基于PCA-RBF的高校学生宿舍火灾安全评价及应用

为减少我国高校学生宿舍火灾隐患,采用PCA-RBF神经网络模型进行高校学生宿舍火灾安全评价.首先,获取高校学生宿舍火灾发生的主要影响因素,建立火灾安全评价指标体系.进而引入智能化评价方法,构建了基于径向基函数神经网络(Radial Basis Function Neural Network,RBF)的高校学生宿舍火灾安全评价模型.同时,为避免评价指标的冗余性和神经网络评价中维数爆炸的局限性,引入主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)对指标体系进行降维处理.最后,通过实例分析验证该评价模型的可行性和有效性.结果表明,引入主成分分析方法有效解决了 RBF神经网络在高校学生宿舍火灾安全评价上存在的多种局限性问题.     

复合地层盾构滚刀磨损风险等级模糊评判

针对盾构在复合地层隧道掘进过程中存在滚刀易磨损且不易判断磨损程度的施工难题,通过综合分析滚刀磨损的各种影响因素及其影响关系,总结提炼出4个磨损风险等级和五大类15个子项的关键影响指标。针对复合地层提出复合高度比和等效岩土强度的概念,综合运用两级模糊评判法和层次分析法建立了复合地层盾构滚刀磨损程度评判方法。通过对佛莞城际铁路长隆隧道复合地层段进行现场验证,证实了该方法在不进入盾构土仓的情况下,可对滚刀在盾构不同掘进距离下的磨损程度进行定性判断。     

基于前景理论和BWM的深基坑支护方案综合评价

针对深基坑施工工程的复杂性及决策者风险态度对多指标决策的影响,构建了融合前景理论的深基坑施工支护最优方案选择模型。首先建立深基坑支护方案优选决策问题的多目标评价指标体系,借鉴TOPSIS思想将正、负理想方案作为决策者参照值,在此基础上,进一步将灰色关联分析法引入前景理论定义了正、负价值函数;通过BWM方法得出各指标的客观权重,根据权重函数得到决策者对客观权重的主观评价,在此基础上计算每个备选方案的综合前景值并排序,获得最优支护方案。最终通过两个工程实例验证了模型的有效性,并通过与其他方法比较说明了该模型在准确性方面的优势。     

双向四车道公路大货车弯道运行速度及驾驶员注视与心率特性研究

通过对大货车驾驶员注视及心率增长率参数和大货车运行速度进行检测,融合交通工程学和人因工程学的基础理论,与小客车对比分析,研究了双向四车道公路直线路段、圆曲线路段的大货车驾驶员注视分布和心率增长率变化规律.结果 表明:道路直线段和圆曲线段大货车和小客车驾驶员注视点主要集中在视野中上偏右侧区域,直线段大货车驾驶员注视点分布相对于小客车偏右3.01°、偏下1.16°,圆曲线段大货车驾驶员注视点分布相对于小客车偏右4.78°、偏下0.21°,在圆曲线路段比在直线路段,大货车驾驶员相比小客车驾驶员更加关注视野中线右侧的道路环境;构建了道路圆曲线路段大货车和小客车运行速度模型及驾驶员心率增长率模型,通过与小客车的对比,分析了大货车运行速度、驾驶员心率增长率与道路圆曲线半径、纵坡坡度间的内在变化关系,并以大货车驾驶员心理紧张度作为约束条件,给出了道路圆曲线的一般最小半径.     

不同外热部位下18650型锂离子电池热失控研究

为探究不同外热部位对18650型锂离子电池热失控特性的影响,通过自主设计的试验平台对电荷量为100%的18650型锂离子电池开展不同外热部位下热失控试验,探讨不同部位外热源对电池热失控行为过程、热失控响应时间、温度特性、电池破裂部位的影响。结果表明:在相同热源功率条件下,外热源位置对电池热失控过程中初爆与二次燃爆间的时间间隔存在影响,顶部加热时安全阀打开瞬间便发生二次燃爆,底部和中部加热工况下,时间间隔分别延迟至18 s和40 s;中部加热时池体温升速率最慢,为0.873℃/s,分别为顶部和底部加热时的77.5%和77.8%;中部加热时热失控响应时间最长达290 s,顶部和底部加热时分别缩短12.4%和30.0%;顶部和底部加热时,热失控破裂部位集中于顶部"褶皱处"和底部防爆阀,但在中部加热工况下,电池发生破裂部位的随机性增加,其外壳破坏程度也有增加。     

富氧条件下不同泄爆面积对CH4燃烧诱导快速相变的影响

为了研究富氧条件下不同泄爆面积对CH4燃烧诱导快速相变的影响,基于自主设计搭建的CH4燃烧诱导快速相变试验台,通过改变富氧系数和泄爆面积对CH4燃烧的压力振荡特性进行研究,分析了不同富氧系数E(0.21,0.3,0.4,0.6)及泄爆面积比(0,0.25,0.5,0.75,1)下CH4燃烧的压力峰值、到达压力峰值的时间及特征时间等参数的变化趋势。结果表明,随富氧系数增大,爆炸压力峰值逐渐增大。富氧系数E=0.21时,压力峰值低于相应的绝热压力,无压力振荡;当E=0.3时,压力峰值低于相应的绝热压力且伴随压力振荡。当E为0.4、0.6时,压力峰值高于相应绝热压力且伴随压力振荡;在泄爆条件下,随富氧系数增加,到达压力峰值的时间逐渐减小。通过分析不锈钢管道中的燃烧诱导快速相变现象,发现泄爆可以有效降低爆炸压力峰值,且随泄爆面积比增大,到达压力峰值的时间提前。     

