复杂事故系统风险传递路径的仿真分析

为找到影响事故网络风险传递特性的重要参数,提出控制风险传递行为的新对策,从复杂事故系统角度着手,给出事故网络、节点免疫力、关联强度、风险传递路径等网络特性的形式化描述。基于Arena软件,构建已有事故网络的仿真模型。从节点免疫力、外界风险处置资源、关联强度和传递路径4个方面,仿真分析网络特性对事故网络风险动力学行为的影响。结果表明,提高节点免疫力、增加外界处置资源、设置关键路径中等水平关联强度,均能显著提高事故网络的风险处置能力,而非关键路径中的关联强度不是影响风险传递特性的重要参数,管理者应将资源优先配置于包含较多高度数节点的关键路径。     

瓦斯爆炸事故风险耦合演化机理研究

鉴于煤矿瓦斯爆炸事故风险传导关系迄今未被准确描述和细致分析,提出瓦斯爆炸事故风险耦合分析法。运用复杂系统理论,界定瓦斯爆炸事故的风险耦合的含义及类型,并借鉴物理学中触发器的概念,讨论瓦斯爆炸事故风险传导的路径及内在机理,从风险涌现角度构建风险耦合层次网络模型。结果表明,瓦斯爆炸事故是瓦斯动力系统内外部因素风险耦合作用的结果,其演化过程是微观风险因素间的非线性耦合导致宏观层级结构状态发生阶跃式突变。     

海底管道泄漏风险演化复杂网络分析北大核心CSCD

为了控制海底管道泄漏连锁风险,基于复杂网络,提出针对管道系统泄漏演化的半定量风险演化评价方法,将复杂的事故风险发展过程转化为简洁的网络分析计算。首先,构建包含30个风险节点与54条连接边的海底管道泄漏演化复杂网络模型;其次,采用无权有向网络中的节点出入度和聚类系数进行风险分析,确定影响管道泄漏的关键节点,提出断链控制方案;最后,将演化模型转化为带权的有向网络,采用Dijkstra算法计算各初始事件导致泄漏事故的最短路径。结果表明:海底管道系统泄漏网络的聚类系数为0.13,网络聚集程度偏低而演化性较强;各初始事件的最短路径均不超过10,表现出明显的小世界网络特征,初始事件的风险经少数几步传递即可导致泄漏事故的发生。海底管道泄漏风险演化规律的研究可为抑制初始事件、控制传递事件和减轻后果事件提供理论依据,对预防海底管道泄漏事故发生、保障管道持续安全运行具有现实意义。     

海底管道泄漏风险演化复杂网络分析

为了控制海底管道泄漏连锁风险,基于复杂网络,提出针对管道系统泄漏演化的半定量风险演化评价方法,将复杂的事故风险发展过程转化为简洁的网络分析计算。首先,构建包含30个风险节点与54条连接边的海底管道泄漏演化复杂网络模型;其次,采用无权有向网络中的节点出入度和聚类系数进行风险分析,确定影响管道泄漏的关键节点,提出断链控制方案;最后,将演化模型转化为带权的有向网络,采用Dijkstra算法计算各初始事件导致泄漏事故的最短路径。结果表明:海底管道系统泄漏网络的聚类系数为0.13,网络聚集程度偏低而演化性较强;各初始事件的最短路径均不超过10,表现出明显的小世界网络特征,初始事件的风险经少数几步传递即可导致泄漏事故的发生。海底管道泄漏风险演化规律的研究可为抑制初始事件、控制传递事件和减轻后果事件提供理论依据,对预防海底管道泄漏事故发生、保障管道持续安全运行具有现实意义。     

