基于改进BN的集装箱船舶碰撞事故致因分析

为解决利用贝叶斯网络(BN)模型分析集装箱船舶碰撞致因过程中,由于样本数据不足导致BN结构学习困难的问题,提出一种基于核密度估计和模型加权平均策略相结合的BN结构学习算法。首先利用核密度估计方法扩充小数据集,使数据规模达到BN结构学习的最低限度要求;然后利用模型平均策略加权融合不同学习算法得到的网络结构,来提高算法在小样本数据下的学习效果;最后基于少量集装箱船舶碰撞样本数据,利用所提算法构建BN模型分析事故致因。结果表明:用所提算法能在小样本数据下定量分析碰撞事故致因,并得出集装箱船舶碰撞事故致因链,有助于提高集装箱船舶运输的安全性。     

基于改进集对分析法的船舶碰撞风险评价

为研究船舶碰撞事故风险,避免由船舶碰撞导致的人员伤亡、经济损失等严重后果,选取琼州海峡某一特定水域为研究对象,建立船舶碰撞风险评价指标体系.分别用层次分析法和熵权法确定主客观权重,后基于博弈论进行组合赋权.再采用改进的集对分析法,量化琼州海峡某一特定水域的船舶碰撞风险等级,分析碰撞事故关键因素.结果 表明,选定水域船舶碰撞风险偏高,原因主要与船舶会遇率、能见度不良等相关,与实际情况相符,表明该模型适用于船舶碰撞风险评价研究.最后提出减少水域中船舶碰撞事故发生概率的相关建议.     

危化品道路运输事故风险因子影响关系研究

为研究危险化学品道路运输风险影响因素,探究其事故发生机理,本文在改进前人模型的基础上,首先,利用贝叶斯网络,对我国2017-2021年发生的1 348起危化品道路运输事故进行参数学习,得到改进的危化品道路运输风险预测模型;然后,用2022年1月发生的20起事故案例,进行情境模拟以验证该预测模型的有效性;最后,利用该模型对危化品道路运输事故风险因子之间的影响关系进行推理分析,结果表明：该模型预测结果准确率均达到70%以上,该模型有效;因果推理结果表明,驾驶员操作不当易造成侧翻事故,驾驶员疲劳驾驶更可能导致碰撞、侧翻事故,以及驾驶员操作不当是泄漏事故发生的主要原因;敏感性分析结果表明,影响驾驶员行为最主要的因素是天气,影响事故后果最主要的因素是物质类别。     

船舶港口引航风险致因人-组织因素影响分析

为研究船舶港口引航风险中的人-组织因素(HOF),根据引航作业的实际情况描述引航风险HOF,尝试将人的因素分析与分类系统(HFACS)融合到综合安全评估(FSA)框架,辨识引航作业风险,对其进行评估;并据此建立基于贝叶斯网络(BN)的某港船舶引航风险HOF耦合关联模型;结合某港引航站的历年案例数据,分析不同类别引航员的风险致因影响因素。结果表明:绝大多数引航安全事故由不安全的引航行为导致,超过3/5的事故与不安全行为的前提条件有关,约1/4的事故与不安全的监督有关系。     

含硫气井完整性风险等级预测研究

为保证含硫气井在开发过程中安全高效生产,提出一种基于主成分分析(PCA)和BP神经网络的含硫气井完整性风险等级预测模型。首先,采用Bow-tie方法得到含硫气井完整性失效风险因素,通过模糊评价法对风险因素进行量化处理;然后,利用PCA提取综合指标,并结合BP神经网络得到预测模型,进而得到风险等级。研究结果表明:通过PCA能使BP神经网络的输入数据由28个减少至4个,所建模型的风险等级预测精度高于未经PCA的BP神经网络;通过PCA与BP神经网络结合的预测模型可识别含硫气井开发过程中完整性失效的风险因素,完善了含硫气井风险等级预测技术。     

