基于安全保障的分布式电源选址定容优化研究

分布式电源的发展是我国智能电网发展中的重要方面之一,基于安全保障性,合理地对分布式电源进行选址定容,对于中低压配电网规划具有重要意义。分析了分布式电源对配网的具体安全性影响。提出以安全第一、成本最小、网损最小、电压偏移最小为目标的综合效用目标函数模型,并采用遗传算法求解。通过对IEEE9节点配电网络的算例分析验证了所提算法在分布式电源选址定容求解问题中的可行性和实用性。     

基于径向线损的DG对配电网安全的影响研究

分布式电源并网对配电网有很大影响,包括电压水平、故障水平、线损、安全性、网络可靠性等方面,且其影响程度与分布式电源的容量和安装位置密切相关。本文基于径向式配电网、分布式电源的功率模型和恒功率静态负荷模型,分析和评估当两个等效的分布式电源系统同时并入简单径向配电网时,配电网线损的变化情况。文中,通过搭建理想模型,得出量化线损变化率的具体计算公式并对模型结果进行评述和讨论,将对未来提高线路输电效率的研究和保障配电网安全运行发挥重要作用。     

大型公园道路网络关键节点脆弱性评价*

为更加科学有效地辨识景区道路网络中的客流关键节点,以节点脆弱性为度量指标,提出1种基于FIM模型的关键节点脆弱性评价方法。以某大型公园为例,首先通过ArcGIS软件将该公园的道路网络信息转换成可编译的文本信息,经过Java枚举可行路径,然后利用嵌入FIM算法的Lingo进行优化,得出网络节点的重要度。最后综合节点容量、流量、吸引度等信息加权得出网络节点的脆弱性。结果表明:该方法能够有效地对道路网络节点进行脆弱性度量并排序,景区可据此制定相应的客流导向方案以提高景区资源的利用率,提高游览的安全性。     

城市地铁网络脆弱性对比分析

为保证地铁网络的安全运行,降低突发事件后果的严重性,从事故后能相互到达的站点数、破坏站点会对整条线路带来的影响2个角度,构建地铁网络脆弱性评价模型。运用Matlab仿真模拟破坏性事件的攻击过程,结合5种地铁网络类型,通过与已有研究结果对比,分析不同评价方法和网络类型下地铁网络脆弱性的差异。研究表明:某个站点的失效对整条线路造成影响,进而影响整个地铁网络的脆弱性;地铁网络对于节点介数的蓄意攻击有较大脆弱性;不同的地铁网络结构类型对攻击表现出不同的脆弱性。     

基于AHP的多式联运网络节点安全评价北大核心CSCD

为了精准定位多式联运网络安全隐患,制定合理有效的安全保障措施,从网络节点角度着手,用节点脆弱性来间接反映其安全程度,来对多式联运网络安全评价问题进行研究。首先根据节点度等指标,确定节点重要度计算方法;其次,通过层次分析法(AHP)确定了运输线路对节点安全水平影响的量化计算公式,进而构建了多式联运网络节点安全评价模型。为验证评价方法的有效性,以四川省、重庆市及湖北省为研究对象,根据其实际货运情况绘制多式联运网络图,并通过MATLAB软件对各节点的脆弱性进行量化计算。结果表明,重庆市的脆弱度最高,即安全性最低,其次为成都市、武汉市等,神农架林区的安全水平最高。因此在实际运输工作中,加强网络中大型枢纽节点的安全管理工作,密切关注连接边多为公路运输线路的节点运行状况,对于多式联运网络安全运营具有极大促进效用。     

基于STPA方法的航空事故网络关键节点分析

使用STPA方法对48起航空安全事故展开分析,提取事故链,构成航空事故网络。基于复杂网络理论,对航空事故网络进行转化,构建有向加权网络,并对节点在网络信息传播中的重要度展开分析,识别网络运行中重要度较高的点。为充分筛选航空事故网络中的节点,遏制事故信息在网络中的流转,基于节点强度信息改进了聚类算法,并计算了网络节点的聚类系数。提取事故网络中聚集性较高的点,对其施加安全约束措施,从而提高系统运行的整体安全水平。结果表明,“进行了错误的控制行为”是事故网络中聚类性最为突出的节点,具有较高的防控价值。改进的聚类算法能够更为充分地利用网络信息,突显事故网络中的关键性节点,从而实现节省安全投入、提升安全效益的目的。     

