基于CFD的化学危害气体扩散数值模拟

针对科学、准确、动态研判气体泄漏演变情景难的问题,通过重构化工企业厂区的三维模型,采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）模型数值模拟方法,预演、分析气体扩散的路径、范围、浓度分布变化情况,并进行可视化。以福建省某化工厂为例,利用倾斜摄影影像数据建立化工厂区域内的建筑物三维模型,使用计算流体动力学开源软件OpenFOAM,对三维空间进行剖分生成计算域网格,采用三维Navier-Stokes方程作为控制方程,选用标准k-雷诺时均模型用于求解湍流效应,采用压力的隐式分割算法（Pressure Implicit with Splitting of Operations,PISO）计算流场,假设氯气在三维空间中某处发生泄漏,模拟了不同风速条件扩散浓度分布情况,实验结果表明：氯气的扩散轨迹受风场和建筑物布局影响较大,风速增大会加速氯气的扩散,有利于氯气污染物的稀释;建筑物会阻碍氯气的扩散,同时受湍流效应影响,氯气易在建筑物之间的街道聚集,浓度稀释较为缓慢。模拟结果可为制定应急预案和预案演练提供参考。     

AERMOD模型在大气环境影响评价中的应用——以某水泥窑处置固废危废项目为例

以某水泥窑处置固废危废项目为例,应用AERMOD模型,以PM₁₀、PM_2.5、TSP和二噁英为模拟因子,定量分析该水泥窑处置固废危废项目对区域大气环境质量的影响程度和对周围敏感点居民的健康风险。研究结果表明：PM₁₀、PM_2.5、TSP和二噁英的日均浓度模拟值占标率均小于1,均满足相应的环境质量标准限值要求;该项目周围所有敏感点的HI均远远小于EPA推出的可接受风险水平(HI<1),且LCR低于EPA推出的可接受风险水平(LCR<1×10^-6),即该项目生产过程排放的二噁英对周围敏感点的居民既不会造成致癌风险,也不会引起慢性健康风险。     

基于燕尾突变模型的危险品仓储事故致因分析

危险品在仓储过程容易发生事故,进行危险品仓储事故致因分析,有利于危险品提高仓储安全管理的针对性,也有利于预防事故发生。将危险品仓储系统风险源划分为三大类并进行识别。基于三类风险源和突变理论,建立了危险品仓储系统状态的燕尾突变模型,应用该模型以天津港“8·12”事故为例,进行事故致因突变分析。最后提出了危险品仓储事故的防控措施。     

多出口场景下考虑动态出口选择的人员疏散

为使多出口场景下人员疏散情况与实际更吻合,基于元胞自动机(CA)建立考虑更换目标出口的动态出口选择模型。综合考虑行人到出口的距离和出口前的拥挤程度对其选择的影响;通过选择模糊度和出口保持率来模拟行人选择出口的犹豫和随机性;再根据疏散环境的变化计算各出口被选择概率,更新行人的目标出口。比较动态出口选择策略与静态出口选择策略的差异。结果表明：动态出口选择策略有低密度无效和高密度有效2个阶段,且在高密度下选择模糊度小更利于疏散。出口保持率的增加能否提高疏散效率与选择模糊度有关。出口区域半径的增加在一定程度上能降低疏散时间。与静态出口选择策略相比,该策略可以提高出口利用率,缓解各出口密度不平衡程度,提高疏散效率。     

基于Cox比例风险模型的交通违法间隔时间研究

为探寻驾驶员因素和时间因素对城市道路机动车交通违法间隔时间的影响,收集机动车驾驶员交通违法的间隔时间和驾驶员年龄、累计积分等数据,清洗后得到包含10个影响因素的基础数据;基于生存分析算法,采用Cox比例风险回归模型,从各变量对再次发生交通违法间隔时间的影响方面,研究驾驶员交通违法的间隔时间差异,以及影响驾驶员发生再次违法的关键因素。结果表明：交通违法时间间隔受年龄、累计积分、月份3个因素显著影响;33～44岁的驾驶者再次违法率最大,大于60岁的驾驶者再次违法率最小;驾驶员累计积分与生存曲线陡峭程度为正相关关系,累计积分与驾驶者再次违法率为正相关关系;相同间隔时间下,11月生存率最高,1月生存率最短。     

