城市地铁系统脆弱性影响因素研究

为探究地铁系统脆弱因子之间的关系,提升地铁系统的安全性,通过文献调研和专家访谈,收集地铁系统脆弱性的影响因素,运用解释结构模型(ISM)明确脆弱因子间的递阶层次结构,借助交叉影响矩阵相乘法(MICMAC)构建驱动力—依赖度象限图,将脆弱因子分为自发、依赖、联动和独立4类。研究结果表明,地铁系统脆弱因子可以划分为3个层次,其中规章制度和安全投入是最底层脆弱因子,属于独立因素;人员的安全意识、人员的身心状态和运营环境是中间层脆弱因子,属于联动类因素;路网拓扑结构、设备设施的关联性和设备设施的性能是最上层脆弱因子,属于自发类因素;设备设施的状态和应急处置效率也处于最上层,但属于依赖类因素。     

基于PSR-可拓云模型的油气管道脆弱性评价

为准确分析油气管道的脆弱性程度,提高管道系统风险抵抗能力,保障油气管道安全运输,提出了基于PSR-可拓云模型的油气管道脆弱性评价模型。基于PSR概念框架构建油气管道脆弱性评价指标体系;引入博弈论思想将层次分析法和CRITIC法计算所得权重进行最优组合。同时考虑油气管道脆弱性影响因子量化的模糊性,建立可拓云模型计算关联度,进而确定管道的脆弱性等级;最后,将模型应用于陕西省某现行管道,定量计算出该管道各管段的脆弱性值,并进行脆弱性排序。经过计算,该管道的综合脆弱性等级为较不脆弱,与实际情况相符。该模型不仅可以识别较为脆弱管段,还能把握脆弱性在油气管道系统中的传递和变化趋势,为油气管道的安全运行提供决策依据。     

基于Vague集的隧道施工安全管理脆弱性评价

为了客观地查找并量化隧道施工安全管理系统的脆弱点及管控要点,本文以系统脆弱性的3个特征要素,即暴露性、敏感性和适应性为二级指标,以隧道施工安全管理系统脆弱性的8项直接影响因素为三级指标,构建系统脆弱性评价体系。提出基于区间数互反判断矩阵与Vague集理论的隧道施工安全管理系统脆弱性评价模型,该模型使用区间数描述指标之间的相对重要程度,以模糊信息对系统脆弱性进行量化评价。通过山西吕梁某隧道施工项目,验证该模型的有效性,结果表明,该模型能够实现对系统脆弱性、特征要素以及各关键指标的量化评价。     

人因脆弱性对安全注意力衰减的SEM研究

为深入研究人因脆弱性影响因素对安全注意力衰减的深层次作用关系,基于复杂系统脆弱性（CSV）理论,采用因子分析法对人因脆弱性进行主成分分析,提取8个人因脆弱性因子;然后,引入安全注意力配置作为中介变量,借助结构方程模型技术建立人因脆弱性对安全注意力衰减的SEM。结果表明:安全注意力配置与安全素质、安全意识、受教育程度、工作年限、安全知识、工作倦怠、安全心理等因子显著相关;安全注意力衰减与安全意识、安全自制力、工作倦怠、安全心理等因子显著相关;安全注意力配置与安全自制力的关系不显著;安全注意力衰减与安全素质、受教育程度、工作年限、安全知识的关系不显著。     

地铁运营突发事件应急响应模式的马尔科夫链分析

为研究城市轨道交通网络化运营线路的风险传导规律和耦合关系,构建基于随机Petri网的同构马尔科夫链模型。通过模型分析突发事件应急响应模式中线路之间的相互影响,以及各线路启动突发事件应急响应模式对整个系统稳态的影响。结果表明,用该模型可从数学上研究城市轨道交通运营线路之间的传导规律和耦合关系,找出影响整个应急指挥系统效率的关键因素,最终提高地铁应对突发事件的能力。     

化工园区脆弱性评价指标体系的研究

在阐述脆弱性概念和分析方法的基础上,将其引入化工园区的安全研究。通过对化工园区常见事故类型的分析,从承载体的暴露性和易损性角度分析影响化工园区脆弱性的主要因素,建立了包括人员脆弱性、设施脆弱性、环境脆弱性3个方面共11项指标的评价指标体系。以层次分析法为基础,应用MATLAB编制函数程序计算得到各项指标权重,确定了各项指标对化工园区脆弱性的影响程度,进而明确了安全管理的主要方向。     

