基于Unity3D的矿井火灾监测与防治虚拟仿真试验系统

为更好地开展矿业安全类专业试验实践教学和培训,培养安全应急一流复合型拔尖人才,设计一种基于Unity3D的矿井火灾监测与防治虚拟仿真试验教学系统。首先,采用3ds Max建立仿真模型,构建矿井火灾监测防治试验系统总体框架;其次,开展外因火灾监测与远程自动控制救灾风门应急处置、内因火灾监测与温控胞衣阻化剂防灭火应急防控等人机交互试验实训;最后,建立综合评测的试验评价体系用于考核评估。结果表明：该试验系统具备虚拟现实沉浸性、交互性、构想性的技术特点,利于打造井下三维虚拟仿真场景,逼真展示矿井火灾演变过程;在试验与实训方面,可以突破传统模式在时间、空间、安全、资源等方面的限制,提供自主学习与多元评价方式。     

CNG加气站危险性分析及事故预防措施研究

本文首先研究提出了国内外CNG加气站的一般组成结构,即调压计量系统、净化干燥系统、气体压缩系统、压缩天然气储存系统、控制系统和售气系统6个子系统;接着对近几年发生的加气站事故进行统计与分析,指出了加气站易发生事故的关键部位一售气系统、高压储气系统和CNG压缩系统;然后对CNG加气站的常见危险有害因素进行了辨识与分析,即高压、易燃易爆、易泄漏、点火源众多等;最后根据辨识结果,研究提出了建设安全监控预警与事故应急综合管理系统等具体事故预防措施。     

CNG加气站事故后果分析方法研究

根据CNG加气站系统运行的实际情况,将CNG加气站中易发生泄漏的设备分为管道阀门、挠性连接器、压缩机、储气设备、放散管5类。建立了CNG泄漏的事件树,将CNG加气站的事故后果类型概括为喷射火、闪火、蒸气云爆炸。总结了CNG加气站事故后果的计算模型,采用美国环保局的ALOHA软件确定事故后果的影响范围。综合运用该两种方法对喷射火和蒸气云爆炸的事故案例进行对比研究,结果表明,计算结果基本一致。该两种事故后果分析方法为CNG加气站安全管理和安全规划提供依据。     

100起CNG加气站事故的统计分析及对策研究

本文统计了100起CNG加气站典型事故案例,从事故发生的位置、事故类型和事故损失等方面,分析了CNG加气站事故的特点。总结了CNG加气站存在的主要安全问题：CNG气质问题、高压储气容器安全问题、CNG汽车气瓶问题、压缩机问题和售气系统安全问题。并提出了保证加气站安全运行的对策措施：提高加气机安全、提高储气系统质量、解决CNG汽车气瓶问题、提高压缩机质量、提高CNG加气站气质、加强加气站的安全管理。售气系统、高压储气系统、天然气压缩系统是较为危险的系统,应对其进行重点管理。     

矿井3D风网图及基于MATLAB仿真编程实现

针对复杂矿井通风网络解算问题,基于MATLAB语言及其图形处理平台,提出用真实3D矿井巷道连结关系(3D风网图)代替复杂网络图进行解算.该方案只需将实际矿井巷道真实描画出来,由计算机程序自动从真实巷道中提取通风网络的拓扑关系,并自动添加大气、通风机风硐、掘进巷道风筒等辅助分支,将同属性巷道分支合并,缩减通风网络图的规模,得到计算所需的内部通风网络图.3D风网图是将矿井通风网络看作一个力学模型,直接按基本回路计算自然风压.从本质上说,3D风网图表达的是"具象"的通风网络图,它超越了传统平面网络图的技术层面.应用该通风仿真程序,能有效解决矿井通风信息管理、三维矿井通风立体图的自动生成、矿井通风网络自动解算、风网参数的自动标注等问题,在铁法矿区大兴煤矿的应用结果验证了其可靠性.     

基于X3D技术的化学灾害事故处置在线培训系统

从消防部门处置化学灾害事故训练需求出发,采用基于Web的虚拟现实和智能组卷技术,设计并实现了一种化学灾害事故处置在线培训系统。按照化学危险品在储存、运输、生产环节中发生泄漏、燃烧和爆炸等事故类型进行分类,提供了危险源理化性质、事故特点及危害性分析、灭火救援行动措施等知识的在线学习和考试功能。在技术实现方面,采用互联网Web3D标准X3D技术,以三维方式模拟事故场景和表现知识内容,为用户提供了一个网络化、沉浸式的三维互动学习模式和环境。系统的设计和实现为化学灾害事故处置培训工作网络化、培训内容系统化、表现形式多样化提供了一种新的思路。     

3D仿真游戏在煤矿安全生产培训管理系统中的应用

煤矿从业人员的安全素质与意识是决定煤矿安全生产的重要因素,教育和培训是提高煤矿从业人员素质与意识的有效手段,对煤矿安全生产具有非常重要的意义.川煤达竹公司运用现代信息技术手段,从系统理论出发,将煤矿生产过程作为一个完整的系统,从人、机、环境、管理四个系统要素着手,将3D仿真游戏应用于情景模拟培训,把从业人员培训分为情景式培训、互动式培训、视频式培训、手机短信培训和事故案例学习.提出人、机、环境系统协调的煤矿现代安全生产培训管理系统,有效提升了员工素质,实现了煤矿安全生产.     

