基于复杂网络和N-K模型的塔吊安全风险因素分析与控制

建筑工程的塔吊施工安全风险是一个涉及人员、机械及环境的复杂耦合系统,应从系统角度去分析和评价关键风险因素。通过融合复杂网络SNA模型和N-K模型形成了新的风险因素分析方法体系。其中,SNA模型的中心度分析提供了风险因素的系统关键性评价,SNA模型的可达性分析和N-K模型则提供了风险因素的耦合致险性评价,两个指标共同决定了关键风险因素。基于近年来我国塔吊安全事故案例库,通过SNA/N-K模型方法体系对建筑工程塔吊安全的关键风险因素进行了全面研究,并提出防控建议。结果表明,不利的环境风险因素诱发人-机-环-管多风险耦合能力突出,应进行专项管理。此外,身体心理健康状态差、特种工无资质、安全管理制度不完善、塔吊选型和设置不合理也是需要重点防控的关键风险因素。     

基于DEMATEL/N-K的机坪管制系统运行风险因素耦合分析

为了分析机坪管制系统风险因素的耦合性,将决策实验室分析(DEMATEL)模型与N-K模型相结合形成新的风险因素耦合分析模型。首先,利用N-K模型对2017—2019年机坪管制运行不安全事件进行耦合分析,计算不同耦合方式的耦合值;然后,利用DEMATEL模型计算安全风险因素的影响度和被影响度,确定要素的中心度排序,通过DEMATEL模型得到的综合影响矩阵计算可达矩阵,用来分析风险因素的可达性,最后,利用风险因素耦合值对各风险节点的中心度进行修正,获得关键的风险因素。基于实际运行数据,通过DEMATEL/N-K模型分析机坪管制系统的关键风险因素。结果表明,人为因素和机械因素之间的耦合程度明显更高,即更容易导致事故的发生,其中地面保障人员操作出错或未有效观察航空器造成航空器或地面保障设备故障是重点防控的对象。此外,在夜晚或雨天等视线条件下工作,更容易发生不安全事件,应当采取措施控制此类风险。     

融合N-K模型的复杂网络架桥机施工安全风险因素分析

为识别导致架桥机施工时发生安全事故的关键致因和链路,提出一种融合N-K模型的复杂网络架桥机施工安全事故风险因素分析法。首先,建立2000—2022年期间的架桥机事故案例库,分析事故致因,将架桥机施工安全事故风险因素归纳为4个一级风险因素和24个二级风险因素;然后,以事故类型和二级风险因素为节点,以致因关联为边,建立架桥机施工安全事故致因复杂网络模型,计算风险因素节点的亲近中心度和中介中心度;最后,建立N-K模型耦合分析一级风险因素,利用耦合交互信息值优化复杂网络风险因素节点的中心度,通过风险因素可达性分析和全局主路径分析,分别得到导致架桥机事故的7个关键致因和7条关键链路。结果表明：施工单位管理不到位、安全生产检查不充分2项管理因素的亲近中心度和中介中心度值较高。监理单位失职→施工单位管理不到位→安全生产检查不充分关键链路风险最大,针对这些关键风险因素和链路在架桥机施工过程中应重点管控。采用融合N-K模型的复杂网络分析得到的架桥机施工安全关键致因和链路与事故调查结论一致,准确实现了架桥机施工安全事故风险辨识。     

基于N-K模型的地铁施工安全风险耦合研究

为研究地铁施工安全风险管理中的风险概率变化情况,对影响地铁施工安全的人为、设备、管理和环境等因素进行风险耦合分析,构建基于复杂网络的N-K模型,计算不同风险耦合情况发生的概率和风险值。结果表明,多因素风险耦合会增加事故发生的概率,主观因素(人为因素和管理因素)风险完全耦合比不完全耦合造成的风险大;主观因素与环境因素完全耦合最容易引起安全事故。     

