融合VR-眼动的施工现场隐患识别视觉注意与搜索特征研究

为探究施工现场隐患识别视觉注意与搜索特征,提升识别绩效水平,融合虚拟现实(Virtual Reality,VR)和眼动追踪技术,开展VR施工场景内的隐患识别试验,收集不同隐患识别经验群体的眼动数据;运用统计学方法,对比分析累计注视时间、注视百分比等眼动指标的差异性,揭示隐患识别经验与注意力资源分配方式的内在联系;基于眼动轨迹匹配法,聚类首次视觉搜索轨迹,结合施工现场空间布局,探究隐患识别经验影响下搜索习惯的差异。结果表明:经验知识水平对隐患识别绩效具备驱动作用,但隐患专业度过低则会弱化经验知识的效果;被试的注意资源大多集中于具有视觉显著性特征的无关要素,仅有小部分分配于隐患,然而,具有较高经验知识水平的被试对隐患信息更加敏感,分配于隐患的注意资源占比更高;相较于新手组同一区域多次重复的搜索习惯,专家组大多采用某一区域的详细搜索再切换到下一区域的方式。

HFACS-MI改进模型在危险化学品仓储事故人因分析中的应用

为了研究危险化学品仓储事故的关键人因,通过人因分析与分类系统-煤矿(Human Factors Analysis and Classification System-Mine,HFACS-MI)改进模型从员工的不安全行为、影响不安全行为的前提条件、监督行为、组织影响和企业外部因素5个层次系统地分析65起危险化学品仓储事故,并运用卡方检验和让步比分析了产生不安全行为的原因和各层次间的内在关系。结果表明,外部管理、组织过程、监督不充分、个人因素、技能差错和违规是导致危险化学品仓储事故发生的重要因素。HFACS-MI改进模型上下层级的人为因素间存在显著的因果关系,且主要的危险化学品仓储事故致因路径共有5条,其中“外部管理因素—组织过程漏洞—监督不充分—个人因素—违规”是最关键的致因路径。改进的HFACS-MI模型可以有效分析危险化学品仓储事故人因因素。

煤矿安全事故的综合致因模型

为了系统研究导致煤矿安全事故的人机环因素,结合煤矿实际,将设备因素、环境因素与人因分析和分类系统(Human Factors Analysis and Classification System,HFACS)相结合,构建了煤矿安全事故的“弓弦箭”致因模型。其中,弓弦由设备因素11项、人因因素17项和环境因素11项的致因因素构成,箭表示发生不同人员伤亡数量、不同经济损失的安全事故,利用该模型可以综合描述煤矿安全事故发生的原因以及事故的后果。以“弓弦箭”致因模型为基础,借助蚁群聚类及Ucinet-netdraw方法,分别对100起典型煤矿安全事故进行分析研究。结果显示:(1)在统计的100起事故中,致因因素总频数为803,其中人因因素最高为644,占比80.2%,设备因素次之为92,占比11.5%,环境因素最少为67,占比8.3%;(2)以聚类数为4,最大迭代次数为1000,蚂蚁个数为100,阈值为0.9,蒸发率为0.1进行蚁群聚类分析,得到4类煤矿安全事故致因因素,表明煤矿安全事故是由设备因素、环境因素和人因因素交织作用产生,其中人因因素是最重要的致因因素,且操作者的不安全行为技能差错、决策差错、知觉差错和违反规章制度表现出一定的独立性;(3)Ucinet-netdraw分析显示煤矿安全事故的关键致因路径为:“管理过程漏洞”→“监督不充分”→“个人准备状态”→“违反规章制度”。

基于内-外因理论和Apriori算法的动火作业事故分析

为研究动火作业事故致因及其相互作用,采用Apriori关联规则算法和内-外因理论相结合的方法,对2013-2023年100起动火作业事故致因进行深入分析。根据内-外因事故致因理论,从作业人员、设备设施、作业场所和作业管理4个方面对事故原因进行分类,分析不同事故原因的发生频数,构建动火作业事故致因因素集;采用Apriori算法挖掘事故致因间的关联关系,对强关联规则进行具体分析。研究结果表明:作业前检查不到位、安全教育培训不到位、安全主体责任落实不到位等是导致动火作业事故发生的关键致因因素,在此基础上提出针对动火作业安全的预防措施,并构建动火作业安全管控策略。研究结果可为揭示动火作业事故预防的关键点,减少动火作业事故的发生提供参考。

