基于SD模型的跑道侵入风控网络脆弱性分析

为量化评估跑道侵入风险水平,分析核心致因要素在风控网络中的脆弱性特征,首先根据跑道侵入案例及专家经验,系统识别跑道侵入风险致因,利用灰色关联理论分析影响致因关联度,确定核心控制要素;然后分析各要素间相互作用机制,建立系统动力学(SD)模型,引入贝叶斯网络和综合权重确定方法设计SD方程;最后脆弱性仿真与分析跑道侵入风控网络,确定其脆弱性,并通过组合策略分析提升风控网络韧性。结果表明:结合历史数据使用贝叶斯网络和综合权重确定方法能够提升SD模型的客观性和精度;管制员指令不及时、通信中断概率上升、流量增长快和监管投入降低为网络脆弱点;加大培训与增加经验、增加人员与加速设备更新等风控策略对提升网络韧性具有明显替代性,在大流量场景下加强监管策略作用效果被平抑。     

基于高斯贝叶斯网络模型的跑道侵入影响因素研究

运用高斯贝叶斯网络模型并咨询跑道安全专家的意见对跑道侵入因素进行分类,建立贝叶斯网络模型;经MATLAB软件计算绘制了影响因素的均值和均方差曲线图。通过该曲线图得出跑道侵入因素的权重,弥补个人对跑道侵入因素判断和分析的缺陷。挖掘表层因素不断确定时隐含在内部的因素对跑道侵入事件的影响程度。当隐含因素的均方差减少到极小值时,表明该隐含因素得到确定,可在调查跑道侵入事件的原因时避免重复或疏漏。     

基于复杂网络的煤矿火灾爆炸致因研究

为预防或减少煤矿火灾爆炸事故的发生,挖掘煤矿火灾爆炸关键致灾因子,厘清致因间的作用机制,首先基于国内煤矿火灾事故案例,分析得出煤矿火灾爆炸的26个致灾因子;然后基于复杂网络理论构建煤矿火灾爆炸致灾因子网络,计算度数中心度、聚类系数、介数中心度等网络拓扑特征参数,探析煤矿火灾爆炸致灾因子特性;最后引入煤矿火灾致因链风险度指标,计算不同边的风险度,挖掘高风险度连边,并提出断链措施。结果表明：煤矿火灾爆炸关键致灾因子网络具有小世界网络特性,致因间转换路径较短,关键致灾因子包括工人违规操作、通风设备故障、停电以及监管人员失职;危险度最大的边为监管人员失职→工人违规操作,次之为煤炭自燃→高温辐射,火灾发生前采取有效措施管控关键节点,火灾发生后对风险度高的边进行断链操作即可达到防灾减灾的效果,主动控制煤矿爆炸火灾的发生与发展。     

山区暴雨-农业灾害链复杂网络静态风险分析

为指导山区暴雨作用下农业经济受损的防治工作,利用复杂网络理论对暴雨-农业灾害链进行静态风险分析。山区暴雨-农业灾害的风险演化发展过程具有链式规律,基于农业生产、农业生态环境及农作物本身等基本因素确定39个灾害事件,构建以灾害事件为节点,事件发展联系为连接边的山区暴雨-农业灾害复杂网络模型;利用节点出入度及聚类系数对灾害演化过程进行风险分析,确定网络中导致农业经济受损的关键节点,并提出部分针对性的断链措施与控链建议;基于最短路径方法对导致农业经济受损的6种山区暴雨次生灾害链进行风险识别。结果表明:网络整体聚类系数为0. 04,集团化程度不高,大部分风险事件之间仅存在明显的"单节点-单节点"单纯传递关系,且灾害网络呈现出明显的小世界网络特征。     

基于事件提取和改进MMHC的航空旅客运输事故征候贝叶斯网络建模*

为表征航空旅客运输事故征候演化机理,提出事故征候贝叶斯网络的建模方法。基于事故征候中致因事件、结果事件及分类标准的定义,以7 265起事故征候案例为样本,利用事件提取算法,识别事故征候叙述文本中的致因事件,利用改进的最大最小爬山算法实现网络建模;依据事件提取的测试集验证与结构学习的交叉验证,检验建模算法的准确性与有效性;基于证据敏感性指标,识别关键致因事件。结果表明:航空旅客运输事故征候贝叶斯网络模型包含94个节点和247条有向弧。空降冲突、严重设备故障、机组成员疾病及火灾烟雾是模型中高风险关联的致因事件,在安全监管过程中消除或减弱关键致因事件的发生能有效控制系统风险。     