动态监控数据驱动的危险货物运输驾驶员风险评估

为合理评估危险货物运输驾驶员驾驶过程中的风险驾驶行为,辨别影响危险货物运输事故风险的显著因素,运用探索性因子分析与Logistic回归相结合的方法,可以避免数据多重共线性对分析结果的影响。首先基于车辆联网联控系统中记录的动态违规预警数据,利用探索性因子分析方法提取危险货物运输驾驶员高风险驾驶行为隐性因子;其次结合驾驶员事故数据,筛选与危险货物运输事故显著相关的高风险驾驶行为;最后通过建立Logistic回归模型预测驾驶员卷入危险货物运输事故的风险。结果表明,驾驶员的风险驾驶行为可归类为碰撞倾向驾驶行为、鲁莽驾驶行为、驾驶分神和驾驶疲劳4种,驾驶员具有不同的驾驶风险倾向,同时碰撞倾向驾驶行为、驾驶分神行为和驾驶疲劳状态指标是影响危险货物运输事故的显著因素,可以建立事故预测模型。研究结果为评估危险货物运输驾驶员风险提供了理论依据。     

基于BN的FTA在通用航空风险评价中的应用

针对事故树分析法(FTA)在风险评价中的局限性,采用以事故树为基础建立的贝叶斯网络(BN)风险模型,对通用航空中的两机空中相撞事故进行分析和推理,对事故模型进行改进和修正时,注重基事件的多态性和事件间的逻辑合理性。根据贝叶斯推理得出的数据,找到了事故的主要致因。结果表明,基于BN的FTA既能向前预测顶事件的发生概率,又能向后诊断基本事件的后验概率,可以更好地对通用航空风险进行评价。     

小样本条件下地铁运营事故致因推理模型

为克服传统事故致因推理模型不适用于小样本条件下的地铁运营事故致因推理的缺陷,将贝叶斯网络(BN)与Bootstrap抽样法、D-S证据理论相结合,建立地铁运营事故致因推理模型。首先,分析历年地铁运营事故样本,确定事故致因因素及网络节点;其次,基于BN的基本算法和理论,运用Bootstrap抽样法和K2算法进行BN结构学习;然后,使用D-S证据理论修正BN参数,建立适用于小样本条件下的地铁运营事故致因BN模型;最后,进行因果推理、诊断推理和敏感性分析。结果表明：所构建的地铁运营事故致因推理模型可有效进行事故推理预测,节点预测精度均值为0.858;通过因果推理得出最常见的地铁运营事故类型为运营中断,其次是火灾和列车冲突;结合诊断推理发现供电系统故障是导致运营中断的最主要事故致因。     

基于Tripod-Beta模型的船舶火灾事故风险分析

为深入分析船舶火灾事故风险因素及其后果产生的影响,通过分析1991-2017年全球船舶火灾事故调查报告,从人员、管理、船舶设备、货物、环境5个方面对船舶火灾影响因素进行识别研究;采用三脚架事故致因模型(Tripod-Beta model),构建考虑安全栅的船舶火灾事故情景演化模型,识别船舶火灾关键影响因素;并在样本量较少的情况下,采用信息扩散理论计算船舶火灾发生率;最后,利用布尔函数和风险矩阵,对船舶火灾事故风险进行评价研究。结果表明:船员不安全行为和船舶设备表面过热、设备短路是船舶火灾事故的关键风险因素;事故后果链中安全栅遭到破坏时,船舶火灾风险处于不希望发生范围内。该方法能有效评估船舶火灾风险的等级,满足海事管理部门的监管工作需求。     

基于贝叶斯网络的养老院火灾风险评估方法研究

为预防养老院火灾事故,结合事故树法(FTA)和贝叶斯网络法(BN),建立了一套养老院火灾风险定量评估模型。首先,采用事故树法建立潜在的养老院火灾事故场景;其次,考虑到养老院火灾事故场景中不确定因素的影响,将事故树模型转化为贝叶斯网络模型,并结合有人员伤亡的养老院火灾事故发生发展实际优化模型;最后,以某市养老院为例,结合调研、文献及统计数据确定先验概率及条件概率,并用GENIE 2.0软件实现贝叶斯图形化,分析验证该模型逻辑可行性。结果表明:通过该模型和方法,不仅可以预测养老院火灾事故中各场景发生发展概率,还能对各风险因素敏感度和最大致因链进行分析,提高了风险因素辨识和评价的准确性,可以为养老院火灾风险分析和防控提供参考。     

