重特大事故的离散幂律分布——以煤矿事故为例

研究近年来我国每起煤矿重大和特别重大事故死亡人数统计数据,建立其概率分布模型。基于极大似然法和柯尔莫哥洛夫一斯米尔诺夫检验方法（K-S方法）估计我国煤矿重大和特别重大事故离散幂律分布的参数,并采用MonteCarlo方法随机生成大量的检验样本,对其进行K-S方法拟合优度检验。结果表明在统计学意义上我国煤矿重大和特别重大事故死亡人数比高斯分布的值大得多,服从标度指数为2．72的离散幂律分布。     

天然气超声流量计安全可靠性分析

本文选取某类超声流量计产品的现场故障数据作为有效样本,采用极大似然估计法、概率图估法和灰色系统理论三种方法分别研究识别最佳寿命分布类型的方法,对该类型超声流量计寿命分布规律进行研究,结果表明其寿命服从双参数指数分布。为了保证推断结论准确、可信,本文进一步对该寿命分布做拟合优度假设检验,结果表明该类超声流量计的寿命服从双参数指数分布。最后,本研究采用Weibull++7.0软件应用极大似然分析法对该类型超声流量计寿命进行点估计和置信度为90%的区间估计,以为进一步进行可靠性寿命试验及场站安全生产管理提供依据。     

针对高原机场障碍物补偿修正量的改进

为解决高原机场净空条件限制比较严苛的问题,采用统计建模方法建立安全评价模型,改进障碍物补偿修正量。首先,基于矩形模型和碰撞风险模型(CRM)研究高度补偿修正量对障碍物碰撞风险概率的影响;然后,分析C类飞机在平原和高原机场的航迹偏差,基于此建立安全评价模型;其次,根据该模型计算平原和高原机场的安全区域下限,分析安全区域下界均值和机场标高的对应关系,得到改进后障碍物高度补偿修正量;最后,在昆明机场应用该修正量,验证其安全性和实用性。结果表明:在高原机场,高度补偿修正量对碰撞风险概率的影响显著;对于C类飞机每千米的高度补偿修正量可由2. 88 m改进至2 m;在高原机场应用改进后的高度补偿修正量可获得更大的运行优势。     

煤矿作业人员不安全行为的影响因素分析

为分析造成煤矿安全事故不安全行为的主要因素,基于人因分析和分类系统(HFACS),以山西汾西煤矿集团的煤矿安全事故报告为样本,将极大似然估计和模糊语义-数字概率估计方法相结合,构建煤矿作业人员不安全行为影响因素的贝叶斯网络,进而由浅入深地推理出不安全行为的影响因素。结果表明,个人准备状态差是造成作业人员不安全行为的最直接原因,而运行计划不恰当、监督不充分和资源管理不到位是造成作业人员不安全行为的主要深层次原因,作业人员状态对其不安全行为的产生有较大影响。     

随机应力影响下埋地天然气管道可靠性评估方法研究

针对含裂纹缺陷的埋地天然气管道这类随机退化设备，现有的研究方法更多依赖于失效机理分析，由于构建失效机理模型较为困难和复杂，在使用上具有一定的局限性，提出了一种考虑应力影响下的非线性Wiener退化模型。将应力对管道的影响看作随机变量以影响管道的退化速率，同时考虑个体的差异性，获取非线性退化模型更加准确的可靠性评估结果。在首达失效时间下推导出剩余寿命的概率密度函数。然后针对小样本的退化数据，使用极大似然估计方法估计参数，确定分布函数和可靠度。最后利用裂纹数据验证本文提出模型的准确性和有效性。     

初始几何缺陷对埋地管道屈曲临界载荷影响研究

管道初始几何缺陷与屈曲临界载荷间的关系已经成为新的研究方向。利用有限元方法对管道初始几何缺陷与临界载荷的关系进行研究,建立管道模型,在特征值屈曲分析基础上,输入不同比例的几何缺陷,逐个分析管道模型中节点的横向位移情况。结果显示,当几何缺陷达到一定程度时,屈曲临界载荷明显降低,且与初始几何缺陷具有线性相关性,利用Matlab对结果作线性拟合,给出了修正后的屈曲临界载荷公式。     

基于贝叶斯网络的煤矿事故人因推理

煤矿事故的不可重现性决定了事故原因的调查具有很强的不确定性,如何通过事故发生后的相关信息提高事故深层次原因调查的准确性是非常重要的。将HFACS与贝叶斯网络相结合,以煤矿事故HFACS分析结果为样本,通过卡方检验和让步比分析建立人因的贝叶斯网络因果图,进一步利用最大似然估计算法确定了煤矿事故人因的贝叶斯网络参数。最后,以双柳煤业顶板事故的调查信息为证据推理导致煤矿事故发生的深层次原因,提高事故原因调查的准确性,从而验证模型的有效性。     

