基于区间模型的套管强度可靠性评估

为了弥补传统安全系数法以及可靠性理论在套管可靠性评估中的缺陷,基于区间理论提出了1种适合套管可靠性评估的非概率可靠指标,给出了套管三向强度可靠性评价模型以及相关参数最大、最小值取值方法。研究了外载变化区间均值和偏差对非概率可靠指标的影响规律。结果表明:均值增加,可靠指标线性降低、容许的载荷区间最小值增加;偏差增加,可靠指标非线性降低,并且降低率降低。套管强度影响因素变化区间偏差与可靠指标近似成线性逆相关关系。     

基于区间数关联决策的工作面升压区间优化北大核心CSCD

为确定新老采空区共存时本工作面的最优升压区间,提高升压效率,根据双层采空区气体涌出及自燃数值模拟结果,采用多指标区间数关联决策模型对合理升压区间进行评价和优化,以本工作面瓦斯、CO浓度与涌出量和上下覆之间等压面与进风口距离、上覆老采空区氧化带宽度和最高温度7个变量为评价指标,开展7种指标区间数关联决策研究。结果显示,现有风压基础上升压70~80 Pa即本工作面回风口风压高于上覆20~30 Pa为综合最优升压区间。现场升压结果显示,本工作面回风口风压高于上覆老空区20~30 Pa时,瓦斯、CO浓度基本未超限且上覆老采空区未发生自燃。     

基于区间分析的履带起重机结构非概率可靠性研究

臂架结构作为履带起重机的重要部件,其结构的强度、刚度和稳定性决定了整个起重机的安全性和使用性能。为了预测履带起重机臂架结构的可靠度,采用区间非概率研究履带起重机的可靠性,只需知道不确定参量的界限而不需知道其分布情况,就能求出各功能函数的可靠性指标;将履带起重机臂架的额定起重量、起升载荷偏摆角度、起升冲击系数等不确定参量看成区间变量,建立了以臂架强度、刚度、整体稳定性为失效模式的可靠性分析模型;将区间变量标准化,在标准化区间变量的扩展空间中,按无穷范数度量从坐标原点到失效面的最短距离,以此来判断结构的非概率可靠度。最后,用该模型对现有某型号履带起重机臂架进行了可靠性分析,结果表明,用该方法得到的履带起重机区间非概率可靠度η1,符合实际情况。     

多角度辨识压裂套管变形的失效影响因素北大核心CSCD

页岩气开发具有施工压力大、排量大、改造规模大的特点,使得压裂套管处于复杂力学环境中。挤压、剪切和弯曲等载荷共同作用,易引发套管挤毁变形,进而导致后续作业时井下工具下入遇阻。但目前研究多针对压裂套管的单一失效原因,难以保障其完整可靠性。鉴于此,针对页岩气大规模压裂作业特点,从不同薄弱位置(如垂直段、造斜段、水平段)、不同自身规格(如钢级、外径、壁厚)和不同约束条件(如内压、孔径、螺距)等多角度,系统辨识套管变形的失效影响因素。通过建立压裂套管三维模拟的有限元模型,分析套管内压变化引起套管应力、位移的变化规律及形态,明确套管变形的大小以及与载荷变化的关系,并揭示套管变形的位置及影响因素的临界值。结果表明:压裂套管的造斜段最大变形、水平段应力集中现象较为严重,属于危险脆弱点;且套管最大应力、最大位移随内压的增加而近似成线性降低关系。     

基于云模型的电梯运行可靠性模糊综合评估

针对目前电梯可靠性评估中存在随机性和模糊性等不确定性的问题,提出了一种基于熵权法、云模型和模糊综合评价法的电梯运行可靠性评估模型。通过分析电梯各个子系统的主要特征量,建立了电梯运行可靠性评估指标体系,并运用熵权法确定各指标的权重。根据云模型实现定量指标与定性概念之间的转换,得到定量评估指标的等级隶属度。最后基于模糊综合评价法,对各指标信息进行自上而下地综合,得到整体的可靠性评估结果。实例表明了该模型的正确性与有效性,能够对电梯的状态检修提供参考。     