基于事故逆向再现的车辆追尾事故仿真分析研究

为认定车辆碰撞事故的性质及责任,动态还原事故发生过程。提出1种逆向事故分析再现方法,经过坐标系旋转后构建确定方程组的车辆碰撞瞬间解析计算模型,并经过实车碰撞实验数据验证其计算精度与三维再现的准确性。利用Crashview软件对1起车辆追尾事故进行仿真分析,解析计算得出车辆碰撞瞬间车速和碰撞前行驶车速,实现事故二维过程重构和三维模拟再现。结果表明:计算分析车速与VDR记录车速误差在5%以内,模拟再现轨迹与事故现场实测痕迹基本吻合,所构建的方法可有效用于车辆追尾碰撞事故辅助分析鉴定,为事故过程分析提供理论依据。     

典型LNG加气站泄漏事故模拟及探测覆盖率研究

为研究液化天然气(LNG)加气站发生泄漏后造成的事故后果及现有可燃气体探测器覆盖率是否满足要求,采用FLACS三维模拟软件模拟典型LNG加气站槽车及卸车管道、储罐、加气机单元,发生泄漏后火灾热辐射、爆炸超压造成的事故影响范围,评估现有可燃气体探测器对所发生泄漏的探测覆盖情况。研究结果表明：LNG槽车、LNG储罐发生50 mm泄漏,站房及加油区域靠近LNG储罐处热辐射可达25 kW/m²,辐射强度导致附近人员伤亡;LNG撬装及加油机附近最大爆炸超压超过20 kPa;通过可燃气体探测器覆盖率评估得出LNG加气站接卸软管向西、向南方向发生泄漏,无有效探测途径。     

基于系统动力学的井喷事故仿真研究

为动态预测井喷事故发展过程,在分析导致井喷事故主要因素的基础上,结合系统动力学的相关原理,构建井喷事故系统仿真流图,并运用系统动力学仿真软件Vensim对井喷事故的整体流程进行仿真,实现了对油气井安全水平的动态监测和预警。结果表明:井喷事故的发生是由人为因素、管理因素、环境因素、设备因素和法律法规因素四大子系统的交叉耦合作用而导致整个油气井系统的安全水平低于井喷事故的安全临界点所造成的。     

基于虚拟现实技术的喷射火事故三维动态仿真及应用

基于Shell模型的原理和计算方法,把喷射火焰视为近似倒立圆台形,构建了不同风向影响下的喷射火三维模型,运用虚拟现实技术和三维可视化技术对喷射火事故进行模拟与仿真。以Delphi和OpenGL/GLScene为开发工具,实现了喷射火三维模型的程序化与三维场景绘制,同时引入粒子特效系统,实现了喷射火焰燃烧的实时动态仿真,完成了喷射火三维动态可视化软件系统的开发。最后,利用该系统进行实例分析。应用表明:虚拟现实技术与事故后果模拟相结合,使整个系统实现实时性和形象性的统一,虚拟现实技术在化工行业具有广泛应用前景,也为事故后果预测评估提供科学依据。     

基于Pc-Crash软件的人-车碰撞事故仿真规律研究

以Pc-Crash软件为平台,仿真分析两例实际的人-车碰撞试验。通过对比仿真结果与试验的吻合情况,并结合其他学者所提及的现象,总结了仿真中人-车接触部位、行人终止点位置及抛距、行人被车辆抛出后的运动情况等与实际情况的耦合程度的规律。发现利用Pc-Crash软件实现对人-车碰撞事故仿真时,人-车接触部位与实际情况可以耦合得很好,行人终止点位置一般总体抛距与实际情况差不多,而行人被车辆抛出后的运动情况则与实际不符,针对这些现象提出一些建议。对更好地利用Pc-Crash软件实现对人-车碰撞事故的仿真分析有一定的意义。     

基于3S技术的危险废物污染事故预警系统

运用卫星遥感(RS)技术、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS),按国家、省、市、县4级模式,建立突发性危险废物污染事故预警系统.国家级预警系统主要对跨省界及跨国突发性污染事故进行应急处置,对省级应急事故处置进行指导;省级预警系统主要对跨市界突发性污染事故进行应急处置,并指导市级污染事故应急处置;市级预警系统主要负责跨县界突发性污染事故的应急处置并指导县级污染事故应急处置;县级预警系统主要负责本行政区内的突发性污染事故的应急处置.建立4级预警系统的主要目的是使各级政府突出重点,集中解决本行政区域内突发性环境污染事故的应急处置,从管理层面上在全国建立一个能对突发性污染事故实施统一指挥协调、现场快速监测和应急处理,又能对污染隐患进行监控和警告的应急响应系统.以辽宁省辽河为案例,通过3S技术的综合运用,构建省级流域突发性危险废物污染事故预警系统方案,为政府应急决策提供快速服务.     

