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。     

基于PTVA模型的房屋多灾种耦合物理脆弱性评估

为解决因诸灾害间相互作用导致房屋多灾种脆弱性评估较难实现的问题,提出一种基于修正的Papathoma海啸脆弱性评估(PTVA)模型的多灾种耦合物理脆弱性评估方法。首先根据不同灾种影响下承灾体脆弱性指标的差异性,构建指标体系;然后运用修正的PTVA模型,计算单灾种初始脆弱性指数和耦合后的脆弱性指数,经综合计算后,得到2个综合脆弱性指数;最后以福建某市典型区域为例进行实证分析。研究表明:该方法在多灾种耦合物理脆弱性评估中具有可行性,提高了评估的准确性。     

中国区域物流系统脆弱性评估研究

为了提升区域物流系统可靠性与可持续发展能力,基于复杂系统理论对区域物流系统脆弱性进行概念界定,构建了区域物流系统脆弱性的概念模型;在分析区域物流系统脆弱性影响因素的基础上,提出了脆弱性评价指标体系及综合评价模型,并对中国大陆地区31个省（直辖市、自治区）区域物流系统脆弱性的空间分异特征进行了研究。研究表明:全国层面的区域物流系统脆弱性两极分化的空间分异特征显著,具有明显的“西高东低”特征;高生态环境脆弱性和高社会脆弱性是区域物流系统脆弱性居高的主要原因;全国的区域物流系统生态环境脆弱性普遍偏高,而东部地区物流系统资源脆弱性最高。     

基于多因素耦合的井筒完整性风险评价

为了合理开展井筒完整性评价,提出合理的管理措施,综合考虑管柱力学、管柱腐蚀、管柱及附件密封、水泥环力学、地层以及油气井管理等关键节点及因素的相互耦合协同作用,分析多因素耦合协同作用对井筒完整性的影响。对于管柱力学等具有比较明确物理意义且可以量化的因素,采用定量分析评价;对于操作管理等难以量化的因素采用定性评价,对于腐蚀环境因素采用定量与定性相结合的方法进行评价;在定性及定量评价的基础之上,对关键节点进行风险概率和风险影响程度的划分及量化,再基于层次分析及风险矩阵的方法建立井筒完整性评价模型;基于模型编制了相应的计算程序,并对某高腐蚀性气井开展了井筒完整性评价。评价结果表明,在影响该井井筒完整性的风险因素中,高酸性气体腐蚀是造成该井井筒完整性失效的主要因素。     

基于复杂网络理论的北京地铁网络脆弱性评估

以北京市现有地铁线网为研究对象,使用Space L方法构建拓扑网络,为更加符合实际情况,对换乘车站进行了拆分。分析中,综合考虑连通OD对和出行效率两个因素,以运输能力损失作为评估网络脆弱性指标。随后,计算分析了单节点攻击、随机攻击、静态攻击和动态攻击下造成的地铁网络运输能力损失的变化规律,得出动态攻击对地铁网络影响最大。在该攻击方式下,相对基于度的动态攻击,地铁网络对基于介数和基于ER的动态攻击,具有更高的脆弱性。同时攻击介数较大的节点对网络南北方向运输能力影响较大;攻击对出行效率影响较高的节点对网络东西方向运输能力影响较大。因此,在地铁运营过程中,应针对不同站点的节点属性和事故发生情况,采取相关防护措施。     

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。     

基于投影寻踪模型的社区消防脆弱性评估

为提升社区消防安全水平,增强事故的预防能力和应急能力、减少火灾事故造成的损失,首先从人口特征、社区管理、物理因素、抗灾能力等4个方面,综合识别社区消防脆弱性影响因子,并据此构建社区消防脆弱性综合评价指标体系;然后引入投影寻踪模型,计算社区消防脆弱性指标权重;最后选取上海市洋泾街道共104个小区进行实证分析。结果表明:居民年龄结构老化的老旧小区,其消防脆弱性水平最高,需要予以重点关注;相较于高、中层小区,低层小区消防脆弱性水平较高;社区物理要素对社区脆弱性水平影响较大。     

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。     

多因素耦合作用下建筑火灾后加固施工过程风险性评估

为降低火灾后建筑结构加固施工过程中事故的发生率,保障加固施工作业过程的 安全,针对我国建筑火灾后加固施工项目的特点,构建了多因素耦合作用下的基于熵权 -未确知测度理论的建筑火灾后加固施工过程风险性评估模型,并将模型应用于五个工 程实例中,取得了良好的效果。研究结果表明,该模型是熵权理论、未确知测度理论的 的有机结合,为定量研究建筑火灾后加固施工过程安全风险,并有效的控制安全风险, 确保施工安全提供了新的思路。     