城市燃气管网脆弱性评价及其应用

为研究城市燃气管网系统的本质安全性,提出了适用于城市燃气管网系统的脆弱性概念及脆弱性研究思路。根据城市燃气管网自身的行业特点与实地调研结果,从物理、结构和社会功能3个角度出发,建立了城市燃气管网脆弱性指标体系及等级标准。然后通过MATLAB R2010a的BP神经网络方法分别训练"敏感性程度"和"自身应对能力"网络模型,并构建脆弱性的函数模型。最后将城市燃气管网脆弱性等级划分为5个,用于评价城市燃气管网的脆弱性程度。训练得到的网络模型的均方差均小于0.05,结果表明,训练得到的网络模型效果良好,具有较强的泛化能力,且能够方便地用于评价未知样本,得到研究区域的燃气管网脆弱性等级值为0.91,研究区域的燃气管网脆弱性被评定为"不脆弱"。     

基于脆弱性的地铁网络事故蔓延模型构建研究

为了解决地铁系统事故中应急方案的合理制定问题,针对网络化条件下的事故蔓延机理进行研究。首先,通过对脆弱性进行内涵分析,明确脆弱性概念在安全管理和安全评价中的特点,阐明脆弱性作为事故蔓延扩散特征参数的合理性;其次,以脆弱性为依托,分析地铁事故沿网络拓扑的蔓延机理并据此构建地铁网络事故蔓延引力模型;最后,以北京地铁为例对建立的模型进行测算,验证模型的有效性。结果表明:西直门发生事故时,车公庄、新街口、积水潭和平安里是4个一级应急响应站点。     

基于Vague集的城市地震灾害综合脆弱性度量及其应用

为度量城市地震灾害综合脆弱性及灾害中生命及财产的可挽救性,将社会脆弱性、应急系统脆弱性引入城市综合脆弱性研究。利用Vague集的相似度量理论,构建基于Vague集的城市地震灾害综合脆弱性度量模型;扩展可挽救性的概念,建立基于综合脆弱性度量的城市地震灾害可挽救性度量模型。以2003年日本北海道地震损失为标准,通过上述2个模型,得到某城市地震灾害综合脆弱度为2.76×10-4,可挽救度分别为:死亡人数减少18人、重伤人数减少72人、直接经济损失减少0.2亿元人民币。     

基于ANP的地铁站点网络脆弱性评价

为准确判定地铁网络中各个站点的安全现状,建立基于网络层次分析法(ANP)的网络脆弱性评价模型。首先,从内部因素、外部因素以及通道因素3个维度分析网络脆弱性的内涵,并依据复杂网络理论,选取11个评价指标,构建地铁站点的网络脆弱性评价体系。其次,基于ANP法确定各层指标的权重,建立评价模型。最后,以北京地铁系统为例,对其11项指标数据进行归一化处理,依据该模型评定各个站点的网络脆弱性。计算结果表明,北京地铁网络整体安全状态良好,国贸站和七里庄站是脆弱性最高的站点。     

水电工程施工阶段应急管理系统脆弱性评价

为有效评估水电工程施工阶段应急管理系统应急能力并发现系统中的薄弱环节,提出一种应急管理系统脆弱性评价方法。首先,引入脆弱性理论,将应急管理系统的脆弱性分为暴露性、适应性和恢复性3部分;然后,根据水电工程施工阶段应急管理系统的特点构建了进攻性和防御性指标体系,并运用ANP（网络层次分析法）计算各指标权重,结合灰色聚类分析得到各防御性指标和系统整体的脆弱性系数,从而判断水电工程施工阶段应急管理系统脆弱性等级;最后,运用该模型对国内某水电站工程应急管理系统进行评价,在定量计算的基础上得到该应急系统的脆弱性等级,结果表明该系统脆弱性等级处于中等状态,并发现其薄弱环节,为完善水电工程施工阶段应急管理系统的建设提供支撑。     

网络重要基础设施脆弱性评价模型及其应用

为了评价网络重要基础设施的脆弱性,基于网络图论,构建一个数学规划模型。利用ArcGIS将网络重要基础设施的弧段和节点赋值,将网络拓扑结构以数字形式表示;利用数学规划软件对该模型进行优化求解,得出网络重要基础设施中的脆弱性组件(弧段或节点)。结果表明这些组件的破坏会使网络脆弱性达到最大值,需要对这些组件进行优先防护。将该模型应用于京津冀高速公路交通网络系统,得到该交通网络系统的脆弱性路段。     

脆弱性基本原理与控制方法

本文从社会进步导致自反性危机出发,通过对风险承载体脆弱性构成要素暴露度、敏感度、适应度的分析,提出了三特征要素递次演化的模型;并根据脆弱性的递次演化的特点,提出了对脆弱性的辨识和递次管控的基本思路;最后,依据对地铁运行安全管理脆弱性的研究,进行脆弱性管理的实证分析。     

