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。     

地下洞室群现场作业风险分析与向量模型

为了厘清地下洞室群施工现场作业风险因素间的关联效应,利用AMOS软件构建施工风险影响因素结构方程模型,对已建模型进行验证性因子分析,利用计算得出的M.I值对已构建的模型进行修正。根据所得模型计算出的路径系数和方差,对地下洞室群施工风险因素关联效应进行分析。结果表明:规章制度建设及执行、围岩稳定性、进场设备优良率、工人技术等级、工人逆反心理以及消极作业分别为各风险层次中影响最大的风险因素,且各风险层次间的关联效应表现出耦合关系;现场作业风险因素可分为现场主体因素、现场客体因素和现场控制因素3大类,它们之间成向量关系,以此为基础建立向量模型,可清晰直观地展示3大因素之间的主次关系。     

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。     

铁路危险品运输系统单因素耦合风险折叠突变及控制机理研究

为研究铁路危险品运输系统受人、机、物、环、管单因素耦合风险的影响，分别建立了各单因素耦合风险折叠突变模型，采用1985—2016年中国发生的铁路危险品运输事故统计数据分析模型，显示出人的单因素耦合风险突变对于铁路危险品运输系统的影响最大，其次是管、机、物、环因素。基于此分别建立了含系统内部风险防御阻尼控制系数和外部影响因素幅值调节系数的杜芬震荡分叉响应方程研究单因素耦合风险控制机理，研究结果表明:随着系统内部阻尼不断增强，或是外部影响幅值得到控制，铁路危险品运输系统都将不再产生折叠突变，系统将变得更加稳定、安全。     

基于DEMATEL/ISM的深水井喷风险影响因素研究*

为提高深水井喷事故风险管理水平，提出研究深水井喷风险影响因素的分析方法。从技术、人员、环境和管理4个方面，识别深水井喷事故风险致因因素，建立深水井喷事故风险评价指标体系；运用矩阵决策实验室分析法（DEMATEL），研究风险因素之间的相互影响关系，计算不同风险因素的中心度和原因度，确定关键风险因素；进一步基于解释结构模型（ISM）划分不同影响因素的层次结构，分析风险因素之间的综合影响关系，建立深水井喷事故风险影响因素模型。结果表明:层级1为近邻致因，可直接导致井喷事故的发生；层级2~7为过渡致因，在风险传递过程中起到桥梁作用，对井喷事故的直接影响较小；而层级8则为本质致因，重视本质致因的改善有利于从根源上降低井喷事故的风险。研究结果可为深水井喷事故风险的预防和控制提供理论依据。     

基于系统动力学的港口船舶通航风险成因耦合模型

为改善水上交通安全条件和有效避免风险事故的发生,需要研究港口船舶通航风险的形成机理。以港口船舶通航复杂性系统为视角,借助系统动力学方法进行港口船舶通航风险成因耦合仿真。首先,探讨港口水域船舶通航风险的形成原因及成因的相互影响和耦合类型;其次,基于港口水域船舶通航风险的人、船、环境与管理子系统构成因素,提出港口水域船舶通航风险成因之间的相互关系动力学流图;然后,建立非线性的系统动力学动态耦合模型,通过港口水域船舶通航风险成因耦合仿真,分析同质因素和异质因素的耦合作用。最后,结合青岛港船舶通航风险影响因素的数据,采用系统动力耦合模型进行港口水域船舶通航风险成因的耦合作用程度分析。结果表明:在港口船舶通航风险成因中双因素耦合作用下,与环境因素耦合造成的风险较大,特别是与交通环境因素耦合后风险大,且变异系数小。需要切实加强交通组织管理,从而降低客观因素的耦合程度,可有效避免通航事故,提高通航系统的安全可靠性。     

T型结构压力管道流固耦合模拟与试验验证

为研究T型压力管道结构内部流体非定常流动诱发的管道振动问题,采用流固耦合分析方法进行分析,借助有限元分析软件ADINA对输送气体介质的T型压力管道结构的进行了流固耦合数值模拟,得到了管内流体流动参数的变化以及管道应力分布规律,并预测了管道振动特性。同时,利用管道振动测试试验系统进行T型管道结构的振动特性进测试,得到压力管道耦合振动响应频率。结果表明:流固耦合数值计算的结果与试验结果能较好地吻合,流体介质的T型压力管道内存在明显的流固耦合效应,不考虑流固耦合作用结果与实验结果相差很大。     

