建突发事件情景树,从情景故事的描述、风险评估和应对措施3个方面阐述了情景分析核心思想和流程,并以碳九溢油海洋环境安全事件为例进行了案例分析。     

基于DORATASK法的标准作业负荷评估模型

为了预防标准作业制度下工人超负荷作业,基于DORATASK方法构建工序标准作业负荷评估模型。综合考虑工作效率和人因工程双因素,提出以时间占用率为主衡量指标、以能量代谢率为修正因子的工作负荷评估量化模型;结合虚拟仿真技术,设计模型求解流程;以某发动机输油件制造企业的标准作业为例,应用上述模型,并进行仿真分析。研究表明:该模型可以量化工作负荷,准确地反映标准作业制度下工人的作业负荷状态;负荷评估能够为优化工序标准作业提供反馈,使标准作业制度兼顾效率性与安全性,进而从制度设计角度保障全体工人的职业健康安全。     

应急演练突发事件的情景构建研究和应用

近年来国家高度重视地方政府和企业的应急管理水平,传统的预测应对模式不能很好应对当今突发事件,而需要向情景应对模式转变。为了将情景构建技术更好的应用到应急管理领域中,本文研究并应用了应急演练突发事件的情景构建。首先,阐述了应急演练突发事件的情景结构模型;其次介绍了应急突发事件情景构建的步骤和具体内容;最后将重大突发事件情景构建应用到昆明市原油管道泄漏事故中进行分析。因此对于情景-应对型事故情景构建理论应用在石油石化企业生产安全事故方面具有重要借鉴意义。     

安全人机工效虚拟仿真实验系统设计

虚拟仿真技术可有效解决安全生产领域基础理论和应用技术研究过程不能进行试验验证的技术难题.首先阐述了安全人机工效虚拟仿真实现系统的构成以及各部分功能,确定了以Jack软件的可视性分析、可达性分析、工作姿势分析、疲劳恢复分析、受力分析等人因分析功能为核心,建立集开发平台、展示平台、交互平台和数据分析平台为一体的安全人机工效虚拟仿真实验系统.分析了系统集成的关键技术,对比了不同类型动作捕捉器的基本原理和优缺点,结合安全人机工效实验需求,确定了采用电磁式动作捕捉器的系统集成方案,以及动作捕捉器、数据手套和虚拟仿真展示平台的集成方法,并对本实验系统的应用前景进行了展望.     

完善与发展重大突发事件情景构建技术方法的核心问题

重大突发事件情景构建是近年在我国兴起的支撑应急准备能力建设的一种方法和思路,广泛应用于公共安全领域的预案体系管理、应急演练设计、应急体系规划等应急准备行动。但是,随着相关研究和应用的逐年深入,如何将其进一步总结、凝练,进而发展成为突破层级和业务领域的标准化风险管理方法是当前应急管理领域急需解决的问题之一。首先,从重大突发事件情景构建的重要性与必要性入手,总结回顾目前国内外情景构建相关的研究与应用现状;其次,在情景构建理论体系和应用实践总结的基础上,围绕“综合风险评估和专家观点的情景主题筛选”“基于专业知识和真实案例支撑的‘故事化’表达”“基于通用应急任务清单支撑的任务梳理”和“基于任务驱动的风险沟通机制”4个核心理念进行深入分析和讨论;最后,结合目前我国应急管理机构改革的情况,从情景构建标准体系的建立和基于标准的情景构建实践工作出发,提出针对性建议。研究结果可为重大突发事件情景构建标准体系的建立与推广提供理论基础和参考借鉴。     

情景构建理论沿革及其对我国应急管理工作的启示

20世纪70年代,情景构建作为一种风险管理工具进入民防和应急管理实践者的视野,并逐步成为西方发达国家开展应急准备的核心策略,德国、英国、丹麦、荷兰等国家的风险评估规范均对情景构建这种方法给予了标准化要求。作为风险分析和应急准备工作的重要支撑策略,情景构建对我国当下的应急管理工作具有重要意义。首先,情景构建可以推进我国相关主体开展扎实的风险分析和风险沟通工作;其次,情景构建为相关主体提供了一种基于“风险”驱动的应急能力建设路径;最后,情景构建为当下改革阶段的应急管理机制建设提供了一种策略和方法。     

基于Blender的矿山虚拟现实快速构建与实现

为了实现矿山三维实体模型和虚拟现实的快速搭建与实现,分析了当前数字化矿山建模可移植性差、扩展性不灵活、开发难度大的缺陷 ,提出了一种矿山三维模型及虚拟现实体系的自动构建方法:基于Blender开源软件提供的建模平台,利用Python语言编写矿山实体的表达方法 与生成算法;利用矿山基础信息,实现了对矿山井巷、矿体等三维实体模型的自动、快速构建,并以矿山井巷工程、矿体以及地表模型等实体 模型的构建为例进行了演示;利用Blender脚本实现对三维实体模型的快速渲染,初步建立了矿山虚拟现实环境与仿真系统,并利用驱动内核实 现虚拟情景的演示。结果表明,该方法具有开发快捷、要求低等特点,为数字化矿山建设提供了一种新的思路。     