基于约束熵的复杂系统重要节点崩溃控制研究

为有效控制复杂系统崩溃,提出一种基于约束熵的复杂系统重要节点崩溃控制方法。通过概述现有事故致因理论及模型,建立分析复杂系统安全事故致因的"认知-约束"模型。针对复杂系统节点众多,关联复杂的本质,指出为预防安全事故,必须在强化安全认知能力的基础上对重要节点进行约束控制。在提取节点重要度评估参数后,设计一种改进的复杂系统节点重要度评估算法。最后,引入约束熵概念,构建抑制复杂系统重要节点崩溃的约束熵度量模型。研究结果表明,存在可量化的用于控制复杂系统崩溃的手段;预防安全事故的关键是将适量的约束熵"引入"重要节点。     

滩海油气管道泄漏风险演化与评估

为预防滩海油气管道泄漏事故的发生,提出基于复杂网络和故障模式影响及危害分析(FMECA)的连锁风险演化评估方法.依据滩海油气管道的结构组成,考虑自然环境、内外腐蚀、第三方破坏和人因组织风险,结合泄漏事故发展流程和风险因素逻辑关系,构建滩海管道泄漏复杂网络模型;引入风险熵和FMECA方法,衡量风险传递过程中节点事件的可能...     

复杂系统安全涌现及其控制策略研究

复杂系统事故成因的复杂性促使人们从系统科学和复杂性科学的角度来分析和处理复杂系统的安全问题.通过探讨复杂系统可靠性和安全性的关系,论证安全是复杂系统的整体涌现这一论题.通过分析系统安全涌现的内涵,提出用于度量复杂系统风险状态的风险熵理论,给出了复杂系统安全事故立体致因网络的构建方法,并提出了通过控制复杂致因网络上风险熵的动力学传播过程来控制复杂系统安全涌现的研究思路.研究结论对复杂系统安全问题的研究有推动作用.     

基于N-K模型的煤矿顶板事故风险因素耦合分析

在事故预防过程中为研究煤矿顶板事故安全风险的变化情况,对影响煤矿顶板事故中的人因因素、设备因素、环境因素和管理因素等进行风险耦合研究。通过国家安全生产监督管理总局的事故查询系统,检索得到2006~2016年所发生的188起典型煤矿顶板事故,从单因素、双因素和多因素角度分析,构建基于复杂网络的N-K模型,计算出不同风险因素之间的耦合关系。结果表明,耦合因素的增加,会导致风险增加;人的因素参与耦合会导致事故风险加大,是煤矿顶板事故的重要原因;预防和控制人—机因素参与耦合可以为本质安全化的煤矿顶板事故预防措施提供新的思路。     

基于复杂网络的超高层建筑施工安全风险耦合评估方法

虽然工程建造技术和装备在不断更新完善,但施工安全事故仍时常发生.究其原因,建筑施工过程是一个涉及大量人员、机械和环境因素相互作用的复杂系统行为,风险可能在系统中多个节点同时孕育、传递,并演化出不可预料的结果.为加强工程管理对于安全风险的系统性考虑,提出了一种基于复杂网络的超高层建筑工程施工重大安全风险耦合评估方法.首先,基于超高层建筑工程施工事故案例库构建加权的风险耦合复杂网络模型,并对网络的系统特征进行了分析;其次,通过分析计算单事件的演化路径概率和损失,进行风险事件等级判定;最后,利用事故链分析多事件发生情景下的风险等级,综合评估建设工程的安全风险.将该评估方法应用于案例中,并与传统风险等级评估进行了对比,结果表明,本方法对各类风险事件的等级评价都有不同程度的提高,更加符合超高层建筑施工中对风险的认知.     

复杂系统安全事故致因分析的“认知-约束”模型

随着系统复杂程度的提高,传统的针对机械系统或者机电系统事故致因的“因果事故链”模型对于复杂系统的事故分析显得难以胜任.在对现有事故致因理论及模型进行概述分析的基础上,提出了适用于复杂系统事故分析的“认知-约束”模型,通过分析文献中的事故连锁模型和博帕尔泄露事件,验证了“认知-约束”模型的实用性.最后提出基于机器学习方法和重要节点牵连控制方法的复杂系统崩溃控制策略.研究结果表明预防复杂系统安全事故需要强化安全认知能力,并发展有效的安全控制策略.     