基于MTBF的光电感烟探测器可靠性研究

针对火灾探测报警系统重要组成模块—光电感烟探测器-报警控制器,根据其在实际使用过程中的不完全故障数据,改良了前人对该问题的传统研究方法,并提出了分段定时截尾可靠性参数模型。该模型主要考虑火灾探测报警系统控制器工作时序性和故障处理时间的影响,采用自主提出的原始故障数据筛选统计方法,分别求得光电感烟模块的首次使用寿命与平均故障间隔时间的参数估计。该方法能够减少火灾探测报警系统初始使用寿命过长而产生的平均故障间隔时间的估计偏差,对于火灾探测报警系统整体使用寿命的估计和维修管理有着重要意义。同时基于序贯思想的动态截尾也克服了定时截尾模型无法准确判断试验停止时间的不足,在保证参数较为精确的前提下最大限度地节省时间和资源。     

海洋平台的改进模态应变能损伤诊断方法

为有效提高海洋平台的损伤诊断效果,准确确定损伤位置和损伤程度,针对传统模态应变能(MSE)分析处理过程中易出现的多判、误判等问题,提出基于MSE的改进损伤诊断方法。首先计算实际工况下基于MSE的诊断指标;然后将其分解为多个单损伤工况指标,提取并计算各单损伤工况指标占实际工况指标的权重系数;最后利用权重系数在不同阶模态中的分布差异修正诊断指标,并据此进行损伤诊断。以室内导管架试验平台为例,通过有限元仿真试验进行验证。结果表明:基于改进方法的分析结果与预设的平台结构多损伤工况相符,证明该方法用于海洋平台损伤诊断是有效可行的。     

基于回归分析的群集疏散时间模型优化研究

为提高国际上通用的疏散时间模型(简称经验模型)的仿真度,将人员的属性因素(自然属性和社会属性)影响纳入时间模型,采用回归分析方法,以某高校大型大学生艺术中心疏散案例为研究基础,通过调查采样建立185组数据的实测样本。结合影响人员疏散行为和疏散时间相关因素,运用统计软件SPSS17.0对样本进行回归分析,建立疏散时间回归模型。以回归模型为基础,将个体属性综合为群集属性,求取修正系数并对经验模型进行修正、检验。结果表明:利用回归分析和修正系数对疏散时间经验模型进行修正,可有效弥补经验模型缺乏考虑群集属性影响的弱点,提高经验模型的仿真度和应用价值。     

危险品集装箱堆场人因失误概率量化方法研究

由于人因失误是引发危险品集装箱堆场事故的主要原因,特别以成功似然指数法为框架研究了危险品集装箱堆场人因失误概率的量化方法。考虑了影响因子的主观特性,重点结合认知可靠性与失误分析方法对成功似然指数法进行修正,确定了培养与组织管理、同时出现的目标数量等6项行为形成因子。通过建立熵权法、模糊集合理论与专家判断的融合实现人因失误概率的计算。最后,用算例验证了方法的有效性,结果表明,本方法不但可将测算精度控制在有效区间(0,0.059 5),而且相较其他方法将危险系数降低了6.97%。针对危险品集装箱堆场管理这类高危行业,较高的人因失误率有利于风险辨识和风险预防。     

基于贝叶斯分析的储罐失效概率修正方法研究

为了确定大型地上常压储罐的失效概率,分析了储罐失效数据特点。针对当前风险评价中大型地上常压储罐失效概率并没有以大型地上常压储罐失效样本为基础的情况,提出了用贝叶斯分析方法修正其基本失效概率,并以国外统计数据为样本,采用贝叶斯分析方法对12组储罐的失效概率进行了修正。结果表明:1贝叶斯分析方法以同类失效数据为历史数据估计了先验分布参数,失效数据变异系数变小,降低了失效数据的不确定性;2贝叶斯分析方法修正后失效概率均值更加集中,更新后失效概率有一定程度的提高,中间个别年份失效概率较高,总体上失效概率逐年降低;因此,实际应用中可根据储罐新旧情况选择合适的失效概率值。     

腐蚀管道寿命可靠性的步降应力加速试验研究

为保障油气管道安全运营,需研究腐蚀管道寿命的可靠性。首先基于管道失效机理,采用步降应力加速寿命试验(SDSALT)方法,获得不同温度下腐蚀率样本;其次利用加速因子和逆幂律加速方程建立数据折算模型,将腐蚀率样本转换为应力作用失效时间并截尾抽样后作为输入,求得含未知参数的准样本;然后通过准样本估计Weibull分布的3个参数,进而得到以温度和时间为自变量的管道可靠性函数;最后以H_2S/CO_2环境中运营的N80管道为例,验证所建腐蚀管道寿命预测方法的可靠性。结果表明,该方法大幅缩短试验时间,对管道寿命预测准确,并分析出管道可靠性的降低速度随温度和时间的增加先增大后减小,可应用于管道的适用性评价。     