基于组合模型的船用齿轮箱系统故障评估方法研究北大核心CSCD

为了对船用齿轮箱系统故障进行安全评估,实现对船用齿轮箱系统的维护与管理,提出了一种基于组合赋权和多属性边界逼近区域比较法的船用齿轮箱系统故障评估模型。首先,对现有船用齿轮箱系统故障的影响因素进行梳理、提炼、归纳和总结,并构建船用齿轮箱系统故障的评价指标体系;然后,利用最优最劣法确定各评价指标的主观权重,利用指标相关性的指标权重确定方法获取各评价指标的客观权重;最后,依据最小二乘法计算各评价指标的组合权重,并基于多属性边界逼近区域比较法计算各方案的综合评价值。研究表明,该模型可以有效实现船用齿轮箱系统故障的安全评估。该模型的提出可以为现实生活中船用齿轮箱系统故障评估问题提供决策参考,弥补了现有评价方法的不足。     

基于概率影响图的R&D项目风险传导评估模型

为实现R&D项目风险的有效管理,需要对风险的传导特性进行量化评估。基于传导能量理论,利用概率影响图方法,从拓扑层、函数层和数值层构建了R&D项目风险传导评估模型。分析表明:该模型对项目风险传导量化研究具有较强的适用性;数据采集简便,模型的评估精度取决于信息的完全性;通过应用过程中的模型简化,在一定程度上能够提高模型的实用性。最后考虑项目管理者的决策因素,在评估模型基础上设计了R&D项目风险传导评估框架。     

面向道路交叉口的疏散人群分流模型北大核心CSCD

为合理制定道路交叉口人流分配规则,考虑道路交叉口处人群聚散特点,建立疏散人群分流模型。根据人群疏散过程,构建带容量限制的人群疏散路网;耦合后序路段实时拥挤度和最短剩余路长,计算交又节点处的人流分配概率,分析疏散路段人流传递关系,厘定疏散路网人群移动规则;考虑路段实时拥挤程度,修正路段人流疏散速度,计算疏散路网人流疏散时间,表征分流人群疏散效率;以上海市某中学人群紧急疏散为例,对比分析疏散人群分流模型和传统基于最短路径人群疏散模型的应用效度。结果表明:与基于最短路径人群疏散时相比,在道路交叉口引导疏散人群分流使疏散时间减少13.34%,疏散效率更高,人群时空分布更加均衡,充分发挥了疏散路网的疏散能力。     

基于格子气模型的北京地铁站内人流移动分析北大核心CSCD

为研究因超出原有设计人流量阈值引发的安全隐患问题,提出了一种基于动态参数的模块化格子气模型。对北京地铁惠新西街南口站约4 000 m^2的面积进行建模,对比了实地拍摄视频数据的情况与模拟仿真结果,确保了较好的精度。通过输入闸机口和列车进入站台的人流信息,给出短时间站内人流的移动及分布情况。发现了惠新西街南口站设计上的不足与缺陷,提出了对类似站台的设计及模型应用的建议。结果表明:十号线与五号线之间换乘通道通行能力较低,换乘通道口存在拥堵,具有安全隐患。拓宽换乘通道2 m能够使车站通行能力大大提高,基本满足目前该站在工作日下班高峰期的换乘需求。     

基于改进传染病模型的群体情绪感染机制研究北大核心CSCD

为探索在突发事件下人群情绪感染规律,控制群体情绪危害,根据现实情绪特性,引入接触关系,改进突发事件情绪感染干预模型(SOSPa-SPSOa),完善群体情绪感染机制;运用Matlab软件对改进的模型进行数值仿真,并分析模型相关参数对情绪感染过程的影响。结果表明:初始消极情绪群体规模增加会提高群体情绪感染时间,但对群体情绪最终平衡状态影响较小;接触感染过程作用效果低于自发感染过程和自发恢复过程;提高自发恢复概率可降低群体情绪感染时间,有利于群体情绪的控制和调节。     