基于FTA-BN模型的粉尘爆炸风险评估及控制研究

粉尘爆炸风险评估涉及到许多不确定、客观性不足的因素。从粉尘爆炸5要素出发,引入事故树分析法(FTA)与贝叶斯网络(BN),构建FTA-BN模型。首先通过对粉尘爆炸事故的原因进行综合分析,绘制粉尘爆炸事故的事故树,同时采用GeNIE软件将事故树转换为贝叶斯网络,利用贝叶斯网络模型的双向推理功能,既能评估粉尘爆炸风险等级,又能逆向推理找出造成粉尘爆炸的关键影响因素。根据粉尘爆炸原理,对粉尘爆炸风险点采取措施,为粉尘爆炸风险控制提供措施依据。     

基于DEMATEL-BN的海洋平台泄漏脆弱性动态分析

为预防海洋平台泄漏引发的连锁事件,运用基于决策试验与评估实验室(DEMATEL)及贝叶斯网络(BN)的集成方法动态分析泄漏演化脆弱性风险。构建脆弱性风险指标体系,利用DEMATEL方法研究风险因素之间的相互影响;建立海洋平台泄漏连锁风险演化模型,并转化为对应的BN模型,引入事故先兆数据,动态分析发生局部燃烧爆炸A、连锁火灾爆炸B、小型油气泄漏C和大型油气泄漏D等事故的概率。结果表明:组织管理因素易影响其他风险因素;海洋平台发生A、B和D等严重事故的概率随运行年限增加而增大;DEMATEL-BN方法克服静态风险分析方法不能有效利用运行数据的不足,实现海洋平台风险的动态分析。     

LNG船舶进出港航行移动安全区宽度定量计算分析

为保障液化天然气(LNG)船舶进出港通航安全,提出一种基于LNG船舶碰撞事故概率和风险的LNG船舶移动安全区宽度界定方法。该方法以船舶碰撞概率模型、船舶碰撞损害模型和LNG池火危害模型为基础,计算LNG船舶在航行过程中的事故概率和风险,并根据其分布特征,结合事故概率与风险可接受标准,定量界定LNG船舶移动安全区的宽度。研究表明,LNG船舶移动安全区宽度与通航水域交通流分布、事故船舶的排水量、航行速度等相关。在水上交通管理应用中,可根据LNG船舶及应用水域交通的实际情况确定LNG船舶进出港航行移动安全区的宽度。     

多因素耦合下长江口水域交通事故致因链分析

为探究长江口水域船舶交通事故的形成原因,提出一种考虑多因素耦合作用的船舶交通事故分析方法。首先,采用文本挖掘技术深度分析多源海事事故调查报告和相关文献,从环境、船舶、人为和组织等方面构建诱发长江口水域船舶交通事故因素集;然后,采用卡方检验法分析风险因素之间耦合关系,构建多因素耦合作用下长江口水域船舶交通事故的贝叶斯网络(BN)模型;最后,采用敏感性分析方法提取长江口水域船舶交通事故致因链,进而提出相应的事故防控对策。结果表明：诱发长江口水域船舶交通事故的致因链共有8条,其中,大风、货物积载不当、船型、不安全航速、疏忽瞭望、未对危险作出充分估计、未履行让路义务和未能尽早采取积极的避险措施8个风险因素是诱发长江口水域船舶交通事故的关键共性因素。     

基于Cloud-BN的装配式住宅构件吊装安全评价

为降低装配式住宅构件吊装事故发生率,构建基于云贝叶斯网络(Cloud-BN)的安全风险评价模型,动态评价构件吊装作业安全风险。首先,分析云模型与贝叶斯网络(BN)结合的可行性与合理性;其次,结合工程实际确定构件吊装施工安全风险指标体系与BN结构,通过参数学习算法获取各节点间的条件概率分布;然后利用云模型转换,将获取的观测节点先验概率作为证据输入模型,得到构件吊装风险处于各风险状态的概率,并利用综合云生成算法确定最终的风险等级;最后,以某装配式住宅项目为例,验证该模型的有效性。研究表明:该模型评价结果与实际情况基本一致,平均相对误差控制在5%以内;与传统BN模型相比,结果更加客观准确。     