配对进近侧向位置误差QAR参数关联性分析

为研究配对飞机进近阶段飞行员操作和环境因素与侧向位置误差间的关联性,结合快速存取记录器(QAR)数据,基于飞机侧向位置修正过程,识别影响侧向位置误差的QAR参数;建立模糊关联模型,模型中运用模糊C均值(FCM)聚类方法将QAR参数的样本值聚类,得到每个参数的隶属度矩阵;结合Apriori算法,挖掘参数间及参数与侧向位置误差间的关联规则;基于关联规则量化其中的关联性,使用A320-200的真实样本数据进行关联性分析。结果表明:识别出的QAR参数在指定30%支持度下都与侧向位置误差相关;飞机的仰角、坡度、方向舵位置以及风向对侧向位置误差影响较大。     

基于模糊神经网络的机动车驾驶教练员职业适宜性研究

提出应用模糊神经网络系统,建构教练员职业适宜性的3个要素(即心理素质、驾驶技能和知识的表达阐述能力)的学习样本,分析"三要素"的8项特征参数指标——场依存性、速度估计能力、交通安全意识、简单反应、选择反应、跟踪能力、行车注意力、表达阐述能力等,使用K-均值法对实验样本进行初始分类,形成标准学习样本,使用该样本对所构建系统进行训练和调试。利用经调试训练后的系统,依据所测教练员的心理、心理参数对其职业适宜性进行评价。试验表明:建立的教练员职业适宜性仿真模型能取得很好的评价效果。     

安徽省火灾经济损失的尾部分布研究

采用极大似然估计对安徽火灾经济损失进行了幂律分布拟合,采用Kolmogorov-Smirnov统计判断拟合优度,并选择了4种供选分布作为对比,研究何种分布更适用于描述火灾经济损失数据。研究发现,当经济损失大于100万元时,数据明显偏离幂律分布,通过p值可以拒绝数据服从幂律分布的假设。在5种分布中指数截断幂律分布的拟合效果最好,通过指数截断能够描述数据末端偏离幂律行为的现象。放火和生产作业两类原因的火灾,不仅满足幂律分布,而且指数截断幂律分布的拟合效果最优;不明确原因和静电两类原因的火灾,经济损失仅满足幂律分布;其他7种火灾原因对应的损失数据不能通过幂律分布拟合的p值检验。     

基于LLE-ELM的矿井瓦斯涌出量预测方法研究

基于局部线性嵌入(Locally Linear Embedding,LLE)算法和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)神经网络建立矿井瓦斯涌出量预测模型,该预测模型运用LLE算法对矿井瓦斯涌出量影响因素样本进行数据挖掘,得到降维后的有效因子,再将这些有效因子作为ELM神经网络的输入层进行训练和预测。利用某矿井的实测数据进行实例分析,结果表明该预测模型预测速度快,精度高,能够用于矿井瓦斯涌出量预测。     

集中排烟公路隧道临界排烟速率计算模型

为合理设计公路隧道排烟系统的排烟量,采用1∶20缩尺寸模型试验的方法,研究临界排烟速率对公路隧道集中排烟系统排烟效率的影响。首先,通过测量火源功率的6个数值、不同机械排烟量条件下排烟口下方烟气层温度、厚度,得到不同火源功率下发生吸穿时的临界排烟速率试验值;然后,将试验值与Heselden模型、TM 19-1995模型计算值进行对比,分析2种排烟模式下的临界排烟速率计算模型的差异性;最后,在TM 19-1995模型的基础上,引入火源功率修正系数,得到修正后随火源功率变化的集中排烟隧道临界排烟速率计算模型。结果表明:集中排烟公路隧道内发生吸穿时的临界排烟速率明显大于Heselden模型、TM 19-1995模型的计算值,且临界排烟速率值与火源功率线性相关。     

坡度对跨座式单轨隧道临界风速的影响

为研究不同坡度隧道在大功率火源情况下的烟气运动,采用1∶20的缩尺隧道模型,通过试验对不同坡度情况下(-6%,-3%,0%,3%,6%)的大火源功率火灾(20,50 MW)时的隧道纵向通风临界风速进行研究。结果表明:0%坡度时,20 MW和50 MW的临界风速相差不大;有坡度时,逆坡送风的临界风速大于顺坡送风的临界风速。根据试验结果拟合得出大火源功率(20,50 MW)条件下坡度为-6%至6%时的临界风速与坡度的关系,并对前人提出的坡度与临界风速的关系式进行修正。     

支持向量机对多环芳烃毒性的定量构效预测

为了实现多环芳烃(PAHs)毒性的有效预测,提出应用定量构效技术对多环芳烃的空气-正辛醇分配系数(KOA)和致癌性进行预测。应用分子描述符和试验值确立构效关系,采用支持向量机算法(SVM)和人工神经网络算法(ANN)分别建立了PAHs的KOA回归预测模型和致癌性分类预测模型。利用网格划分(GS)、遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)对SVM进行参数寻优。应用均方误差(MSE)、拟合决定系数R2和分类准确率(Accuracy)分别对模型进行了验证与评价。结果表明,最佳回归预测模型GS-SVR的MSE为0.059 7,R2为0.913 0;最佳分类预测模型GA-SVC的Accuracy为95%。研究表明:应用SVM所建两种模型的稳定性和预测能力都优于应用ANN建立的模型;参数优化后模型的稳定性和预测能力得到了提高。