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%。     

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。     

基于贝叶斯网络的城镇洪涝应急情景推演研究

为处理城镇洪涝灾害复杂演变过程,结合证据理论与知识元模型,利用贝叶斯网络,针对城镇洪涝灾害进行应急情景推演研究。将城镇洪涝灾害情景推演要素归类为孕灾环境、致灾因子、承灾体和应急管理,并分析各要素之间的作用关系,建立城镇洪涝灾害应急情景贝叶斯网络,以验证应急管理措施的科学性和有效性,并通过2016年武汉市洪涝灾害进行实例分析。结果表明:知识元模型能建构城镇洪涝灾害应急情景的复杂演化路径,证据理论能处理应急情景演化中的不确定性信息,而贝叶斯网络能有效仿真推演并评价应急管理措施。     

基于动态贝叶斯网络的民航突发事件情景分析研究

航空运输重大突发事件的应急准备与处置存在问题,应急救援效果不甚理想。建立了基于灾害体、受灾体、孕灾环境以及抗灾体四要素的突发事件情景分析模型,并运用动态贝叶斯网络模型,构建了基于关键时间节点的突发事件情景演化模型。基于上述模型,以某航班降落时起落架故障的典型事件为例进行模型构建与分析,分析结果验证该模型运用于民航突发事件情景分析与评估的合理性和可行性。该模型为提高民航突发事件应急准备与处置能力提供了新的思路与方法。     

城市商业综合体建筑火灾事故演变路径分析

为促进城市商业综合体建筑火灾情景演变路径分析程序及表示方法的规范化,依据城市商业综合体建筑火灾特点,基于知识元模型中的特征要素表示情景,识别情景中致灾因子、承灾体、驱动要素为主的特征要素,通过分析主要特征要素的状态参数变化及特征要素间相互作用,确定城市商业综合体建筑火灾事故情景可能演变路径并以网络图的形式表示。研究表明:基于特征要素的演变路径分析及网络图表达方法实现了城市商业综合体建筑火灾事故演变路径分析及表示的规范化、直观化。     

地震诱发井工煤矿次生灾害系统研究

为研究地震灾害诱发的井工煤矿次生灾害中承灾体与次生灾害的关联性，首先基于系统科学、区域灾害系统理论，构建地震诱发井工煤矿次生灾害系统，定义系统结构、特征、功能及子系统间关系；其次在地震灾害、孕灾环境、井工煤矿承灾体等3个子系统中确定次生灾害的调查对象；然后基于语义网络对系统内的承灾体、关联关系进行知识表示，得出承灾体、次生灾害的知识表示方法。研究结果表明：地震灾害、原生灾害、次生灾害三者间具有链式关系，均会与环境共同作用于井工煤矿的承灾体。     

暴雨灾害下的建筑施工现场风险评价研究

为了准确判断施工现场在突降暴雨情况下的安全状态,采用贝叶斯最优最劣法(Bayesian Best Worst Method, BBWM)和云模型方法,提出暴雨灾害下的建筑施工现场风险评价模型,以确定施工现场在遭受暴雨灾害时的风险等级。该模型利用了压力-状态-响应模型(Pressure-State-Response, PSR)和灾害系统理论,在考虑致灾因子危险性、孕灾环境稳定性、承灾体脆弱性和减灾能力抵御性4方面的基础上,构建18个风险因素的施工现场风险评价指标体系,并以武汉市某施工现场为例进行验证。结果显示,施工现场的减灾能力抵御性处于最重要的地位,做好现场减灾应对措施对灾害有非常重要的帮助;案例项目的评价结果处于一般风险状态,与现场实际情况相符。     

长大隧道突发性地质灾害预警信息系统研究

针对国内外长大隧道施工过程中频繁遇到的突发性地质灾害(涌水、突泥,以下同)对工程造成重大损失和人员伤亡,调研国内外长大隧道突发性地质灾害发生现状和危害,首次提出隧道突发性地质灾害预测预报方法为灾害发生前兆的现象预报法和S-t曲线变化趋势判断法;并对主要风险源水压和水量、水质、初期支护内力及围岩位移进行监控,给出相应的预警标准。笔者研究并开发了隧道灾害预警系统,在浏阳河隧道过河段现场使用;结果表明,该系统能较好地适应隧道复杂环境,稳定性好,能对采集到的数据分析判别,对长大隧道安全施工具有一定的指导意义。     