组织视角下的核电厂班组决策失误致因分析

为了系统研究班组决策失误规律,识别核电厂班组决策失误的关键路径,从组织视角出发,结合核电厂所处环境与班组决策失误特征对人因分析与分类系统(Human Factor Analysis and Classification System,HFACS)模型进行改进,建立了核电厂班组决策失误致因模型。利用改进后的模型对137份核电厂事件报告进行统计分析,并运用卡方检验与让步比分析班组决策失误的原因及各层次之间的内在关系。结果表明,组织文化缺失、规程不明晰、知识与能力不足、制定备选方案失误是导致班组决策失误的重要因素。改进HFACS模型中上下层级的因素之间存在显著的因果关系,且容易引发班组决策失误的路径有32条,其中发生概率最大的路径为组织设计不当→任务不明晰→压力过大→确定目标失误。由此可见,核电事故的发生是各致因因素相互作用的结果,降低班组决策失误概率需要阻断关键致因路径,加强对关键因素的管控。

城市地下商场安全文化建设水平评价方法

为提升地下商场安全文化建设水平,预防安全事故发生,保障运营安全,从安全文化4个层次全面分析了地下商场安全文化建设因素,首次系统地构建了由安全观念文化等4个一级指标和安全战略意识等28个二级指标构成的地下商场安全文化建设水平评价指标体系;首次将优化层次分析法(OAHP)和信息熵权法的组合权重计算法与物元可拓模型有机融合构建了地下商场安全文化建设水平评价模型;应用该评价体系对西安某大型地下商场进行了实证研究,得出其安全文化建设水平较高,等级为Ⅱ级,属于自主管理阶段,评价结果与实际情况相符,通过关联分析发现了其安全文化建设的不足,提出了针对性提升措施。研究表明:该评价体系适用于地下商场安全文化建设水平评价。本文成果为地下商场安全文化建设水平评价提供了一种方法。

转炉车间火灾风险评估方法的改进及应用

为针对性地解决转炉炼钢作业时的消防安全问题,提出将熵权-最优最劣法(Best Worst Method,BWM)和物元可拓模型相结合的转炉车间火灾风险评估模型。通过将指标分为人、物料设备、环境、管理及消防设施5大类,构建转炉车间火灾风险评估指标体系;利用复合语言对35个指标进行评价,引入有序加权平均算子(Ordered Weighted Averaging,OWA)计算各语言的犹豫语言术语集(Hesitant Fuzzy Linguistic Term Set,HFLTS)模糊包络,再根据各专家权重进行加权计算并将语言量化构成评价矩阵;基于熵权、BWM分别算得各指标权重,再运用最小二乘法得到综合权重;最后利用物元可拓模型确定各指标及转炉车间的火灾风险等级。以河北省某炼钢转炉车间为例进行评估得出:该转炉车间的综合风险等级为I级(安全),其中动火监护的人员监管情况、氧枪法兰松紧度、炉前温度环境、作业现场物品摆放情况、作业巡查及设备检查情况和消防疏散通道堵塞情况仍需改善。

广西高速公路沿线雷电灾害风险分析

为了解广西高速公路沿线的雷电灾害风险情况,制定有效的防雷减灾措施,利用广西高速公路路网数据、2016—2022年广西地闪数据和2019年广西社会经济数据进行统计分析。结果显示,广西高速公路沿线的雷击风险度中弱雷电占比0.77%,中等雷电占比16.36%,强雷电占比45.19%,特强雷电占比36.79%。其中,崇左市、北海市和防城港市的特强雷电路段占比超过60%,其他地区的强雷电路段比重均超过40%,北海市、防城港市和钦州市为无弱雷电路段区域。闪电强度分布中,二级闪电强度占比最大,达到46.28%。三级闪电强度以上的路段主要分布在北海市、防城港市、钦州市西南部、南宁市西南部以及崇左市除北部以外的其他地区。广西高速公路沿线中89.92%的路段处于雷电灾害风险一级的区域,其中北海市、南宁市、玉林市、柳州市和桂林市的部分路段处在高风险区域。