基于云模型和TODIM的应急预案评估方法研究*

为提高应急预案评估的科学性,提出基于云模型和TODIM法的应急预案评估新方法,利用云模型表征语言评估信息,通过得分函数处理云值,提出基于云值的主客观权重计算方法,以弥补单一赋权法求解评估指标权重的不足;基于云模型和TODIM法对候选应急预案进行优劣排序,并验证本文方法的可行性和有效性。研究结果表明:基于云模型和TODIM法的应急预案评估新方法计算出的数值结果合理、准确,研究结果可为相关部门提高应急管理能力提供借鉴。     

基于马尔可夫的地面控制井下安全阀可靠性评估

为保障地面控制井下安全阀系统的安全运行，防止系统发生故障，建立了井下安全阀可修复系统的马尔可夫模型；针对系统设备构成复杂及共因故障等问题，基于β因子模型描述共因失效，同时将模型划分为3个独立模块，通过克罗内克积方法合并，评估系统可靠性；参照OREDA可靠性数据，定量求解井下安全阀系统可用度、可靠度以及稳态指标，研究模型中状态转移概率对系统稳态可用度的影响。研究结果表明:井下安全阀系统的可用度随时间增长而迅速到达稳态值；系统检修周期应小于2.5 a；根据可靠性分析结果，运营方应考虑系统经济与可靠性间的博弈关系，合理优化系统冗余结构与维修周期管理，防止井下安全阀系统失效。     

基于CRITIC-有限区间云模型的边坡稳定性评价

针对岩质边坡危险性分级的不确定性,选取坡高、坡角岩体结构特征、岩石单轴抗压强度等12项定量评价指标构建评价体系。根据有限区间云模型的相关概念和计算模型,求出露天采场边坡实测数据的云模型特征参数,利用正向云发生器生成云滴图进行量性概念的转化,通过改进的CRITIC法确定指标权重,进而求出不同采场隶属于不同危险等级的综合隶属度,实现边坡稳定性等级的划分。研究结果表明:评价结果与实际相符,利用CRITIC算法求取的权重值,可以考虑各评价指标的综合信息量以及指标间的相关性系数,使评判结果更具有准确性;同时可以快速准确判断出边坡稳定性分级,进行安全预测,为评价边坡的稳定性提供了新思路。     

基于组合赋权的铁路时间同步网云评估模型及应用

针对模糊综合评价法在铁路时间同步网可靠性评价中的不足,提出了基于组合赋权的铁路时间同步网云评估模型。首先,根据铁路时间同步网的功能结构,构建系统综合能力模型,建立其对应的功能硬件层次结构,从而选取影响铁路时间同步网可靠性的主要评价指标。然后,利用标度扩展AHP法和熵权法分别计算铁路时间同步网各评价指标的主客观权重,并且通过引入欧几里德距离函数计算差异系数,使主、客观权重之间的偏离程度与权重系数一致,从而获得各指标合理的综合权重。最后,计算各指标相对值,并且利用云模型表示,进行云计算得到综合指标云,将该综合指标云与可靠性评价集的云模型进行相似度度量,得到铁路时间同步网综合可靠性评价结果。结果表明,基于组合赋权的铁路时间同步网云评估模型能够实现对铁路时间同步网综合可靠性的评价。     

基于强度理论及虚拟仿真相结合的行星减速机构可靠性分析

基于破煤理论建立了采煤机的力学模型,采用ADAMS建立采煤机刚柔耦合模型,并解决了边界条件添加、接触法向力提取等技术问题,分析了行星轴、架的可靠性;基于行星减速机构强度校核基本原理,开发了行星齿轮强度校核软件,以虚拟仿真中的动态接触法向力为输入,对某公司两种行星减速机构设计方案中各齿轮的接触应力和弯曲应力进行研究。该方法解决了传统分析中齿轮受力无法确定以及采用有限元软件无法求解齿根弯曲应力、求解接触应力时间过长的不足。结果表明:二级行星减速机构采用4行星轮结构要优于采用3行星轮方案,传动更稳定、可靠。     