区域建筑群台风灾害综合脆弱性评估方法研究:以广东省为例

承灾体综合脆弱性评估,直接影响社会对灾害的应对和恢复能力。以典型承灾体建筑群作为研究对象,建立耦合自然脆弱性和社会脆弱性的综合概念评估模型。将台风灾害频发的广东省作为研究区。分别采用修正后的Papathoma海啸脆弱性评估模型(PTVA模型)和投影寻踪聚类模型(PPC模型),评估其自然脆弱性和社会脆弱性。最后结合GIS技术对广东省建筑群台风综合脆弱性进行等级评估,其结果与广东省近30年来历史台风灾害中建筑灾情损失程度基本一致。     

隧道施工地质灾害分析与防治对策

根据隧道施工地质灾害成因与特性,对隧道施工地质灾害进行分类,并对其特点进行分析,提出隧道施工地质灾害防治原则。在建立隧道施工地质灾害监测与预警系统的基础上,对常见灾害中的塌方、涌水、突泥、瓦斯爆炸、岩爆等现象提出防治措施,旨在为隧道安全施工提供参考。     

矿山井巷模型快速构建与突水避灾三维动态仿真

为准确规划人员最优避灾路径,以矿井现场实测数据为基础,联合Python与Blender快速生成矿山三维井巷模型,建立基于时空动态性的突水漫延仿真平台;综合考虑不同因素对巷道通行状况的影响,建立一种支持从源节点至多目标节点的前N条最优避灾路径搜索方法;调用Blender时间线功能,建立人员避灾逃生演示模型;以山东某矿为工程背景,开展矿井突水与人员最优路径避灾仿真模拟。结果表明:基于Python与Blender联合开发的矿井突水应急避灾仿真平台,可实现矿山井巷系统几何模型的快速构建;可真实模拟不同突水状态下水流漫延过程,为受灾人员规划出前N条最佳避灾路径,并可结合实时水情及时优化最佳避灾路径。     

Scenario derivation and consequence evaluation of dust explosion accident based on dynamic Bayesian network

In order to clarify the correlation between the evolution path of dust explosion accidents and emergency decision-making, and to accurately predict the disaster damage levels of various disaster bearing bodies. This paper extracts 56 key scenario elements from four aspects, namely state, answer, goal and environment, based on the analysis of typical dust explosion accident cases. At the same time, a general scenario evolution path of dust explosion accident is constructed. Using fuzzy number set theory and dynamic Bayes joint probability model, the accurate solution of scenario state probability was realized. With the help of accident cases and dynamic Bayes approach, the dust explosion consequence prediction index system and evaluation criteria were constructed, covering factors such as dust explosion intensity, casualties, direct economic losses, equipment damage, building damage, environmental damage and other factors. A polyethylene wax dust explosion accident in a city of China was used to verify the dust explosion accident scenario evolution model and consequences prediction model. The predicted results were in good agreement with the actual damage of various carriers of the accident, which indicated that the model could be used for dust explosion accident prediction and disaster loss prediction. The research results provided reference and technical support for the prediction of dust explosion accident evolution direction, emergency aid measures decision and deployment, disaster damage prediction and evaluation.     

基于PSO-SVM模型的隧道水砂突涌量预测研究

复杂工程地质条件下,隧道水砂混合物突涌的预测防控是隧道安全建设的基础,准确预测水砂混合物突涌量,为工程提供安全保障至关重要。为提高预测准确性,提出一种基于粒子群算法优化的支持向量机(PSO-SVM)的隧道水砂突涌量预测模型。综合考虑地质构造、气象条件、施工影响三类因素,选取七个因子,结合某公路隧道,利用PSO-SVM建立隧道水砂突涌量预测模型,并对该隧道水砂突涌量进行预测,结果与实际突涌量一致。证实综合粒子群算法和支持向量机优势的PSO-SVM方法预测精度高,且易于实现,为类似隧道工程突涌预测提供参考与借鉴。     

