多因素耦合失效模式下地铁施工安全系统与管理模型

为提升地铁施工安全管理效果,减小地铁坍塌事故的发生,分析地铁施工事故风险因素。首先,分析事故致因中人群-机群的多因素耦合模式;然后,借助事故致因“2-4”模型(24Model)和广义安全模型(GSM),构建地铁施工安全系统管理模型;最后,将人群-机群系统多因素耦合失效模式应用于已有的16起地铁施工坍塌事故,统计得到14个人群与6个机群致因因素,分别给出其多因素耦合模式及作用路径,并计算风险等级。结果表明:地铁施工人群-机群的多因素耦合效应包含6种模式和14条作用路径。地铁施工安全系统管理模型分为目标层与匹配层,其中,匹配层主要是将事故原因与安全防线相匹配,包括微匹配、中匹配和宏匹配3个层面。并基于地铁施工安全系统管理模型,给出地铁坍塌事故预防安全管理“三道防线”。     

城市安全风险特征及对风险管理的启示

为提升城市安全风险管理的科学性、精准性、规范性,分析城市安全风险特征,提出对风险管理的启示。首先,分析风险的定义和内涵,建立城市安全风险的因果链模型,提出城市安全风险分类;然后,结合城市的静态和动态特征,分析4类城市安全风险的特征;最后,结合城市安全风险管理实践,提出通用性的及针对4类风险的城市安全风险管理启示。结果表明：城市安全风险表现为传统风险累积、新兴风险涌现、复杂风险加剧、极端风险频现的特征。应建立通用性的城市安全风险管理框架,以及具有针对性的风险评估和风险处置措施,并将其融入城市应急管理体系。     

含水率影响下煤样拉伸与压缩力学特性试验

为揭示含水率对煤样拉伸与压缩力学特性的影响,选取韩家洼煤业公司22号煤层煤样,开展不同含水率和围压下煤样的巴西圆盘劈裂试验、单轴压缩试验以及三轴压缩试验,探究含水煤样的力学变化特征。结果表明:煤样的强度、弹性模量随含水率增加呈指数函数降低,煤样达到饱和状态时,其强度下降了48.3%,弹性模量下降了37.6%;随着含水率的增加,煤样的塑性增强,试样容易破碎;三轴压缩下,围压升高煤样破坏的峰值有所提升,煤样的强度提高,但不同围压状况下含水煤样的强度明显低于干燥试样;含水率对于煤样的内摩擦角影响较小,但对煤样的黏结力有显著影响。     

基于改进YOLO-V5算法的烟火检测方法

为减少自然环境中云、水雾、沙尘、灯光、日出、日落等干扰因素对烟雾、火焰目标检测准确性的影响,提出一种基于改进YOLO-V5算法的烟火检测算法。采用现场采集和网络爬取的方法获取烟雾、火焰目标图像和干扰类图像数据集,均衡学习训练样本,提高模型泛化能力;使用加权双向特征金字塔网络(BiFPN)替换原有的特征金字塔网络(FPN)+路径聚合网络(PAN)结构,对目标进行多尺度特征融合,加强模型特征融合能力;同时,运用距离交并比(DIoU)非极大值抑制(NMS)替代原有的NMS,加快检测框损失函数收敛速度,加强模型推理能力。结果表明:改进后的算法准确率为79.2%,召回率为68.6%,平均精度均值(mAP)为74.2%,误报率(FPR)为12.8%;相比于原YOLO-V5算法,改进后的算法准确率、召回率、mAP分别提高1.9%、0.9%、2.7%,检测识别FPR降低3.7%。     

基于知识图谱的煤矿建设安全领域知识管理研究

为解决煤矿建设过程中数据积累存在的知识冗余现象,研究基于知识图谱(KG)的安全领域知识管理。从安全管理系统结构和安全隐患风险管理2个维度,系统化分析领域标准规范文本,界定煤矿建设安全管理领域的12类实体类型和10种关系类型,完善知识结构模式;选取领域43部标准规范为数据源,引入规则、机器学习法、深度学习法识别文本实体和关系;针对不同实体类型,提出领域知识综合方法框架,并对比分析双向长短期记忆(BiLSTM)和条件随机场(CRF)与双向编码器表示(BERT)-BiLSTM-CRF模型。研究结果表明:BERT-BiLSTM-CRF模型在准确率、召回率和F₁值方面均比BiLSTM-CRF模型高出7%,验证了所选模型的优越性和准确性;通过知识抽取、知识存储及可视化等过程,挖掘出煤矿建设安全领域不同实体类型所包含的实体和不同实体间的关系。     

长直管道预混气体爆燃波系演化过程研究

为减少工业场所可燃气体生产、运输和储存过程中气体爆炸事故的发生,利用自主搭建的200 mm×200 mm×35 m方形管道和直径为90 mm、长度为10 m的圆形管道,在相同的初始条件下,运用体积分数为9.5%的甲烷/空气预混气体开展爆炸试验,结合压力、火焰传感器对其进行研究。结果表明：2种不同尺度、不同截面的管道中波系演化过程是相同的,点火后火焰由层流向湍流转变,火焰加速导致压缩波相互追赶,最终形成强激波;速度在2种长直管道中的变化趋势相同,都经历了加速—减速—再加速—再减速的过程,方管和圆管中火焰速度最大分别达到69和35.7 m/s,第一道压缩波经壁面反射后压力上升至117%和114%;当反射波与火焰阵面耦合作用时,方管和圆管中火焰速度分别降至73%和93%;体积分数相同的条件下,2种长直管道中第一道压缩波的最大压力值相近,方管中为65.45 kPa,圆管中为67.09 kPa。     