基于强度理论及虚拟仿真相结合的行星减速机构可靠性分析

基于破煤理论建立了采煤机的力学模型,采用ADAMS建立采煤机刚柔耦合模型,并解决了边界条件添加、接触法向力提取等技术问题,分析了行星轴、架的可靠性;基于行星减速机构强度校核基本原理,开发了行星齿轮强度校核软件,以虚拟仿真中的动态接触法向力为输入,对某公司两种行星减速机构设计方案中各齿轮的接触应力和弯曲应力进行研究。该方法解决了传统分析中齿轮受力无法确定以及采用有限元软件无法求解齿根弯曲应力、求解接触应力时间过长的不足。结果表明:二级行星减速机构采用4行星轮结构要优于采用3行星轮方案,传动更稳定、可靠。     

考虑岩体强度参数时效性(流变)的边坡稳定性研究北大核心CSCD

受流变特性的影响,岩体的力学参数具有时效性。为得到边坡时效安全系数,在FLAC数值模拟软件中,通过对岩体抗剪强度参数先折减再流变、先流变再折减及强度参数随流变时步折减(老化理论)3种方式将流变分析与强度折减法相结合,实现了理想弹塑性与黏弹塑性分析的有机结合。研究了时效安全系数的物理意义,利用边坡特征点水平位移增量量化表征了岩体流变特性对稳定性的影响程度;采用岩体强度参数的初始瞬时值和长期强度值,计算得到了考虑边坡时效性安全系数的上下限值。结合黄山石灰石矿山工程实例分析得到:采用抗剪强度参数长期值和瞬时值进行流变分析的结果与现场实际监测数据误差较大,强度参数随流变时间折减时最大误差为5.03%,拟合度最高,模拟结果最接近工程实测分析,能够为边坡长期稳定性评价及滑坡预警预测提供理论依据;将边坡设计的永久性过渡到时效性,流变计算5 a,边坡的安全系数由1.35降低至1.25,表明未来5年边坡处于稳定状态。     

一种基于区间数的施工企业安全评价模型

施工企业安全评价是一种多指标综合决策行为,评价指标值具有模糊性,可以利用区间数进行量化.基于上述思路,提出了一种基于区间数的施工企业安全评价模型.首先定义评价对象与评价标准的单指标距离测度,然后利用线性评价函数和区间数运算法则计算评价对象与评价标准之间的综合距离测度,评价对象的安全状况属于综合距离测度最小值对应的等级.该模型物理意义明确,计算过程简捷,最大限度地保留了评价系统的原始信息.给出了一个应用实例说明了模型的应用方法,评价结果表明,该方法结论合理可信.     

基于突变模型的我国食品安全风险评估

为评估我国食品安全风险,基于突变模型和结构稳定性理论,从食品产业链视角设计食品安全风险评估指标,分别测度食品的生产环节、流通环节和消费环节的风险度,得出我国近年来食品安全的总风险度,并找出我国食品的薄弱环节。结果表明:生产环节的风险度呈下降趋势,流通环节和消费环节的风险度波动较大,消费环节的风险度整体呈上升趋势,因此,流通环节和消费环节是我国食品安全需要加强的环节;近年来我国食品安全总风险值整体呈下降趋势,但仍有短暂波动,食品安全问题仍需重视。     

终端区管制系统风险因素分析的DEMATEL-ISM模型北大核心CSCD

为提高空管系统安全管理水平,提出基于过程的故障模式及影响分析(FMEA)方法,识别终端区管制系统潜在的风险因素;构建DEMATEL—ISM模型,运用决策实验室分析(DEMATEL)模型计算各风险因素的影响度和被影响度,确定要素的因果属性和中心度排序,运用解释结构模型(ISM)构建系统风险递阶结构,表征管制系统中各风险因素的致因属性和层次关系;并以某终端区管制系统为例,验证DEMATEL—ISM模型的有效性。结果表明:DEMATEL—ISM模型可将所论系统的风险因素按致因属性分为3个类别,即6个直接致因、10个过渡致因和3个本质致因;递阶结构可有效表征终端区管制系统风险的内在关联,实现系统风险分析。