基于事故案例的Natech事件演化模式及风险分析*

为探究非巨灾型Natech事件演化模式并降低发生风险,基于164个事故案例,归纳出6种典型演化路径,构建非巨灾型Natech事件演化模式分析框架,并基于突发事件关联网络,分析影响Natech事件风险的水平关键节点及潜在发生路径。结果表明:暴雨灾害是对全局影响力最强的节点,与人为异动的协同作用最显著;电力事故Natech链路径较长;水污染事故是较容易被自然灾害或首发事故触发的事件。     

基于熵权-云模型的城市群综合承灾度评价

为解决城市群综合承灾度评价过程中的模糊性与随机性问题,合理评估城市群的综合承灾度。从防灾、抗灾、救灾和恢复4个维度构建城市综合承灾度评价指标体系,提出基于云模型的城市群综合承灾度评价模型。以西北地区3个城市群为例,运用云模型对城市群的综合承灾度进行评价,通过熵权法进行赋权,最终确定算例城市群的综合承灾状况。结果表明:西北地区3个城市群承灾度等级均为Ⅱ级,承灾能力中等;该方法利用能综合反映多因素之间复杂关系的特征指标得出相应的评价等级,同时为地区内城市的承灾度大小判断提供参考,对提升城市群综合承灾度具有积极意义。     

危化品事故情景推演网络构建及关键节点分析*

为有效应对危化品事故发生与演变时存在的动态性及不确定性问题,基于事故演变过程中的关键情景状态及对应孕灾环境、应急活动和处置目标等要素,引入动态贝叶斯网络方法,构建危化品事故情景推演网络,并结合复杂网络知识,对孕灾环境和应急活动2类事故影响因素节点进行敏感性和重要度分析。结果表明:情景推演网络计算的情景节点概率符合事故发生的实际情况,能够对危化品事故在不同孕灾环境和应急救援下的演变路径进行推演,并且分析得到燃烧物、消防力量、火场环境和建筑密度等关键影响因素节点,研究结果可为事故处理提供应急辅助决策支持。     

全尺寸巷/隧道火灾风烟流温度预测模型与验证*

为探究巷/隧道火灾热动力灾害的演化规律,基于能量守恒定律和热量转换关系,建立巷/隧道火灾风烟流温度演化的预测模型;考虑巷道分叉和汇合对烟气蔓延和温度的影响,构建分叉和汇合巷道内烟流温度随时间变化的演化模型。通过开展全尺寸巷道火灾实验以及与国内典型隧道火灾试验数据对比,对理论模型进行验证。研究结果表明:理论模型所呈现的烟气温度随时间的变化关系,能较好地反映火灾发展的3个阶段,烟气温度的变化趋势符合火灾火源燃烧特性曲线;理论模型能够准确地预测顶棚最大烟气温升以及温度纵向衰减现象,烟气最高温度预测值与实验结果的误差率在15%以内。研究结果可为巷／隧道火灾时期的烟气控制和救援提供理论参考。     

基于复杂网络的燃气管线破裂灾害链风险分析*

为提高燃气管线突发事件应急处置决策水平和应急响应能力及效率,采用复杂网络理论和灾害链演化机理对燃气管线破裂灾害事件影响进行耦合分析,构建燃气管线破裂灾害链网络和风险评估模型,并计算得出燃气管线破裂灾害链风险度。为更准确地表达无传播路径的灾害事件之间的关系,将灾害网络中所有最短路径长度的最大值作为其最短路径长度,计算表明这种算法更符合灾害传播实际情况。结果表明:通过燃气管线破裂灾害链风险分析,能够为燃气管线灾害风险控制措施和方案制定提供参考,有利于提高燃气管线破裂灾害事件的应急处置能力和决策水平。     

城镇-森林交界域火灾灾害链网络模型构建及风险分析

为确定城镇—森林交界域火灾灾害演化关系及风险特征,预防灾害事件发生,从157个火灾案例中提取43个典型灾害事件,运用灾害链和复杂网络理论,构建城镇-森林交界域火灾灾害链演化模型。使用Python工具对灾害链网络中关键节点、关键边和最短路径分析。结果表明:化工厂爆炸、加油加气站爆炸、城镇火灾、污染水质、污染空气及城市生命线损毁是关键节点,山洪—道路损毁、河流泥沙淤积—山洪、堤坝决堤—山洪、堰塞湖—山洪、森林火灾—城镇火灾是关键边。研究结果可为城镇-森林交界域火灾的防控、断链减灾提供科学依据,具有较高的现实意义。