跑道侵入的威胁与差错分析及控制研究

为了识别不同类别数据的相关性,使用基于威胁与差错管理的模型对采集到的跑道侵入不安全事件的数据信息进行定量研究.使用最小二乘法对结果和影响因素进行多元回归分析,借助主次因素排列图,查找跑道侵入事件中“极其关键的少数因素”,得出跑道侵入事件与其相关因素之间的二元线性回归方程.结果表明,典型差错对跑道侵入存在显著影响.中国民航跑道侵入的主要因素是:飞行区管理混乱,人员车辆擅自进入跑道;军民合用机场协调不畅;人员缺乏培训,无跑道侵入意识.     

地铁工程建设安全事故致因网络模型构建与解析

为了揭示事故发生过程中致因因素和事故之间演化规律,基于实际地铁工程建设事故案例,构建具有致因层和事故层的双层地铁工程建设安全事故致因网络(SCACN)模型,分析网络拓扑结构和内在机制;经计算,子网络的累计度分布均服从幂律分布,且具有较小的最短路径长度和较高聚类系数,呈现出无标度网络和小世界网络的特性,SCACN面对随机攻击表现出鲁棒性,面对特定攻击具有脆弱性。结果表明:安全管理不到位、缺乏安全意识、机械故障是导致大量事故发生的初始致因因素,消除致因因素中具有较高度的关键节点,会在最大程度上减少后续事故的发生,有助于提高地铁工程建设安全管理水平。     

基于灰色理论的跑道侵入原因分析

为减少跑道侵入的发生,找出导致不同严重性跑道侵入的主要原因并提出具有针对性的安全措施.根据跑道侵入的相关定义和分类标准,对跑道侵入的严重性与其影响因素进行灰色关联分析,得出飞行员违规、空管人员操作差错或违规、车辆或行人违规与AB类跑道侵入的关联度分别为0.648 3、0.662 2、0.667 3,与CD类跑道侵入的关联度分别为0.852 9、0.839 2、0.745 5,发现影响AB类、CD类跑道侵入的关键影响因素分别是车辆或行人违规、飞行员违规.研究表明,预防AB类跑道侵入的关键是要加强行人和车辆驾驶员的飞行区准入管理以及提高其通信质量;预防CD类跑道侵入的关键是要强化飞行员遵守法规和管制员指令的意识,加强机组资源管理.     

海底管道泄漏风险演化复杂网络分析

为了控制海底管道泄漏连锁风险,基于复杂网络,提出针对管道系统泄漏演化的半定量风险演化评价方法,将复杂的事故风险发展过程转化为简洁的网络分析计算。首先,构建包含30个风险节点与54条连接边的海底管道泄漏演化复杂网络模型;其次,采用无权有向网络中的节点出入度和聚类系数进行风险分析,确定影响管道泄漏的关键节点,提出断链控制方案;最后,将演化模型转化为带权的有向网络,采用Dijkstra算法计算各初始事件导致泄漏事故的最短路径。结果表明:海底管道系统泄漏网络的聚类系数为0.13,网络聚集程度偏低而演化性较强;各初始事件的最短路径均不超过10,表现出明显的小世界网络特征,初始事件的风险经少数几步传递即可导致泄漏事故的发生。海底管道泄漏风险演化规律的研究可为抑制初始事件、控制传递事件和减轻后果事件提供理论依据,对预防海底管道泄漏事故发生、保障管道持续安全运行具有现实意义。     

海底管道泄漏风险演化复杂网络分析北大核心CSCD

为了控制海底管道泄漏连锁风险,基于复杂网络,提出针对管道系统泄漏演化的半定量风险演化评价方法,将复杂的事故风险发展过程转化为简洁的网络分析计算。首先,构建包含30个风险节点与54条连接边的海底管道泄漏演化复杂网络模型;其次,采用无权有向网络中的节点出入度和聚类系数进行风险分析,确定影响管道泄漏的关键节点,提出断链控制方案;最后,将演化模型转化为带权的有向网络,采用Dijkstra算法计算各初始事件导致泄漏事故的最短路径。结果表明:海底管道系统泄漏网络的聚类系数为0.13,网络聚集程度偏低而演化性较强;各初始事件的最短路径均不超过10,表现出明显的小世界网络特征,初始事件的风险经少数几步传递即可导致泄漏事故的发生。海底管道泄漏风险演化规律的研究可为抑制初始事件、控制传递事件和减轻后果事件提供理论依据,对预防海底管道泄漏事故发生、保障管道持续安全运行具有现实意义。     