基于流固耦合的多弯管路系统动力学分析

为研究多弯管路系统的动力学特性,基于流固耦合和有限元原理,对充液L型管道的固有特性进行了数值模拟,并与TMM(传递矩阵法)进行了对比,证明了数值模型的合理性。建立了水下多弯管路的数值模型,进行了流固耦合模态分析,研究了壁厚、管径对管路固有频率的影响规律。并对非定常流下多弯管路系统的动力响应进行了分析,研究了壁厚和波动速度对管道振动的影响规律。研究结果表明:考虑管内、外流体与管道三者耦合时的管道固有频率比只考虑管内流体与管道二者耦合和不考虑耦合时小,但流固耦合作用对管道模态振型的影响较小;管道的固有频率随管径和壁厚的增大而增大, 气体与管道之间耦合作用对管道固有频率的影响小于液体;非定常流下,多弯管路的振动幅值随着壁厚的增大而减小,随着波动速度的增大而增大。     

水电工程项目群交叉作业风险演化机理研究

为提高水电工程项目群风险管理效率及模拟风险演化的自组织形成路径,建立基于系统动力学的风险演化研究方法。在建立水电工程项目群交叉作业风险因素层次体系基础上,运用因果反馈结构定性分析其演化机理;通过确定交叉作业风险动力学流图及变量间的函数关系,构建风险演化的系统动力学模型。以定量分析某流域在建水电工程地下项目群的交叉作业风险为例,验证模型有效性。结果表明:交叉作业风险量在1~4个月间大幅增长;5~9个月间,在风险管控逐步生效及其与风险积累间的自组织形成过程中,交叉作业风险量下降且波动明显;10~24个月间,交叉作业风险量出现小幅度恒定增长,且波动水平较低。风险自组织形成路径与案例后续反馈结果基本相符。     

煤矿瓦斯爆炸事故隐患及风险的表征方法

为治理煤矿瓦斯爆炸事故隐患,管控其风险大小,基于证据对瓦斯爆炸事故隐患进行了系统辨识,利用逻辑图分析了隐患之间的耦合关系和风险演化路径;从事件发生的可能性、事件自身的严重性以及受体的暴露程度3个方面对瓦斯爆炸风险进行表征,并提出三维风险矩阵对事故风险进行分级评价。该方法可以为瓦斯爆炸事故隐患辨识、风险分析、风险评价以及设计事故预防措施提供借鉴。     

基于流体动力学的放空管应力分析

根据放空管内流体流动特性,利用ANSYS流体-固体有限元分析软件,建立放空管流体动力学和结构应力学模型,利用多物理场耦合得到放空管在流体压力下的应力分析：同时探讨了蒸汽压力以及支撑架与固定管道的距离对放空管支反应力的影响。     

基于风险耦合理论的航空装备本质安全管理研究

为提高航空装备的本质安全管理水平,奠定新一代航空装备安全服役的良好基础,基于目前本质安全管理理论片面强调组成元素自身本质安全度的提高,忽略系统组元间耦合交互作用的现实,提出了一种基于风险耦合理论的航空装备本质安全管理模型。对航空事故本质致因和耦合风险理论进行了分析,指出耦合风险的原因主要在于各系统组元在容错性、兼容性和标准化等方面存有缺陷。构建了基于耦合理论的飞机本质安全管理图示模型,强调系统宏观安全度的提高在于组元的本质安全化和对组元内部及组元之间耦合风险的有效管控,建立了系统安全度和耦合风险度计算模型,为航空装备服役安全性的提高提供了新理念。     

长江干线宜昌段船舶通航风险耦合研究

研究船舶通航风险耦合关系对揭示通航风险机理、提升安全监控水平意义重大。从人-船-环-管四方面提出长江干线宜昌段船舶通航风险量化指标,运用系统动力学理论分析了双因素风险耦合关系,采用耦合度模型研究了多因素风险耦合作用并计算多因素风险耦合的耦合度。结果表明:长江干线宜昌段船舶通航风险双因素耦合与多因素耦合差异性明显;在双因素风险耦合关系中,人员与环境风险的耦合有较大的契合度,船舶与环境风险的耦合存在较大波动;在多因素风险耦合关系中,人-船-环-管风险耦合的风险程度较其余风险耦合程度高,其中环境、船舶风险参与多因素风险耦合更易导致事故发生。了解风险耦合的途径,可为水上交通安全监管和船舶航行决策提供保障。     