起重机联轴器断裂事故仿真模拟

为了预防起重机事故发生,培养工科大学生的安全意识和安全思维,对起重机联轴器断裂事故进行仿真模拟。利用SolidWorks对起重机进行建模及装配,模型装配体另存为.wrl格式,导入3DS Max中进行仿真模拟动画制作,结果表明,可以再现起重机事故的发生过程。事故仿真模拟对事故原因分析以及起重机安全使用具有重要的指导意义。     

基于机器学习的CNG加气站风险预警模型研究

加气站一旦发生事故,不仅会造成人员伤亡和财产损失,而且也会给周边居民乃至社会带来一定的负面影响。借助机器学习技术,构建CNG加气站风险预警模型,对加气站的风险状态进行预警,实现对事故的事前控制。首先建立了加气站风险预警指标体系,以12座加气站为研究对象,采集指标样本数据,通过大数据分析技术构建训练数据集,并采用SMOTE算法解决了样本不均衡问题;然后分别采用决策树、朴素贝叶斯、SVM、KNN等4种机器学习分类算法构建预警模型。研究证明,采用决策树算法和SVM构建的预警模型准确度均达到97.8%,可以对加气站的风险状态进行有效识别和预警。     

重大工业事故应急响应三维仿真虚拟人模型研究

重大工业事故发生后,高效的应急响应能极大地减少损失,仿真分析方法在应急培训、应急预案制定以及应急决策等方面都具有重要作用.对重大工业事故应急响应三维仿真进行研究,提出了三维仿真虚拟人模型,分析了构成虚拟人的感觉模型、决策模型和行为模型3个子模型,并对某油库区建立三维仿真环境,利用虚拟人进行了仿真分析.结果表明,所构建的虚拟人能够根据环境以及事故的影响进行决策并确定应急行为.     

营运驾驶员驾驶事故影响因素仿真研究

解决营运驾驶员驾驶事故频发的不安全行为问题,基于复杂适应系统（CAS）理论和多主体建模与仿真（ABMS）方法,构建营运驾驶员驾驶事故模型。通过调节车辆状况、管理者管理监督水平、营运驾驶员情绪状态、安全教育水平、驾驶经验和环境综合条件等因素,运用NetLogo仿真平台分析安全管理水平、营运驾驶员安全责任意识、心理负荷水平对驾驶事故的影响。研究表明:营运驾驶员驾驶事故的发生系统是一种典型的CAS,营运驾驶员驾驶事故是三大主体属性和行为环境交互的结果,且交互作用程度不同。因此,运输企业要考虑多种因素,采取相应的措施来降低营运驾驶员驾驶事故的发生。     

3D可视化石化装置安全管理系统的开发

本文介绍了3D可视化石化装置安全管理系统构成、功能和实验途径，该系统将三维激光扫描和GIS技术运用于石化行业，通过数据处理建立石化装置测绘级精度、全尺寸、全真实体的三维数字模型，并通过添加GIS信息和设备属性信息，实现石化装置5D可视化管理、分层管理、设备检维修和施工改造模拟、事故影响范围及应急救援最佳路径模拟、工作人员仿真培训等安全管理模块，为石化企业设备管理提供了新的技术平台。     

基于Pc-Crash的车辆侧滑事故再现方法

为准确再现车辆侧滑事故,基于Pc-Crash软件,提出一种分步再现事故的方法。该方法首先仿真事故车辆侧滑运动,获得侧滑车辆碰撞前瞬间运动状态参数;然后定义新仿真以再现侧滑车辆与事故其他参与者的碰撞;重复此2步骤,以确保仿真中痕迹与事故中痕迹最相符合。最后就一例车辆侧滑后与过往车辆发生碰撞的事故,演示该分步再现方法各步骤的实现途径。结果显示,利用Pc-Crash软件分步再现车辆侧滑事故,能较为容易地控制再现过程,保证仿真中痕迹与现实情况的一致性。     

基于Delft3D模型的三峡航道环保疏浚水质数值模拟研究

以忠县皇华城河段为例,利用Delft3D数学模型对三峡航道环保疏的水质变化进行了数值模拟。结果表明:疏浚工程的进行对河道水质环境影响比较明显,随水流方向污染物质量浓度上升速率变慢,在疏浚点污染物质量浓度上升245 mg/L,疏浚点下方4 km处污染物质量浓度上升约为20 mg/L,河段末端污染物质量浓度上升约为14 mg/L;疏浚工程结束后,河段的水体水质能够较快得到恢复,离疏浚点越近恢复得越快,疏浚结束1 d后污染物质量浓度基本已恢复到本底值,疏浚工程对水环境的影响可以较快得到恢复。