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。     

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。     

城市埋地天然气管道系统脆弱性评估指标研究

脆弱性作为安全领域研究的新兴名词,用来表示系统承受外界扰动的敏感性和易损性以及面对灾害后果的承受力和应对能力,是联系灾害与风险研究的重要桥梁,是系统安全状况的重要综合指标。文章在引用以及重新界定＂脆弱性＂概念的基础上,将其引入城市天然气管道系统的安全研究,结合城市天然气管道系统的灾害事故特点,分析影响城市埋地天然气管道系统脆弱性的主要因素,根据因素间的相互关系,建立包括致灾因子、灾害后果和应对措施等3个方面2、2项指标的多因素多级评价指标体系。运用层次分析法（AHP）的原理和计算过程确定各评价指标的权重,根据指标权重的大小比较,分析各指标对城市天然气管道系统安全脆弱性的影响程度,从而确定安全治理的主要方向。     

多因素耦合的加工车间关键风险因素定量分析

为了准确分析加工车间关键风险因素,考虑多风险因子交互影响的情境,提出了一种基于模糊决策实验室分析法的加工车间关键风险因素定量分析方法。首先,从人员、设备、环境、物料和管理因素等5个维度辨识加工车间风险因素并建立风险因素集;基于此,采用三角模糊数对专家判断语义进行表征,然后运用DEMATEL法计算多因素耦合下的风险重要度,从而确定加工车间的关键风险因素。最后,以安徽省某机械加工车间为例,说明所提出方法的应用过程。结果表明,加强对安全制度和安全文化建设等关键风险因素的控制,有助于加工车间的风险控制,改善车间生产安全。     

基于PTVA修正模型的建筑单体台风脆弱性评估方法

承灾体建筑单体的灾害脆弱性评估方法研究有助于民政部门公正的灾后救助和保险公司的合理理赔。通过梳理建筑单体台风灾害影响因子,采用修正后的Papathoma海啸脆弱性评估(PTVA)模型,利用基于技术的类别吸引力测量模型(MACBETH)确定各脆弱性指标的权重,构建我国东南沿海地区建筑单体台风灾害脆弱性评估模型。据此评估广东陆丰县双山村内的部分建筑单体的脆弱性。相对脆弱性评估结果与实际受2013年强台风"天兔"侵袭造成的灾损情况基本一致。15栋评价为高脆弱性的建筑单体,有9栋实际受损,而较高脆弱性的建筑单体中,仅1处受损,其余脆弱性等级建筑单体无受损情况。     

基于系统动力学的海洋平台安全脆弱性分析

海洋平台承受着风、浪、流等复杂环境载荷，安全系统在保障平台安全稳定方面的作用极为突出。为深入探讨影响海洋平台安全脆弱性的机理，针对海洋平台作业环境的极端性和复杂性，建立了海洋平台的安全脆弱性系统动力学分析模型，采用模糊层次分析法确定影响安全系统中各层因素的权重系数，并设定参数，考虑子系统不同的安全投入方案，进行了海洋平台脆弱性系统分析。研究结果表明:海洋平台设备系统对于暴露度和敏感度的影响程度最高，管理系统对海洋平台安全系统的适应度起主导作用；当安全投入总值一定，对各系统的投入比例不同时，为有效降低海洋平台脆弱性，应合理分配有限投入资金。     

基于三角图法的输电线路物理脆弱性评估及分类

输电线路在自然灾害或人为破坏等外力干扰下,易受损坏或发生故障,致使电力系统全部或部分功能丧失。将输电线路物理脆弱性定位于"功能失效",从人与环境对输电线路造成的压力、输电线路自身状态及功能失效后的响应等方面进行分析,构建输电线路物理脆弱性评估指标体系;借鉴已有评估方法,提出基于压力指数、状态指数和响应指数的评估模型;应用三角图法对输电线路进行物理脆弱性评估和分类,分析影响输电线路物理脆弱性的主要因素。以某500 k V输电线路为例进行实例分析,结果表明影响该输电线路脆弱性关键因素为压力和响应。     

输气管道隧道的脆弱性评估方法研究

为研究输气管道隧道的脆弱性,结合工程和实践研究,建立管道本体致灾因子、隧道本体致灾因子、人为致灾因子和环境致灾因子4个方面共16个底层因素的指标体系。采用加速遗传算法改进的层次分析法（AGA-AHP）计算脆弱性级别权重和样本集权重。对于脆弱性级别权重边界突变的问题,用拟合曲线的方法来解决。运用组合权重与模糊综合评价法相结合的方法,按照不同隶属原则分别对系统整体和各子系统的脆弱性进行对比评估。实例分析结果表明,该输气管道隧道表现为中脆弱性,管道公司应及时采取有效措施整治和改善。     

风险因素交互耦合下机加工车间安全评估

为了评价风险因子耦合作用下的机加工车间安全状况,构建了一种基于协调耦合理论的机加工车间安全评价模型。首先,从人员因子、设备因子、环境因子和管理因子4个维度要素分析机加工车间风险因子间的耦合作用机理;基于此,建立机加工车间安全评价指标体系;然后,构建耦合协调模型对多因素交互耦合下的机加工车间安全状况进行评价;最后,以安徽省某汽车机加工车间为例,对所建立的模型进行验证。结果表明,管理因子和人员因子对机加工车间的整体安全水平贡献最大,同时,车间整体安全状况良好,评价结果与实际情况基本相一致。