基于脆性结构崩溃的复杂系统安全事故致因分析

为探索复杂系统安全事故的本质致因,为安全事故的预防提供有效措施,对复杂系统结构崩溃的必然性进行分析,指出复杂系统的结构是一种具有潜在崩溃趋势的脆性结构。通过分析复杂系统脆性结构的崩溃过程,对复杂系统的安全状态和连锁崩溃进行数学描述,提出控制安全关键子系统崩溃的策略。在分析复杂系统结构脆性因子及其关联的基础上,构建基于熵的复杂系统安全度模型,结果表明,安全约束的缺乏或失效是复杂系统安全事故的本质致因。     

基于HCNAM-BN的化工过程爆炸事故致因链分析

为了从源头上预防化工过程爆炸事故,依据风险耦合理论,探讨了各风险因子非线性耦合演化为爆炸事故的机理,构建了层次耦合网络分析模型（HCNAM）;从多因素风险耦合角度分析了国内外44起典型化工过程爆炸事故,统计了各风险因子之间的耦合概率并进行了耦合致因重要度分级;采用耦合概率与二态分布相结合的条件概率分布,将层次耦合网络分析模型转化为贝叶斯网络,并对氯乙烯单体槽爆炸性混合气体爆炸事故进行了应用研究。结果表明:91种双因子耦合风险状态中,47种呈现弱耦合致因特性;7种因子双耦合形成风险的概率较大;基于HCNAM-BN模型分析事故,可有效辨识事故最可能致因因素,获取各事故致因链的发生概率并确定事故网络关键节点。     

一种主动功能约束视域下的复杂系统事故预防模型

复杂系统事故发生模式具有多样性、不确定性的特点。传统的被动式、以失效因果分析为导向的事故预防模型虽然能够较为有效地防止或者减少同类事故的发生,但无法预防未发生过的新事故,因此并不适用于事故模式多样的复杂系统的事故预防。为了更加系统、全面地降低复杂系统的事故风险,需从更加主动的、前瞻性的视角分析如何使系统保持正常的功能。根据控制系统中的功能约束原理,并以功能分解与共振分析模型(ACAT/FRAM)为建模工具,提出一种主动功能约束视域下的复杂系统事故预防模型。该模型通过将复杂系统进行功能分解与抽象,以闭环控制关系对功能进行耦合关联,得到复杂系统要素的正常功能约束结构。基于该模型的事故预防机制在于保证系统各要素以及要素间的正常功能,据此可制定面向多种事故模式的事故预防措施。     

事故致因“轨迹双耦合”模型构建及实证研究

为丰富事故致因链,明确致因链中各致因因素间耦合关系及险兆事件在事故致因链中的作用,采用文献分析、问卷调查、模型构建、案例实证等方法,梳理传统类与现代类事故致因理论的发展;并基于轨迹交叉理论,延伸风险与行为2条事故致因链,构建轨迹双耦合事故致因模型;以石景山隧道透水事故为例,验证模型的合理性。结果表明：通过风险链与行为链的双耦合,进一步明确事故风险与行为的关系,通过阻断风险链与行为链耦合,能有效预防事故的发生。     

基于N-K模型和SNA的新能源汽车燃爆风险因素耦合分析

新能源汽车燃爆事故涉及人、车、充电设备(桩)和环境等多风险因素。从系统层面确定最大风险耦合形式及关键风险因素对提升我国新能源汽车安全水平具有重要意义。通过收集整理我国2016—2020年发生的191起新能源汽车燃爆事故案例，运用N-K模型计算风险耦合值；利用社会网络分析(Social Network Analysis, SNA)将风险因素作用关系可视化，分析风险因素网络中各节点中心度及可达性；结合N-K模型和SNA对风险节点的出度进行修正，确定新能源汽车燃爆事故中的关键风险因素，并据此提出安全防控策略。结果表明：多风险因素耦合导致事故发生的概率较大；控制车-环两因素风险耦合可有效避免燃爆事故发生；高温、低温、浸水、路面异物碰撞和电池管理系统故障是需要重点防范的关键风险因素。     