自建房火灾致因网络拓扑特征及脆弱性研究

为预防我国自建房火灾的发生,首先,基于事故致因“2-4”模型分析39起自建房火灾事故案例,编码得到48个致因因素和128条致因关系;然后,基于复杂网络理论构建自建房火灾致因网络拓扑结构模型,分析网络的度、介数和接近中心性等拓扑特征;最后,以最大强连通子图相对大小、最大弱连通子图相对大小和全局网络效率作为网络脆弱性评价指标,仿真分析不同节点攻击策略下网络的脆弱性,得到自建房火灾关键致因因素,并提出防灾措施及建议。结果表明：自建房火灾致因网络具有小世界效应和无标度特性,致因间转换路径较短,少数关键节点与大多数节点相连;自建房火灾致因网络在遭受单个节点故障和随机累积节点故障时具有一定的鲁棒性,遭受蓄意累积节点攻击时,表现出较强的脆弱性;采用累积节点攻击策略中的蓄意度攻击时,网络表现出的脆弱性最强,度排序靠前的节点较为重要,是自建房火灾关键致因因素,为自建房消防安全管理提供理论参考。     

城市地铁网络系统运行脆弱性分析

为提高城市地铁网络系统(UMNS)运行的抗风险能力,降低事故造成的经济、社会损失,对UMNS运行脆弱性进行研究。通过对UMNS的特点和事故案例统计分析,将UMNS的运行脆弱性分解为物理、结构和社会功能3类脆弱性,解析UMNS运行脆弱性在事故发生过程中的作用,定义UMNS的运行脆弱性为UMNS在运行阶段抵御来自系统故障、人为失误、社会干扰的能力中的缺陷。通过案例分析,解释运行脆弱性的发生机理,提出降低UMNS运行脆弱性的相关建议。研究表明:UMNS运行脆弱性对地铁事故的发生、蔓延和最终损失有关键性影响;物理和社会功能脆弱性在事故发生的初期影响较大,结构脆弱性对事故在网络中的蔓延有较大影响,社会功能脆弱性则影响着最终事故的损失大小。因此,降低UMNS运行脆弱性应从结构、网络和社会功能3个方面综合展开。     

铁路快捷货运网络鲁棒性分析

为保障铁路快捷货运运营面对突发事件时的稳定性,采用复杂网络及鲁棒优化理论,研究铁路快捷货运网络(REFN)拓扑特性及鲁棒性。首先,计算网络特征统计参数,分析REFN拓扑特性;然后,评价REFN中的重要节点,建立基于线路等级、度值、介数的综合评价指标;最后,计算不同攻击方式下的鲁棒性指标,对比分析有无级联失效情况下REFN鲁棒性。结果表明:与传统复杂网络节点重要性评价指标相比,考虑线路等级计算出的重要节点对网络鲁棒性影响更大; REFN在随机攻击下具有鲁棒性,在蓄意攻击下表现出较强的脆弱性,在考虑级联失效的情况下网络的脆弱性更加突出。     

基于ANP的地铁站点网络脆弱性评价

为准确判定地铁网络中各个站点的安全现状,建立基于网络层次分析法(ANP)的网络脆弱性评价模型。首先,从内部因素、外部因素以及通道因素3个维度分析网络脆弱性的内涵,并依据复杂网络理论,选取11个评价指标,构建地铁站点的网络脆弱性评价体系。其次,基于ANP法确定各层指标的权重,建立评价模型。最后,以北京地铁系统为例,对其11项指标数据进行归一化处理,依据该模型评定各个站点的网络脆弱性。计算结果表明,北京地铁网络整体安全状态良好,国贸站和七里庄站是脆弱性最高的站点。     