基于数据挖掘的化工生产事故致因主题抽取

为充分挖掘化工生产事故数据中的有效信息和潜在规律,提高对化工事故认知水平,针对某化工集团2010—2016年共1 578起事故数据,利用社会网络分析等方法揭示事故要素间的关联关系;运用潜在狄利克雷分配（LDA）模型进行事故聚类,并抽取到5个事故致因主题。研究结果表明:LDA主题模型等数据挖掘技术能有效挖掘大量事故数据中的潜在信息;5个事故致因主题中,4个涉及到人因或组织层面的缺陷;员工注意力不集中和现场风险管理不足这2个致因主题间具有较强相关性;员工注意力不集中、现场风险管理不足以及设备问题是导致事故发生的主要原因。     

基于跑道侵入场景仿真的危险分析方法

为刻画跑道侵入场景的动态过程,规范不安全事件危险分析流程,提出基于多agent仿真和形式化推理的危险分析方法。通过总结时态逻辑方法特征,建立一种典型跑道侵入场景的多agent形式化模型,并给出场景形式化规则属性。选取真实跑道侵入案例,建立不安全事件仿真模型,实现事件的时态逻辑仿真,生成动态轨迹,并结合场景规则属性进行形式化推理分析。试验结果表明,跑道侵入场景仿真能使分析者从具体操作层面理清不安全事件发生的逻辑过程,规范化形式推理分析能识别出诱发不安全事件发生的危险要素。     

房屋建筑施工事故致因因素分类研究

为明确房屋建筑施工事故致因及其关联关系,针对房屋建筑施工过程中关键致因因素及其传播路径的有效识别问题,基于2015—2020年发生的394起房屋建筑施工事故案例,结合危险有害因素分类标准,将语义相近的风险用语归为一类,进行致因因素的提取、分类及编码;针对每一起事故建立致因因素传播路径,应用Gephi软件绘制出由95个节点、340条连边构成的房屋建筑施工事故致因网络模型;通过计算节点度值和权重系数等拓扑参数,分析致因网络拓扑特征,综合考虑节点总度值分类赋值及严重程度,利用ABC分类法提出致因因素重要性计算方法。研究结果表明：致因因素清单中包含28项关键致因因素、27项次要致因因素、31项一般致因因素;进一步分析得到24个关联性强的节点对、5条高频致因因素传播路径以及5类典型事故的致因因素分布状况。     

基于AcciMap模型的燃气管道泄漏爆炸事故分析

为探讨燃气管道泄漏爆炸事故系统及其致因的性质,以湖北十堰“6·13”重大事故为例进行分析。采用AcciMap模型系统辨识事故致因,构建“6·13”事故AcciMap模型;引入复杂网络(CN)与PageRank算法,分析整体系统与个体因素的属性特征,据此辨识关键致因;再通过贝叶斯网络(BN)进行参数学习和诊断推理,分析事故最大致因链。结果表明：安全生产监管工作严重失察、安全生产主体责任未落实、安全生产监督指导不力是关键致因;安全生产理念和属地责任未贯彻落实→安全生产监管工作严重失察→安全管理制度存在缺陷→安全培训教育存在缺陷→燃气管道维抢人员违规处置→明火引爆蓄积燃气→燃气泄漏爆炸并造成严重伤亡是最大致因链。研究认为：应从政府和企业等2类主体出发,采取多元化的风险防控策略以遏制事故再次发生。     

联合Transformer注意力机制的PM2.5浓度预测网络研究

应用深度学习技术进行PM_2.5浓度预测方法的研究，提出联合Transformer注意力机制的循环预测网络。模型的核心是多头注意力-长短期记忆网络(MH-LSTM),通过构建统一记忆单元捕捉时空特征关联。MH-LSTM单元使用LSTM联合Transformer注意力机制对时间变化和全局空间特征统一建模形成记忆信息。记忆信息“之”字流向跨越堆叠的MH-LSTM模块，高层记忆信息辅助下一时刻低层记忆信息的获取。应用该模型结合河北省生态环境监测中心提供的PM_2.5浓度数据开展预报试验，结果表明，相对于卷积LSTM网络(ConvLSTM)、预测循环神经网络(PredRNN)、双重记忆网络(MIM),该模型预测的平均绝对误差分别减小了18.13%、10.23%、9.62%,实现了同时捕捉PM_2.5浓度的时空相关性，具有更优预测性能。     

终端区飞行冲突事件情景演变网络构建研究

为了控制终端区飞行冲突的风险,基于复杂网络,将飞行冲突的情景演变过程转化为复杂网络进行分析计算.分析侧向交叉跑道机场的主要安全风险,构建包含527个节点与2644条边的终端区飞行冲突情景演化复杂网络模型;采用无权有向网络中的节点度、度中心性、介数中心性、聚类系数等进行风险分析;采用Dijkstra算法,确定影响飞行冲突...     