基于改进N-K模型的地铁盾构掘进安全风险耦合研究

为预防和控制地铁盾构掘进施工过程中的关键安全风险,并精准判断哪些风险耦合情境是导致事故发生的显著情境,提出改进N-K模型研究地铁盾构掘进安全风险耦合;综合运用文献研究、事故案例、专家访谈等方法,辨识地铁盾构掘进的关键安全风险因素;基于N-K模型提出新的地铁盾构掘进安全风险耦合评估模型,并选用安全事故案例验证该模型的适用性。结果表明:辨识得到地铁盾构掘进关键安全风险因素清单,包括4类一级风险因素,21个二级风险因素;地铁盾构掘进施工安全风险随着耦合因素种类的增加而变大,4因素风险耦合值最高,3因素风险耦合值次之,双因素风险耦合值最低,作业人员安全意识薄弱和机械故障参与作用的耦合情境更容易发生安全事故。     

面向危险化学品事故的事理图谱构建

为提高危险化学品企业安全管理水平,构建危险化学品事故因果关系事理图谱。首先,依据事故调查报告,提出一种基于改进CasRel的实体关系联合抽取模型,该模型通过关系感知双向编码器表征法(R-Bert)和Span指针网络提高文本信息的抽取准确性;其次,利用相似度计算方法进行事件泛化,使得图谱更加完整和准确,并将其存储在图数据库Neo4j中,以可视化的方式直观展示事件之间的关联;最后,基于构建的事理图谱,设计出与之匹配的问答系统架构,开发危险化学品事故因果关系智能问答系统。研究结果表明:改进的CasRel模型计算结果F₁值为90.5%,较未改进模型准确率提升约2%。构建的危险化学品事故事理图谱及智能问答系统,在多个评价指标表现良好,能够清晰揭示事件之间的逻辑关系;所提方法可满足危险化学品事故知识问答需求,协助探究事故发生的规律和潜在风险因素,推断事故发展趋势。     

基于24Model-D-ISM的地铁站火灾疏散影响因素研究

为预防地铁站火灾事故,深入了解地铁站火灾人员疏散影响因素间的内在联系与层次结构,基于第6版“2-4”模型(24Model)分析63起地铁站火灾疏散事故,充分考虑各个因素之间的交互作用,提取19个影响地铁站人员疏散的关键因素,建立地铁站火灾人员疏散影响因素指标体系;采用算子客观赋权法(C-OWA)改进决策试验与评价实验法(DEMATEL),确定地铁站火灾人员疏散的重要影响因素;在此基础上,采用解释结构模型(ISM)分析各个因素间的层次结构及相互作用路径,构建地铁站火灾人员疏散影响因素的多级递阶结构模型。研究结果表明：疏散引导、恐慌从众行为、人员拥挤为地铁站火灾人员疏散的关键影响因素;地铁站火灾人员疏散受表层因素、中间层因素、深层因素共同作用的影响,其中,疏散教育与培训、设施维护与检查、疏散预案等因素是根源影响因素,重视根源影响因素的改善有利于从本质上预防和控制事故的发生。     

重庆典型城区冬季碳质气溶胶的污染特征及来源解析

于2021年1～2月在重庆典型城区万州区(WZ)、渝北区(YB)和双桥区(SQ)同步采集PM2.5样品,分析冬季碳质气溶胶的污染特征、来源及潜在源区.结果表明,观测期间SQ的ρ(PM2.5)、ρ(OC)和ρ(EC)均值分别为(72.6±33.3)、(18.2±8.2)和(4.4 ±1.7)μg·m-3,高于 WZ[(67.2±30.3)、(17.2±7.4)和(5.1±2.4)µg·m-3]和 YB[(63.4±25.7)、(15.4±6.3)和(4.2±1.9)μg·m-3].与清洁日相比,WZ污染日EC浓度及其对总碳的贡献率均涨幅最大(103.0％和8.1％),但OC/EC值下降最明显(-10.5％),表明WZ污染日碳质气溶胶的一次排放明显增强.观测期间SQ和YB的ρ(SOC)均值分别为(7.7±4.8)μg·m-3和(6.9±2.8)μg·m-3,明显高于WZ[(4.5±1.9)μg·m-3],表明二次转化对SQ和YB碳质气溶胶的影响相对较大.此外,与WZ不同,SQ和YB的SOC/OC值整体随PM2.5浓度上升而增大,且SOC浓度与气溶胶液态水含量(AWC)、NO2浓度和NOR值等均显著线性相关(P＜0.01),表明通过液相反应生成含—NO2官能团的SOC可能是SQ和YB碳质气溶胶浓度持续上升的主要因素.正定矩阵因子(PMF)解析结果表明,WZ的生物质/煤炭燃烧混合源贡献率(47.4％)明显高于YB(34.2％)和SQ(38.1％),而YB受汽油车排放和二次转化的影响较为突出.浓度权重轨迹分析(CWT)结果表明,各城区污染日碳质气溶胶主要受本地及其东北方向相邻城区(如长寿区)的影响.