ISM耦合ANP的洞室施工人员风险感知系统脆弱性仿真分析

为了深入探究地下洞室施工人员对施工风险的感知能力,基于系统理论,以地下洞室施工人员的风险感知系统为研究对象,结合解释结构模型(ISM)、网络层次分析法（ANP）和系统动力学（SD）建立地下洞室施工人员风险感知系统脆弱性仿真模型,对其脆弱性变化趋势进行仿真模拟。研究结果表明:工人自身因素和状态对风险感知系统脆弱性影响最大,在施工时应该时刻关注工人的身心状态,通过加大安全教育培训、增强安全监管力度等措施来促进工人的安全意识。     

弹性系数视角下风险耦合特性的仿真分析

风险耦合导致风险发生非线性演化,从而给风险的定量评估带来困难。为给出风险耦合控制的有效对策,基于弹性系数视角界定风险耦合弹性系数概念,以此实现对风险耦合强度的定量测度;基于装备研制项目设计论证环节,从风险测度指标节点裕度角度,采用Arena软件仿真分析单指标和全指标在线性和非线性耦合关系下的系统风险熵和后传风险熵的变化情况。结果表明,全指标非线性耦合会显著改变系统性能,而单指标非线性耦合和全指标线性耦合次之,欲实现风险耦合控制应极力制止全局性的非线性耦合关系。     

基于贝叶斯—LOPA方法的深水钻井安全屏障可靠性分析

据统计,钻井过程是海上井喷事故的高发阶段,为保障钻井安全进行,安装了节流管线、防喷器等安全屏障减缓系统风险,安全屏障的可靠性直接影响钻井安全。利用贝叶斯—LOPA方法建立深水钻井安全屏障可靠性分析模型,以储层-溢流-井涌-井喷为事件链,运用三级井控理论建立独立保护层,每一保护层运用贝叶斯网络方法计算失效概率。在GeNIe软件中完成模型建立,并且完成后验概率计算、敏感性分析、影响力分析。通过分析计算结果给出风险控制关键事件和风险减缓措施,为钻井现场安全工作提出指导意见,确保深水钻井安全有序进行。     

基于清单管理的化工企业非常规作业风险管控研究

化工企业非常规作业是区别于工艺运行条件下的检维修等常规作业活动,受作业活动性质影响常处于风险管控的盲区。通过分析化工企业安全事故和作业活动特性,提出了非常规作业活动的概念,揭示了事故与非常规作业之间的强关联性。针对化工企业非常规作业活动的风险特点,建立了基于清单目录管理的风险管控模型,有效弥补了风险管控的缺失环节。通过建立非常规作业活动的目录清单,全面梳理企业非常规作业活动范围,评估作业活动的风险水平,制定标准化的风险控制单。构建程序化的非常规作业安全规范,通过清单准入、票证办理、条件核准、各级安全控制、安全监督等关键环节,严控作业活动风险,实现化工企业非常规作业的全过程、高效的风险管控。     

工程项目群施工风险演化的SD模型研究

为确定工程项目群施工风险控制的最佳时间和预判单风险演化特征,提高风险管理决策的科学性,建立基于系统动力学(SD)的工程项目群施工风险演化模型。首先,界定工程项目群施工风险,建立包括施工技术、施工作业、项目群自身和施工组织管理风险的4个一级指标及22项二级指标的风险评价指标体系,并运用网络层次分析法(ANP)求解指标权重。然后,用Cobb-Douglas函数描述施工风险,构建工程项目群施工风险演化的SD模型。最后,根据某水电站地下硐室群甲的数据资料确定模型参数和检验模型可行性,采用类比分析预测硐室群乙全寿命周期的风险演化趋势。结果表明,项目群乙风险控制的最佳时间在项目群已进展约5%处,高强度风险管理需持续到已进展40%左右处,该结果与后续反馈结果基本相符。     

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模型和SNA的新能源汽车燃爆风险因素耦合分析

新能源汽车燃爆事故涉及人、车、充电设备(桩)和环境等多风险因素。从系统层面确定最大风险耦合形式及关键风险因素对提升我国新能源汽车安全水平具有重要意义。通过收集整理我国2016—2020年发生的191起新能源汽车燃爆事故案例，运用N-K模型计算风险耦合值；利用社会网络分析(Social Network Analysis, SNA)将风险因素作用关系可视化，分析风险因素网络中各节点中心度及可达性；结合N-K模型和SNA对风险节点的出度进行修正，确定新能源汽车燃爆事故中的关键风险因素，并据此提出安全防控策略。结果表明：多风险因素耦合导致事故发生的概率较大；控制车-环两因素风险耦合可有效避免燃爆事故发生；高温、低温、浸水、路面异物碰撞和电池管理系统故障是需要重点防范的关键风险因素。