大跨度钢结构施工安全风险评价IHFACS-BN模型及应用

为降低大跨度钢结构施工安全事故发生率,提出基于改进人为因素分析及分类系统(IHFACS)与贝叶斯网络(BN)的大跨度钢结构施工安全风险评价模型。首先,引入HFACS方法,结合工程实际改进HFACS法;然后,基于IHFACS全面识别施工安全风险,采用粗糙集(RS)方法构建评价指标体系;其次,构建BN模型,并根据现场数据结合模糊集方法确定BN各根节点的先验概率及节点间的条件概率分布,通过GeNIe软件计算系统失效概率,分析关键风险因素;最后,以昆明机场扩建工程为例,验证该模型的有效性。结果表明:模型计算结果与实际情况基本符合,此工程总体安全风险概率为57.62%;焊缝错边、气孔、夹渣与支撑胎架拆除不当的敏感度均超过20%,是大跨度钢结构施工应重点管控的关键风险因素。     

基于改进XGBoost算法的船舶事故风险与类型预测

为科学合理地对船舶进行安全管理,就船舶安全问题的特点,建立带有海洋气象特征的事故数据集。针对数据类别不均衡问题,在比较多种机器学习算法后,用具有代价敏感的损失函数改进XGBoost算法求解。结果表明：改进后的模型AUC值和预测正确率有了明显提高,可达0.708 5和81.51%。相比于其他方法,模型的可解释更高,能更好地揭示风险因素与船舶风险之间的交互关系。最后,对提取到的载重吨、航行海域和船员数等重要风险因素进行偏依赖关系分析,针对性地提出管理意见并通过实例加以说明,为航运公司及海事局等相关组织提供决策参考。     

深水钻井井喷事故风险控制决策方法

为有效降低深水钻井井喷事故风险,提出一种井喷事故风险控制决策定量评估方法。首先运用贝叶斯网络(BN)建立深水钻井井喷事故评估模型,根据BN网络前向和后向推理原则,确定井喷事故的主要风险因素和发生概率;然后针对导致井喷事故发生的风险因素提出5项风险控制措施,考虑执行风险决策的效用和成本,通过增加效用节点和成本节点,建立深水钻井井喷事故风险控制决策模型,定量评估31项风险决策措施的有效性和总成本。研究结果表明:执行加强人员技能培训和增加功能测试与维护决策的总成本较低,同时可将深水钻井井喷事故风险控制在可接受风险区域。     

高速公路追尾碰撞事故起数预测模型研究

为分析显著影响追尾碰撞事故的因素,分别采用负二项(NB)回归模型和零堆积负二项(ZINB)回归模型建立追尾碰撞事故起数预测模型。通过模型的拟合优度检验和准确性检验,对比2种模型的优劣,采用弹性分析确定自变量对因变量的影响程度。以2006—2008年某高速公路发生的追尾碰撞事故进行实证性研究。结果表明:ZINB回归模型比NB回归模型具有更好的拟合效果和预测准确性;在ZINB回归模型中,曲度、曲线比例、车道宽度与追尾碰撞事故起数显著正相关,曲率变化率、相邻路段坡差和弯坡组合与追尾碰撞事故起数显著负相关;车道宽度、曲率变化率和曲度对追尾碰撞事故的发生影响尤为明显。     

基于FDHHFLTS-BN的海底管道泄漏失效风险定量分析

为预防海底油气管道泄漏失效事故,提出基于自由双层次犹豫模糊语言术语集(FDHHFLTS)和贝叶斯网络(BN)的FDHHFLTS-BN风险分析方法,用于分析海底油气管道泄漏失效事故概率及事故的关键风险因素。将故障树模型转换为BN结构,由专家根据FDHHFLTS评估基本事件发生可能性;采用最佳最差法(BWM)确定专家权重,结合相似性聚合方法(SAM)聚合专家意见;依据构建的BN模型,正向推理得到事故发生概率,反向推理得到后验概率,并进行敏感性分析。将该方法应用于实例分析,结果表明：分析段海底管道泄漏事故的概率值为P=6.20×10^-3;焊缝施工缺陷、材料施工缺陷和渔具作用等为事故发生的关键因素;与传统方法对比分析结果证明,所提方法在确定海底管道风险方面具有一定的优势。