融合N-K模型的复杂网络架桥机施工安全风险因素分析

为识别导致架桥机施工时发生安全事故的关键致因和链路,提出一种融合N-K模型的复杂网络架桥机施工安全事故风险因素分析法。首先,建立2000—2022年期间的架桥机事故案例库,分析事故致因,将架桥机施工安全事故风险因素归纳为4个一级风险因素和24个二级风险因素;然后,以事故类型和二级风险因素为节点,以致因关联为边,建立架桥机施工安全事故致因复杂网络模型,计算风险因素节点的亲近中心度和中介中心度;最后,建立N-K模型耦合分析一级风险因素,利用耦合交互信息值优化复杂网络风险因素节点的中心度,通过风险因素可达性分析和全局主路径分析,分别得到导致架桥机事故的7个关键致因和7条关键链路。结果表明：施工单位管理不到位、安全生产检查不充分2项管理因素的亲近中心度和中介中心度值较高。监理单位失职→施工单位管理不到位→安全生产检查不充分关键链路风险最大,针对这些关键风险因素和链路在架桥机施工过程中应重点管控。采用融合N-K模型的复杂网络分析得到的架桥机施工安全关键致因和链路与事故调查结论一致,准确实现了架桥机施工安全事故风险辨识。     

企业风险分级管控和隐患排查治理双重预防体系构建研究

安全生产双重预防机制是我国在当前安全生产形势下防止事故发生的积极探索和重要手段,双重预防机制机理的本质是有效的风险控制。为给企业安全生产双重预防机制构建与实践工作提供理论指导,从固有风险和现实风险角度研究双重预防机制的科学机理,并基于系统建模理论和方法,分析归纳了企业双重预防机制体系设计的七大要素。然后,以有效的风险控制为核心,利用霍尔三维模型及应用RBS理论与方法,并融合一系列科学、有效、实用的管理方法和工具,构建了企业双重预防机制体系模型,以指导企业安全生产双重预防体系构建工作。     

基于STAMP模型的电网企业事故风险控制模型

事故预防和风险控制理论模型对于指导企业开展安全工作具有重要作用,智能化、信息化、自动化对电网企业的事故预防和风险控制工作提出新的挑战,因此有必要对电网企业进行事故风险控制模型研究.本文基于系统安全和风险控制理论与STAMP模型,结合我国电网企业的特点与安全现状,对电网企业事故风险控制模型进行研究,构建了基于STAMP模...     

基于关联规则的塔式起重机事故致因网络模型研究

为揭示塔式起重机事故致因机理，由事故调查报告提炼关键要素，运用关联规则方法挖掘致因因素间耦合关系并提取其强关联规则；基于复杂网络理论，构建塔式起重机事故致因网络模型，通过模块度、平均路径长度、节点度及中介中心度分析网络拓扑特性，识别关键节点及其交互机理。结果表明，塔式起重机事故网络具有较明显社团结构，人因和管理层因素与事故连接紧密，存在违规/违章操作、相关专业资质不足及未有效落实安全制度等问题，需对关键节点采取针对性干预控制措施，及时切断风险传播链路，减少事故发生。     

基于复杂网络的生产安全事故致因研究:以北京市某城区为例

为揭示生产安全事故发生机制,基于复杂系统的角度,分析生产安全事故致因因素间耦合及风险传导特征,利用复杂网络理论构建北京市某城区生产安全事故致因网络模型;通过计算节点度和模块度等统计指标研究节点的分布特征,识别出网络中的关键因素以及因素间联系密切的社团结构。结果表明:少数关键因素在网络结构中起着重要连通作用,包括未进行安全教育培训、违章作业和施工方案不健全等因素,网络中存在较为明显的社团结构,对关键因素以及高密度的子网络采取针对性的管控措施,阻断风险在网络中的传导,从而有效提高安全管理水平并降低事故发生率。