基于多重影响力的公共交通网络中地铁车站脆弱性评价

为全面衡量地铁车站的脆弱性水平,构建了兼顾自身脆弱性和所受影响的综合脆弱性评价模型。首先,从暴露性、敏感性和适应性3个特征要素出发,辨识客流扰动下地铁车站脆弱性的影响因素,并构建自身脆弱性评价模型;然后,引入多重影响力模型分析公共交通网络中节点脆弱性之间的影响关系,构建综合脆弱性评价模型;最后,利用该模型分析北京市典型车站的脆弱性。结果表明,西直门、东直门、国贸和西二旗站的自身脆弱度为0.309 7、0.684 5、0.331 9和0.709 0,而综合脆弱度为0.095 1、0.154 1、0.340 7和0.073 0。具有最高自身脆弱度和综合脆弱度的车站分别为西二旗站和国贸站。综合评价模型的计算结果兼顾了网络中其他车站对待评估车站的影响,较自身评价模型更具合理性。该模型不仅能够识别自身抵御能力较为薄弱的站点,还能把握脆弱性在网络中的传递和演变路径,为制定客流引导和控制方案提供了依据。     

基于无线传感网络的安全监控系统应用研究

对某特种气体厂生产过程中潜在的危险有害因素进行了辨识分析,提出了相应的对策措施,提出了基于MEMS传感器、无线传感网络和3G（GIS、GPS、GPRS）技术的安全监控系统方案,包括安全监控系统架构、MEMS传感器和无线传感网络节点的设置方案、无线传感网络接入和通信机制和安全监控系统的软件功能。所提的技术方案已在该特种气体厂进行示范应用,取得良好运行效果。     

网络重要基础设施脆弱性评价模型及其应用

为了评价网络重要基础设施的脆弱性,基于网络图论,构建一个数学规划模型。利用ArcGIS将网络重要基础设施的弧段和节点赋值,将网络拓扑结构以数字形式表示;利用数学规划软件对该模型进行优化求解,得出网络重要基础设施中的脆弱性组件(弧段或节点)。结果表明这些组件的破坏会使网络脆弱性达到最大值,需要对这些组件进行优先防护。将该模型应用于京津冀高速公路交通网络系统,得到该交通网络系统的脆弱性路段。     

基于Vague集的隧道施工安全管理脆弱性评价

为了客观地查找并量化隧道施工安全管理系统的脆弱点及管控要点,本文以系统脆弱性的3个特征要素,即暴露性、敏感性和适应性为二级指标,以隧道施工安全管理系统脆弱性的8项直接影响因素为三级指标,构建系统脆弱性评价体系。提出基于区间数互反判断矩阵与Vague集理论的隧道施工安全管理系统脆弱性评价模型,该模型使用区间数描述指标之间的相对重要程度,以模糊信息对系统脆弱性进行量化评价。通过山西吕梁某隧道施工项目,验证该模型的有效性,结果表明,该模型能够实现对系统脆弱性、特征要素以及各关键指标的量化评价。     

基于贝叶斯网络的人因可靠性评价

提出一种贝叶斯网络的人因可靠性评价(HRABN)方法,其中的每个因子对应于贝叶斯网络中的节点,该方法可对人因可靠性作定量分析和定性分析。在定性分析上,节点的因果关系(HRA中的因子关系)及需要改进的薄弱节点都直观地显示在层次图中;在定量分析方面,对节点因子后验概率的推断通过HRA中的先验信息(包含仿真数据、现场操作及专家知识等)和最新信息得到。如果人因可靠性贝叶斯网络中的每个节点的先验概率分布和后验概率分布都已知,模型的可信性就可通过贝叶斯因子进行定量验证。贝叶斯网络扩展性好,当有新的节点因子需要考虑时,只需要补充对应的节点;笔者的方法也能很好地应用在不同行业的HRA。     

考虑引力关联的机场网络节点重要度分析

机场网络中关键节点的失效会对网络运行造成一定影响。准确识别关键节点可提升整个网络运行的安全性、正常性和高效性,同时为基于空中交通网络的大面积航班延误治理提供一定的决策依据。基于万有引力定律,以节点间的引力构建具有引力关联的机场网络,对传统的邻域结构洞指标进行改进并结合复杂网络选取适当的评估指标;结合指标之间的差异和冲突,采用基尼系数、肯德尔系数来计算权重,以此建立评估指标体系。同时,引入弹性系数并结合改进的前景理论,得到前景值,采用以相对熵代替欧氏距离的TOPSIS方法计算节点的综合度,将前景值和综合度结合得到节点的重要度。另将节点延误状态作为一种失效模式,建立考虑延误波及的级联失效抗毁性模型,量化网络抗毁性。最后,以中国东北、华北、华中、华东部分机场网络进行实例对比和仿真分析。分别以所提方法和其他3种方法评估该网络节点的重要度,并各选取排名前五的节点计算网络抗毁性。结果表明,所评估出的北京、郑州、青岛、大连、太原节点对于整体网络的重要性最高,一旦发生延误对网络的抗毁性影响最大。     