高斯混合模型下建筑工人高空作业失稳检测方法

为防止施工现场高处坠落事故,实现个性化矫正管理,在考虑个体异质性对运动信号造成的差异化影响基础上,提出一种基于高斯混合模型(GMM)的实时检测方法,可及时识别建筑工人高空作业失稳状态。首先,采用姿态传感器实时采集加速度和角速度数据,以刻画建筑工人的高空作业姿态特征;然后,基于GMM算法,建立建筑工人高空作业的个性化失稳检测模型,获得个性化阈值,以判断姿势失稳状态;最后,通过试验对比基于个体数据集和公共数据集2种方式构建的模型。研究结果表明：生成的个性化检测模型在准确度P、召回率R和综合评价指标F₁值上,均远优于公共数据集模型,具有更好的个性化检测效果。该失稳检测方法能够从工人的作业姿态习惯探究个性化的高空失稳风险,促进差异化安全预控和精准化安全培训。     

城市群综合承灾能力评价的RAGA-PP模型

为解决已有模型普遍存在的难以动态评价非线性寻优的现实问题,引入投影寻踪(PP)模型进行城市群综合承灾能力评价,并运用基于实数编码的加速遗传算法(RAGA)优化辅助多维数据空间拓扑结构的投影方向,对长三角城市群(YRDUA)地区进行实证研究。结果表明：RAGA-PP模型与典型的熵权法(EWM)、灰色关联分析法(GRA)评价结果具有高度一致性,且RAGA-PP评价结果更符合实际,表明RAGA-PP模型具有较强的精确性、稳健性和抗干扰性,不仅能够聚焦于优秀个体的取值区间来实现全局搜索和加速评估,也在较大程度上避免传统方法长期存在的权重设置主观性较强、高维数据不易处理的现实问题;另外,各子系统维度的目标投影值平均水平排序为：抗灾维度>防灾维度>救灾维度>恢复维度,表明抗灾维度指标对综合承灾力影响程度最大。     

基于云模型的装配式地铁车站施工安全风险评价

为有效评价装配式地铁车站施工安全风险,减少施工安全事故发生,保障施工安全,提出基于组合赋权和云模型的风险评价方法。首先,根据国家规范和项目资料,初步识别装配式地铁车站施工安全风险因素;再利用德尔菲法优化风险因素,建立包括6个一级指标和25个二级指标的装配式地铁车站施工安全风险评价指标体系;然后,采用熵权法和组合数有序加权(C-OWA)算子确定指标的组合权重,进而结合云模型确定风险评价等级;最后,基于某装配式地铁车站项目验证上述评价方法。结果表明：该项目评价等级为较低风险,与施工现场实际情况基本一致,但人员和施工技术的风险等级为中等,在采取安全防控措施时应重点考虑。     

基于HNAC-FD的高速公路网应急疏导措施效用评估

为安全有效地疏散突发事件造成的高速公路网拥堵,评估不同应急疏导措施的效用,首先,分析突发事件下高速公路网拥堵传播消散规律,基于提出的高速公路节点容纳能力(HNAC),结合基本图(FD)模型,建立HNAC-FD消散计算模型;然后,根据疏散案例交通流数据,使用Vissim软件搭建仿真模型,仿真分析不同疏导措施对疏散交通流速度的影响,并利用Logistic速密模型计算路网各个区段的交通流状态;最后,根据高速公路网突发事件案例,设计不同疏导措施方案,并通过HNAC-FD模型计算拥堵消散时间,从事件影响消散时间和拥堵队列车辆平均行程时间,评估不同疏导方案的效用。结果表明：疏导措施会延迟事件影响消散,但能提升疏散交通流的速度,减少拥堵队列的车辆平均行程时间,且组合方案的疏散效果与单一措施差别不显著;可逆车道具有最佳疏散效果。     

随机风速风向对无人机地面风险作用效果研究

为准确计算无人机地面坠毁后造成的伤人风险值,考虑空域环境内风对无人机坠落过程的影响,尤其是随机风速与风向对无人机地面坠毁位置的作用效果,并引入二阶标准模型定义无人机坠落过程,建立随机风速与风向作用效果模型,将风的作用输入到无人机坠落全过程,兼以真实运行场景参数、无人机自身运行参数,开展多因素作用下的地面风险评估,重点探讨风速、风向对地面不同区域内人群带来的风险作用,进而得出更加可靠真实风险评估结果。结果表明：环境内风的作用会对无人机地面坠毁位置产生显著影响,最终使得地面风险分布极不均匀,且风险数值远高于民航有人机的安全标准,因此,无人机不适宜在某些较为复杂的城市环境下运行。