地铁隧道施工安全风险演化的BP-SD模型研究

为深入研究地铁隧道施工风险的动态演化过程,结合系统动力学(SD)、误差反向传播(BP)神经网络与平均影响值（MIV）算法,确定模型中影响因素间的因果关系和影响函数,构建地铁隧道施工风险演化的BP-SD模型。模型仿真结果表明:安全管理风险系统与施工人员风险系统的值的变化对地铁隧道施工风险值影响最大,施工环境系统的值的变化对地铁隧道施工风险值影响次之,机械设备系统的值的变化对地铁隧道施工风险值影响最小。因此,可通过降低安全管理风险值与施工人员风险值控制地铁隧道施工风险发生的概率。     

基于Soft Fuzzy ARTMAP算法的地铁隧洞光纤光栅传感火灾识别研究*

为解决传统火灾报警系统在应对地铁火灾报警时存在的即时性差、灵敏度及智能化水平低等问题,基于Fuzzy ARTMAP网络,结合Yu范数相似度准则与软竞争学习机制,提出1种软竞争学习Fuzzy ARTMAP算法,弥补传统Fuzzy ARTMAP网络胜者为王规则导致的区域重叠而产生误判的不足;结合地铁光纤光栅传感网络数据,将该算法应用于地铁火灾识别。结果表明:与传统的Fuzzy ARTMAP相比,该算法可快速有效地识别地铁火灾趋势,为地铁火灾识别系统研究提供理论支持。     

基于PSR模型的电网基础设施脆弱性评估方法研究

当前我国电力系统安全性评估主要是针对电力系统本身建模和故障分析计算,而对电网基础设施的脆弱性评估目前还没有公认的定义和统一标准。针对电网基础设施,在研究不同领域脆弱性概念的基础上,给出了电网基础设施脆弱性的定义,并在分析比较电网领域及城市基础设施领域脆弱性评估方法的基础上,提出了基于PSR模型的电网基础设施脆弱性评估方法及思路,以某500kV变电站为例,进行脆弱性评估方法的实例验证,通过模型分析计算得出脆弱性指数,并依据标准判定其脆弱性等级为较轻。该方法的研究可为电网基础设施脆弱性评估提供重要的理论基础,可有效指导电网基础设施脆弱性评估工作的开展。     

基于脆弱性分析的隧道施工安全管理问题研究

隧道施工安全管理不仅要关注常规体系下的技术细节,更要注重安全管理系统本身脆弱性所带来的突变。从脆弱性的角度进行隧道施工安全管理系统自身薄弱环节的辨识和分析。首先基于系统脆弱性的内涵分析了隧道施工安全管理系统的组成要素及内外部扰动源,形成了隧道施工安全管理脆弱性的分析模式。随后,基于ISM方法剖析脆弱性因素间的耦合关系,将其划分为11个层级,从而构建了脆弱性评价的层级体系。最后,以山西吕梁某隧道施工项目为例,分析安全管理资料和两起安全事故,提出了该项目安全管理系统的脆弱性因素及有针对性的改进措施。ISM及案例分析结果表明,ISM方法有效实现了脆弱性因素的层级划分,脆弱性指标直接反映安全管理系统的薄弱点。通过脆弱性分析能够发掘隧道施工安全管理系统的薄弱环节,并为系统的动态持续优化提供决策依据。     

地铁运营系统安全综合评价指标体系研究

分析地铁运营系统的特点、运营模式、系统故障模式,并运用系统工程的理论原则,从系统外部因素、系统指挥因素、设备设施因素、运营管理因素4个方面,确立地铁运营系统安全综合评价指标体系,利用模糊数学综合评价法,建立了地铁运营系统安全综合评价模型,并通过典型实例进行综合分析评价,进而证明将模糊数学理论应用于地铁安全综合评价的可行性。通过地铁运营系统安全指标体系和评价方法的研究和探索,对正确评价地铁系统运营安全现状,修正偏差,提高地铁系统安全总体水平具有十分重要的意义。     

对地铁工程风险评估体系框架的研究

地铁工程同一般建设项目相比,受不可预见的水文地质条件、社会环境、施工技术的可靠度、经济发展的程度等多方面因素的影响较重;就必然使地铁工程成为高风险的工程建设项目,然而目前对其风险评估工作还停留在简单的定性和定量的评估水平上。为此,笔者在研究系统论的基础上,从动态系统风险评估的观点出发,运用动态控制的原理,着重研究适合于地铁工程风险评估体系的理论框架,及建立理论框架时应考虑的诸多问题;同时对动态系统风险评估、评价因素可靠性分析技术、各种风险评估方法及评估技术的运用做了简要论述。该框架体系不仅适用于地铁工程的风险评估,同样适用于其他复杂的工程系统的风险评估评价。