基于改进N-K模型的公共建筑火灾风险耦合研究

为了弥补传统N-K模型需要大量统计数据支撑才能应用的局限性,提出了一种改进N-K模型。该模型能在缺少统计数据的情况下,结合层次分析法将事故发生概率替代为风险因素的频度进行风险耦合度计算。将此方法应用于公共建筑火灾风险耦合的研究中,结果表明:耦合风险因素越多,风险值越大;耦合风险因素相同时,建筑因素比设备因素更易造成火灾事故,人员因素比管理因素更易造成火灾事故;主观因素耦合风险比客观因素耦合风险大。分析结果与近些年发生的公共建筑火灾事故比较,关键致因风险及耦合情况与实际总体状况一致,证明了改进N-K模型具有一定理论价值。     

基于N-K模型的城市燃气管道失效可能性因素耦合分析

为分析多因素耦合作用对城市燃气管道失效可能性的影响，构建了基于复杂网络的N-K模型；应用轨迹交叉理论分析管道失效可能性因素的耦合作用机理；基于N-K模型对2011—2014年所发生的1 127起城市燃气管道事故进行耦合分析，计算不同耦合方式发生的概率和耦合值。结果表明:多因素耦合过程中，参与耦合的因素越多，管道失效的概率越大，但耦合发生的频率却随耦合因素的增加逐渐减少；环境因素和人为因素参与耦合时，管道失效的概率较大。     

基于N-K模型的煤矿顶板事故风险因素耦合分析

在事故预防过程中为研究煤矿顶板事故安全风险的变化情况,对影响煤矿顶板事故中的人因因素、设备因素、环境因素和管理因素等进行风险耦合研究。通过国家安全生产监督管理总局的事故查询系统,检索得到2006~2016年所发生的188起典型煤矿顶板事故,从单因素、双因素和多因素角度分析,构建基于复杂网络的N-K模型,计算出不同风险因素之间的耦合关系。结果表明,耦合因素的增加,会导致风险增加;人的因素参与耦合会导致事故风险加大,是煤矿顶板事故的重要原因;预防和控制人—机因素参与耦合可以为本质安全化的煤矿顶板事故预防措施提供新的思路。     

基于关联规则的塔式起重机事故致因网络模型研究

为揭示塔式起重机事故致因机理，由事故调查报告提炼关键要素，运用关联规则方法挖掘致因因素间耦合关系并提取其强关联规则；基于复杂网络理论，构建塔式起重机事故致因网络模型，通过模块度、平均路径长度、节点度及中介中心度分析网络拓扑特性，识别关键节点及其交互机理。结果表明，塔式起重机事故网络具有较明显社团结构，人因和管理层因素与事故连接紧密，存在违规/违章操作、相关专业资质不足及未有效落实安全制度等问题，需对关键节点采取针对性干预控制措施，及时切断风险传播链路，减少事故发生。     

基于N-K模型的深海油气田生产平台建设风险分析

为降低深海油气田生产平台建设的风险,保障深海油气开发作业的安全稳定运行,从质量、进度、技术和安全4个因素识别生产平台建设过程中的风险,根据风险耦合机理,将风险因素划分为单因素、双因素和多因素耦合,并利用N-K模型对某深海油气田生产平台建设工程进行定量耦合分析。结果表明：风险耦合值与事故发生的频率呈正相关;多因素耦合的影响大于双因素耦合,其中,质量、进度、技术和安全4因素耦合值最大,耦合风险值为0.67,其次为质量和技术的双因素耦合,风险值为0.29。从质量、进度、技术和安全4个方面提出管理措施,以降低深海油气田生产平台建设安全的风险。     

基于N-K模型的海上交通安全风险因素耦合分析

为定量分析海上交通安全风险因素间的影响关系,识别导致海上交通事故的关键因素,分别从单因素、双因素和多因素的角度分析了人、船、环境、管理等风险因素间的耦合关系,运用N-K模型构建了海上交通安全风险耦合度量模型,结合中国海事局、德国联邦海事事故调查局、英国船舶事故调查局和美国国家运输安全委员会等海事调查机构公布的710起海上交通事故,利用所构建的模型计算出不同风险耦合的发生概率和风险值。结果表明:风险耦合因素越多,海上交通事故的发生概率越高;人的因素是引发海上交通事故的重要原因。     