感潮港口多时段船舶引航过程风险仿真模型

为研究感潮港口船舶在不同潮时进港靠泊的引航过程风险演化规律,以优化泊位利用率和提高港口的生产效率,有必要进行多时段船舶引航过程风险的动态仿真。在对船舶引航任务场景和历史数据进行分析的基础上,采取HHM方法构建船舶引航过程的关键风险指标体系,采用AHP-CRITIC方法结合风险因素的主客观分布特点获取不同引航阶段中各指标权重,最后利用不确定人工智能云模型进行多时段船舶引航过程风险的建模仿真。通过某集装箱船的感潮水域引航过程场景分析,融合采样点的客观数据和专家知识对6个靠泊窗口期船舶引航过程风险进行动态仿真。结果表明:船舶引航过程风险演化整体呈U形曲线模式,相比正常航行阶段风险值,船舶引航初始和靠泊阶段风险值高60%左右;感潮港口6个窗口期的船舶引航过程风险略有差异,潮高、潮流对船舶交通流和起锚、靠泊作业安全影响明显。     

水利工程建设施工班组安全氛围量表研究

为有效提高水利工程建设的安全管理能力,基于SHEL(软件、硬件、环境、人员)模型,从4个角度划分出7个维度,设计了水利工程建设施工班组安全氛围量表;对湖南省湘江流域数个大型航电枢纽项目的各施工班组的工人进行问卷调研,并利用相关软件分析所收集的数据,采用探索性因子分析法确定安全氛围的维度.结果 表明:水利工程建设施工班组安全氛围的主要影响因素包括安全制度建设、设备设施管理、安全教育考核、事故预防与处理、人员沟通与态度5个方面;该量表从施工班组的角度出发,对安全氛围进行有效测量,可为水利建设单位的安全管理工作提供依据,提高安全管理水平.     

瓦斯体积分数梯度分布及柔性置障耦合作用下爆炸灾变范围研究

为探究柔性置障与瓦斯体积分数分布状态对瓦斯爆炸传播特性的影响,以瓦斯爆炸事故灾变范围变化为主要研究内容,从冲击波、高温火焰等主要因素展开分析.在试验的基础上采取数值模拟方法,研究了不同体积分数分布和置障耦合作用下瓦斯爆炸传播过程中压力、火焰、温度的变化特征.物理模型是截面为0.20 m x 0.20 m的水平矩形管道并加入薄膜隔段,设计9.5％-0 CH4、9.5％-3.5％CH4、9.5％-6.5％CH4、9.5％-9.5％CH4 4种工况.结果表明,隔膜障碍物使甲烷气体从高浓度到低浓度的条件下爆炸压力骤升,最大爆炸超压在隔膜后达到1.074 MPa,部分区域温度高达3 000 K.体积分数梯度差诱导瓦斯充分燃烧,反应速率升高,强化了柔性障碍物形成的激励作用,且有助于爆炸压力与火焰速度的提高,使瓦斯爆炸的受灾范围进一步扩大.甲烷体积分数在6.5％以下工况时在距爆源65 m附近的压力可达0.175 MPa,9.5％的工况时在距爆源100 m处的压力仍保持在0.3 MPa,超高压力和温度需要长距离才能下降至常压常温,促使灾变范围增大.研究揭示了在体积分数梯度分布条件下,瓦斯爆炸事故中柔性障碍物的激励效应导致灾变范围扩大的物理机制,对事故调查中确定爆炸冲击波的波及范围和事故应急救援重点区域、提高救灾方案可靠性具有理论和实际意义.     

三嗪和磷腈阻燃剂作碳源阻燃聚乳酸复合材料的性能研究

为了探究三嗪和磷腈类碳源对聚乳酸阻燃性能及力学性能的影响,提高阻燃效率,利用苯氧基聚磷腈(SPB100)、三嗪类膨胀阻燃剂(FP2200)作碳源分别与聚磷酸铵(APP)按不同配比复配,采用熔融共混法制备了阻燃聚乳酸复合材料,总添加量保持10％.通过热重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热法分析了2种膨胀阻燃体系对阻燃聚乳酸热稳定性和阻燃性能的影响,采用拉伸试验评价了阻燃聚乳酸的机械性能,并采用扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱研究了阻燃聚乳酸残炭的化学结构和组成,并分析了阻燃机理.结果表明,当SPB100/APP的质量比为7/3时,LOI达到28.5％且达到UL-94 V-0等级,拉伸强度为49.7 MPa.研究表明,两种碳源均可改善阻燃聚乳酸的热稳定性、抗滴落性能和阻燃性,能满足阻燃要求,其中添加SPB100的阻燃聚乳酸复合材料的力学性能更优.