基于脆弱性分析的隧道施工安全管理问题研究

隧道施工安全管理不仅要关注常规体系下的技术细节,更要注重安全管理系统本身脆弱性所带来的突变。从脆弱性的角度进行隧道施工安全管理系统自身薄弱环节的辨识和分析。首先基于系统脆弱性的内涵分析了隧道施工安全管理系统的组成要素及内外部扰动源,形成了隧道施工安全管理脆弱性的分析模式。随后,基于ISM方法剖析脆弱性因素间的耦合关系,将其划分为11个层级,从而构建了脆弱性评价的层级体系。最后,以山西吕梁某隧道施工项目为例,分析安全管理资料和两起安全事故,提出了该项目安全管理系统的脆弱性因素及有针对性的改进措施。ISM及案例分析结果表明,ISM方法有效实现了脆弱性因素的层级划分,脆弱性指标直接反映安全管理系统的薄弱点。通过脆弱性分析能够发掘隧道施工安全管理系统的薄弱环节,并为系统的动态持续优化提供决策依据。     

基于复杂网络理论的北京地铁网络脆弱性评估

以北京市现有地铁线网为研究对象,使用Space L方法构建拓扑网络,为更加符合实际情况,对换乘车站进行了拆分。分析中,综合考虑连通OD对和出行效率两个因素,以运输能力损失作为评估网络脆弱性指标。随后,计算分析了单节点攻击、随机攻击、静态攻击和动态攻击下造成的地铁网络运输能力损失的变化规律,得出动态攻击对地铁网络影响最大。在该攻击方式下,相对基于度的动态攻击,地铁网络对基于介数和基于ER的动态攻击,具有更高的脆弱性。同时攻击介数较大的节点对网络南北方向运输能力影响较大;攻击对出行效率影响较高的节点对网络东西方向运输能力影响较大。因此,在地铁运营过程中,应针对不同站点的节点属性和事故发生情况,采取相关防护措施。     

基于PSR模型的电网基础设施脆弱性评估方法研究

当前我国电力系统安全性评估主要是针对电力系统本身建模和故障分析计算,而对电网基础设施的脆弱性评估目前还没有公认的定义和统一标准。针对电网基础设施,在研究不同领域脆弱性概念的基础上,给出了电网基础设施脆弱性的定义,并在分析比较电网领域及城市基础设施领域脆弱性评估方法的基础上,提出了基于PSR模型的电网基础设施脆弱性评估方法及思路,以某500kV变电站为例,进行脆弱性评估方法的实例验证,通过模型分析计算得出脆弱性指数,并依据标准判定其脆弱性等级为较轻。该方法的研究可为电网基础设施脆弱性评估提供重要的理论基础,可有效指导电网基础设施脆弱性评估工作的开展。     

高铁列车客运安全评价及风险管控

为提升高铁列车系统安全性、保障列车安全运行,在分析高铁列车安全事故的基础上,利用事故树分析得到高铁列车安全风险指标体系,并转化为贝叶斯网络;结合云模型的模糊处理方法,将专家对各列车评价指标的定性自然评价语言转化为对应的模糊数;并对传统逼近理想解排序(TOPSIS)模型进行改进,综合考虑主观权重与客观权重,得到最优组合赋权的TOPSIS模型,据此对高铁列车安全进行评价;基于梯形模糊数和Buckley方法标定网络节点的相对先验概率,并通过Netica软件计算事故发生时各节点的相对后验概率。对比前后数据得出京沪高速铁路北京南-济南西区段列车主要安全风险为火灾爆炸,分析得到其主要潜在风险源并提出管控措施,可实现对高铁列车的安全管控。