长江江苏段引航风险评价方法研究

通过分析11 a引航事故报告,运用风险耦合模型(N-K模型)表明长江江苏段引航事故是人-船-环境-管理4因素耦合作用的结果。以引航事故报告为基础,结合专家意见确定了由27个风险因素构成的引航风险评价指标体系。采用集对分析法,结合熵权法确定指标权重,建立了基于熵权集对分析法的引航风险评价模型。在实际应用方面,选取长江江苏段的9段航道为评价对象,得到了各航道的引航风险等级,验证了模型的适用性和准确性。     

基于社会网络的高校不安全因素影响机制及安全管理研究

为了探索影响高校不安全的因素及影响机制，提升高校管理水平，采用文献分析和问卷调查的方法建立基于个体、环境和管理因素间的关系概念模型。运用社会网络分析（SNA）构建关系网络模型，分析其结构与节点特性等情况并提出相应建议。研究结果表明:利用社会网络分析方法分析高校不安全因素关系问题可信度高，不安全因素间存在一定的影响关系，影响力最大的因素为高校扩招；关键不安全因素包括安全排查不全面、高校安全监管与奖惩制度不合理等；关键不安全因素可构成连锁反应链，高校安全排查不全面，导致高校安保制度不健全，进而校园周边环境复杂化；不安全因素网络的桥节点包括高校安全监管与奖惩制度不合理等，桥节点可连接反应链形成不安全因素网络。研究结果能帮助高校针对关键不安全因素进行管理，从而减少事故的发生。     

城市快速过境通道衔接节点交通风险耦合致因模型研究

为了定量分析城市快速过境通道衔接节点交通风险致因,基于2010—2017年云南发生的731起城市快速过境通道衔接节点交通事故数据,将运行风险分为人、车、路、环、管5个方面并选取耦合因素;综合使用熵权法、TOPSISI法及N-K模型,构建TOPSIS-N-K耦合度模型度量单因素、双因素及多因素耦合度,并以云南城市快速过境通道衔接节点为例进行分析验证。研究结果表明:强耦合会使风险造成的后果更严重,交通风险随耦合因素增多而升高;2010年以来衔接节点交通风险由无序向有序化发展,安全性逐年提升;风险耦合人的因素中“不良车道变换”与其他要素的耦合通常表现为强耦合,路的因素中“纵坡坡度”与其他要素耦合度较高,应加强人、路因素中车道、纵坡及限速方面规范建设。     

直升机运行风险因素耦合性分析北大核心CSCD

为降低直升机安全风险事件发生的概率,研究直升机安全运行风险管理中风险因素的变化规律和不同风险因素间的耦合碰撞机理。不同的风险因素可能相互作用,产生新的风险或影响系统的风险值。当风险值超过系统的风险阈值时,就会形成安全风险事件。使用N-K风险耦合模型研究了导致民用直升机安全风险事件的风险因素之间的耦合关系。首先,对影响直升机安全运行的风险因素进行识别,并将其分为人、机、环、管四类。考虑不同的风险耦合方式,建立相应的风险耦合模型。然后,用MATLAB编程进行迭代计算和分析,得到了单因素、双因素和多因素的风险耦合值。该值越大,证明系统内的风险越大,从而确定直升机运行安全事件的主要风险因素。最后,对2004—2019年我国直升机运行安全事件的风险因素进行分析,结果表明,参与风险耦合的因素越多,安全事件形成的概率越大,安全事件形成的概率与风险耦合值成正比。此外,当人为因素参与风险耦合时,其他因素的风险值进一步增大。研究结果可为我国民航直升机运行安全风险事件的防控提供理论和实践支持,从而促进我国航空工业的发展。     

新能源汽车燃爆风险与防控研究

为研究新能源汽车燃爆问题,采用模糊故障模式与影响分析(FFMEA)法对新能源汽车燃爆事故风险和防控对策开展研究。根据我国新能源汽车燃爆事件的统计数据,分析其致因机制,并将新能源汽车划分为整车控制系统、驱动电机系统、辅助系统、电源系统和基础设施系统等5个子系统,对其开展FFMEA分析;最后基于分析结果提出针对性防控对策。结果表明:电源系统是最大的风险源,其次是基础设施系统,电池组短路、电芯热失控和充电桩无过载、短路保护等故障为风险较大的故障模式;提出优化电池结构、安装碰撞自动切断电力传感器、建设过充故障检测装置等防控对策。     