基于复杂网络的内河船舶碰撞事故致因分析*

为了探明内河船舶碰撞事故致因内在联系,基于船舶碰撞事故调查报告,从人-机-环-管视角构建事故致因复杂网络模型。运用“2-4”模型从人-机-环-管视角识别和提取事故致因,采用事故树方法分析调查报告中碰撞事故过程,提取内河船舶碰撞事故致因链,利用复杂网络理论融合多事故致因链,构建包括36个节点、123条边在内的事故致因网络,计算致因网络拓扑特征参数,定量分析内河船舶碰撞事故致因之间相互作用。研究结果表明:疏忽瞭望、错误估计碰撞危险、安全管理不到位、船员不适任、船与船通信信息不足、未及时行动是内河船舶碰撞事故的关键致因。同时,内河船舶碰撞致因网络是1个无标度网络,且具有小世界特性,表明事故致因之间连锁效应明显,管控上述关键致因可有效预防碰撞事故。研究结果可为预防内河船舶碰撞事故、提高内河航运管理水平提供参考。     

考虑结构特性的化工事故关键致因网络分析*

为揭示化工事故发生机理,考虑事故链中因素的因果关系与事故网络的结构特性,基于复杂网络研究化工事故的关键致因因素,以事故案例中因素与结果为网络节点,因素间的因果关系为边,建立化工事故网络模型,分析网络中节点的度值、结构洞,构建化工事故凝聚网络,分析凝聚节点之间的因果关系。结果表明:在化工事故网络中存在8种致因因素,人的不安全行为与环境的不安全状态占比高达87.5%。通过结构洞分析可有效找出网络中具有较强影响力的潜在致因因素;通过凝聚网络分析,人的不安全行为致使设备的不安全状态与环境的不安全状态连接比例高达29%,存在显著的因果关系。     

自建房火灾致因网络拓扑特征及脆弱性研究

为预防我国自建房火灾的发生,首先,基于事故致因“2-4”模型分析39起自建房火灾事故案例,编码得到48个致因因素和128条致因关系;然后,基于复杂网络理论构建自建房火灾致因网络拓扑结构模型,分析网络的度、介数和接近中心性等拓扑特征;最后,以最大强连通子图相对大小、最大弱连通子图相对大小和全局网络效率作为网络脆弱性评价指标,仿真分析不同节点攻击策略下网络的脆弱性,得到自建房火灾关键致因因素,并提出防灾措施及建议。结果表明：自建房火灾致因网络具有小世界效应和无标度特性,致因间转换路径较短,少数关键节点与大多数节点相连;自建房火灾致因网络在遭受单个节点故障和随机累积节点故障时具有一定的鲁棒性,遭受蓄意累积节点攻击时,表现出较强的脆弱性;采用累积节点攻击策略中的蓄意度攻击时,网络表现出的脆弱性最强,度排序靠前的节点较为重要,是自建房火灾关键致因因素,为自建房消防安全管理提供理论参考。     

基于OODA循环的应急物资协作网络关键主体识别

为识别物资保障协作体系中的关键主体，提高应急组织效率，在考虑多元社会主体参与的基础上，利用包以德(OODA)循环理论构建应急物资保障协作框架；根据主体在协作环形成以及协作效能发挥中的贡献度，建立关键主体的识别方法；以新冠肺炎疫情的阶段性发展为实证案例，验证方法的有效性。研究结果表明：案例协作网络中的3个关键主体为信息主体S₃、信息主体S₅及执行主体I₁₈,超过70%的协作环结构较为复杂。信息主体的数量最少但平均协作效能最高，执行主体对协作环规模扩大有重要作用，决策主体则在协作效能发挥中优势明显。任务传递过程中3类协作关系的效能分布均衡；而在任务协同过程的3类协作关系中，执行配合的关系数量最多且发挥效能最高。