景区密集人群踩踏事故情景分析

为提高景区密集人群应急管控能力,采用情景分析和动态贝叶斯网络相结合的方法,研究景区密集人群踩踏事故情景演化过程。通过分析景区密集人群踩踏事故,选取情景状态、致灾体、承灾体、驱动要素为关键要素,探索密集人群踩踏事故情景演化的特征与路径;运用动态贝叶斯网络构建密集人群踩踏事故情景网络,从情景状态概率推演情景发展趋势。结果表明:引起事故发生风险概率较高的情景状态依次为人群跌倒、人群僵持、人群流量剧增和人群聚集;预防准备不充分、景区安保管理不足、人流监测设备和人群限流设施不完善等相应驱动要素的介入是造成事故发生的主要原因。     

“基于情景构建高风险油气田重大事故应急准备理论及关键技术研究”获2013年度“神华杯”中国职业安全健康协会科学技术奖二等奖

基于情景构建高风险油气田重大事故应急准备理论及关键技术研究项目由中国安全生产科学研究院、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司共同完成。该项目属于安全科学技术学科的公共安全领域,包括高风险油气田重大事故情景构建理论与方法、应急准备规划区技术与方法、应急准备关键技术研发与应用等主要内容。在项目总体设计中,以公众保护为核心目标,采用现代应急准备理论与方法,从科学、技术和工程应用三个层面,提出了重大事故情景构建理论,建立了基于现场调查、实验及计算的井喷事故情景原型,提出了井喷事故后果三维数值模拟技术,建立了基于井喷事故情景的应急准备规划区划分方法,针对我国高含硫油气田生产的特殊风险和钻完井特定高风险期间在安全与应急管理上的科技需求,提出了基于情景一任务一能力的应急预案编制技术,研发了基于风险管理的井喷事故现场监测预警技术及系统,提出了基于情景应对的公众保护技术,项目成果具有理论创新、学科融合和应用有效等显著特点。     

基于贝叶斯网络的电镀企业火灾事故情景推演

为有效解决电镀企业火灾事故情景演化路径复杂、火灾扑救困难等问题,提高电镀火灾应急处置能力,采用情景分析与贝叶斯网络(BN)相结合的方法,对电镀企业火灾演化路径进行推演。首先分析电镀火灾特点,确定情景状态、应急驱动、承灾要素和处置目标4种情景要素;然后基于动态BN确定情景间的关系,运用D-S证据理论处理优化,构建电镀企业火灾情景推演模型;最后将其应用于某电镀火灾实例,通过Netica软件得到各节点的状态概率,找出事故的发展趋势和情景演化路径。结果表明：该事故所有可能的演化路径中,预热槽体起火(情景S₁)是事故发生概率最大的情景,概率达81.2%;需在此处采取有效措施,使火灾消失概率达到62.3%。     

考虑不确定性的多情景应急车辆综合调度模型

为提升不同应急情景下各救援力量的联合应急救援效率,降低救援风险,减少财产损失,采用情景分析的方法对应急状态不确定性进行参数估计,引入风险厌恶水平,构建一种以总调度成本和风险最小化为目标的应急车辆综合调度模型;运用非支配排序遗传算法(NSGA-II)求解目标函数值,通过仿真案例对比分析考虑情景与不考虑情景2种情况下的求解结果;利用模型分析不同情景下惩罚成本与风险厌恶水平的关系,给出合理风险厌恶水平值,选定最终调度方案。结果表明：该模型与方案能够有效满足不同应急情景下需求点的需求,提高救援效率,解决在情景与风险共同作用下的应急车辆综合调度问题。     

基于情景构建技术的应急准备能力评估方法

为了提高应急准备能力评估结果的可靠性,提出一种基于情景构建技术的应急准备能力评估方法。运用情景构建技术,明确所构建的情景事件中的主要应急任务;提出应急准备能力评估指标体系,将完成每项应急任务所需的目标能力和现实能力相比较,采用加权求和的计算方法,评估区域应对该类情景事件的应急准备能力,并进行实例验证。结果表明:评估指标体系结构合理,评估方法可行,可提升应急准备能力评估的针对性,对区域应急准备能力的提高具有指导意义。     

地铁自动检票闸机对人员疏散的影响分析

本文采用计算机仿真技术,建立了地铁车站的疏散模型,获得了每个时刘的人员分布状态,找到了不利于人员疏散的”瓶颈”位置。同时指出了现有地铁站台疏散时间的计算方法的不足之处。通过模拟详细分析了地铁自动检票闸机对人员疏散的影响,模拟结果显示,地铁自动检票闸机的存在,降低了人员疏散的效率,在研制疏散预案以及现场指挥时需要审慎地考虑闸机的影响。文末就此提出了一些合理建议。     

“十三五”国家重点研发计划系列科研成果

正灾场信息可视化呈现及事故应急辅助决策依托项目"十三五"国家重点研发计划课题"基于实际情景动态风险分析的事故应急处置辅助决策系统"(2017YFC0804706)。参与单位中国安全生产科学研究院(牵头单位)、中共中央党校(国家行政学院)、中国人民警察大学(原中国人民武装警察部队学院)、北京优锘科技有限公司。研发成果构建了针对事故核心区的三维场景快速构建子系统,可基于现场相关资料在10分钟内完成三维场景搭建,并基于虚拟电子沙盘实现事故核心区情景信息、现场处置方案等的动态展示及     

镇江运用虚拟仿真技术防范水上交通事故

由镇江市地方海事局研发的“虚拟仿真技术在水上交通事故防范中的应用研究”项目日前通过了验收。这一技术成果的诞生,标志着该市水上交通安全监管科技化水平达到国内领先水平。