基于NCM-FPN的古建筑修缮阶段施工安全综合评价

为有效预防古建筑修缮阶段施工安全事故，提出了基于正态云模型(Normal Cloud Model, NCM)与模糊Petri网(Fuzzy Petri Net, FPN)的施工安全综合评价方法。首先，分析古建筑修缮阶段施工特点及风险特性，建立多因素耦合作用下的三脚架事故致因模型(Tripod-Delta),构建指标体系。然后，将指标体系转换为施工安全多因素耦合FPN网络结构，采用NCM确定FPN指标初始状态，通过逆向搜索策略约简FPN冗余指标节点，并运用模糊推理算法与障碍因子诊断模型得出评价结果。结果表明，实例评价结果与现场情况基本一致，协同管理与材料设备是影响古建筑修缮阶段施工安全的关键因素。所提方法能充分表达古建筑修缮阶段施工安全风险的耦合特性，并确定安全管理的关键因素，评价结果客观准确。     

基于多因素耦合的航空运输系统脆弱性分析*

为分析航空运输系统脆弱性，提升航空运输系统安全水平。基于脆弱性理论，针对航空运输系统运行特点，提出航空运输系统脆弱性概念，并归纳分析航空运输系统安全影响因素；采用触发器原理建立基于航空运输系统脆弱性影响因素耦合的事故形成机理模型，选取1973—2019年的120起全球重大航空事故为数据基础，构建可量化航空运输系统脆弱性影响因素耦合关系的N-K模型。结果表明:影响航空运输系统耦合关系的关键因素为管理因素，有针对性地加强航空运输系统安全脆弱性关键耦合因素的管控，能更好地提高航空运输系统安全水平。     

航班运行风险因素耦合性分析

为定量分析风险多因素间互相影响,以民用航空安全统计数据为基础,使用N-K模型和耦合度模型分别对航班运行数据进行计算得到耦合值。系统分析在地面和空中时航班运行风险耦合情况。结果表明:空中运行航班,受空管因素影响不大,当机组方面存在风险时,需特别注意天气与机械故障;航班在地面时,避免3个及以上因素同时发生即可有效管控风险。无论在地面或空中,机械维修与天气因素耦合度值较高,两者同时发生将严重威胁运行安全。2种模型所得耦合度数值趋势吻合度较高。     

基于HCNAM-BN的化工过程爆炸事故致因链分析

为了从源头上预防化工过程爆炸事故,依据风险耦合理论,探讨了各风险因子非线性耦合演化为爆炸事故的机理,构建了层次耦合网络分析模型（HCNAM）;从多因素风险耦合角度分析了国内外44起典型化工过程爆炸事故,统计了各风险因子之间的耦合概率并进行了耦合致因重要度分级;采用耦合概率与二态分布相结合的条件概率分布,将层次耦合网络分析模型转化为贝叶斯网络,并对氯乙烯单体槽爆炸性混合气体爆炸事故进行了应用研究。结果表明:91种双因子耦合风险状态中,47种呈现弱耦合致因特性;7种因子双耦合形成风险的概率较大;基于HCNAM-BN模型分析事故,可有效辨识事故最可能致因因素,获取各事故致因链的发生概率并确定事故网络关键节点。     

基于复杂网络的燃气管道事故风险演化研究

为研究燃气管道事故各风险因素之间的复杂性,首先收集156份燃气管道事故案例,基于“4M理论”,从人的因素、设备设施因素、环境因素、管理因素4个方面确定了30个风险因素;运用Gephi软件构建燃气管道事故风险演化网络,并分析网络节点的度、平均路径长度、聚类系数和PR值,确定关键节点并对燃气管道安全管理提出建议。结果表明：应急处置不当、误操作、违章操作、管道腐蚀以及监督管理不足是导致燃气管道事故发生的关键风险因素,应控制这些关键风险因素,切断风险演化路径,防止燃气管道事故发生。