流程行业安全事故致因对应分析及监控策略

为降低流程行业安全事故发生的概率,综合运用系统思维、对应分析和案例分析相结合的方法识别了流程行业安全事故的关键致因因素,并提出了有针对性的安全管理监控方案。首先基于系统思维构建了包含人因、设备、环境和控制方法4个子系统的流程行业安全事故致因系统;然后运用对应分析方法确定了流程行业安全事故致因因素与事故等级、事故类型、事故发生行业之间的关联度;最后结合我国某石化公司重大爆炸着火事故案例,验证了该事故致因系统和对应分析结果的合理性。结果表明:监控过程中需要重点关注电火花、环境温度、原料控制、冲料现象、设备堵塞、可燃气体等致因因素,并采用视频监控和传感器等智能化技术手段对人因、设备和环境子系统实施监测与预警。该监控策略对事故预防具有参考价值,有助于推动流程行业生产安全智能监测的发展。

基于灾害链及复杂网络理论的城镇燃气管道泄漏灾害演化过程分析

为分析城镇燃气管道泄漏灾害演化过程,通过收集城镇燃气管道泄漏典型事故案例进行统计分析,结合灾害链及复杂网络理论,构建了城镇燃气管道泄漏灾害链,并将其转化成复杂网络拓扑结构图,分析其关键节点和关键边。结果表明:城镇燃气管道泄漏灾害链可分为灾害演化前期、灾害演化中期和灾害演化后期,通过破坏火灾、爆炸、建筑物倒塌、相邻管线受损、管道泄漏、社会公共事件、企业停产、人员伤亡等关键节点或者切断管道泄漏→爆炸、管道泄漏→火灾、相邻管线受损→供气设备损坏、道路破坏→交通瘫痪、爆炸→相邻管线受损等关键边,可有效破坏或切断城镇燃气管道泄漏灾害链的网络传播路径。该研究结果可为城镇燃气管道泄漏灾害事件应急处置和断链减灾提供科学依据。

考虑恐慌行人和多救援人员分区引导的疏散研究

为了探究紧急情况下多救援人员对恐慌行人疏散的影响,建立了一个考虑恐慌行人和多救援人员分区引导的元胞自动机扩展模型。首先,在模型中引入了恐慌因子Pm(t)定量反应恐慌情绪对行人疏散的影响;然后,考虑当多个救援人员存在时,协作开展分区救援的行为;最后,通过仿真重点分析了恐慌情绪阈值、救援人员数量及危险源位置对疏散动力学的影响。结果表明:恐慌情绪阈值和危险源位置显著影响人群的恐慌传播过程和疏散过程;救援人员的引导提高了疏散效率;当多名救援人员存在时,实行分区引导更有利于疏散;出现救援人数不足时,根据危险源的位置和恐慌传播过程对疏散的影响合理地分配救援人员能够提高疏散效率。

露天矿含弱层边坡三维危险滑面构建及稳定性计算

露天矿含弱层边坡稳定性分析是露天开采领域中的一个重要研究内容,实际工程问题复杂多样,基于二维计算会导致结果偏于保守,有时无法满足复杂工程的需要,因此,开展含弱层边坡三维稳定性分析的研究是很有必要的。基于标准椭球,对其进行空间几何变换,与边坡插值生成一种由x_(a)等6个参数控制的椭球危险滑面,将椭球滑面与弱层结构面进行组合插值,构建含弱层边坡三维危险滑面;使用三维剩余推力法和遗传算法计算边坡稳定性系数并进行最危险滑面搜索,使用经典算例对方法进行验证,发现含弱层边坡随着滑体宽度增加稳定性系数逐渐降低。以锡林浩特某露天矿为应用实例,对东北帮含弱层边坡进行三维稳定性计算,验证了方法在实际工程中的适应性。

基于FUZZY-BN-FTA的厂区架空燃气管道泄漏可能性研究

为研究厂区架空燃气管道泄漏的故的可能性,提出模糊数学方法、贝叶斯网络模型以及故障树模型相结合的集成模型。通过GeNIe软件建立架空燃气管道泄漏事故的模糊贝叶斯网络模型;引入Leaky Noisy-or Gate扩展模型对模糊贝叶斯网络中节点的条件概率表进行修正,结合基本事件先验概率预测架空燃气管道泄漏的概率值,并引入3个基本事件重要度确定基本事件的重要性排序,同时进行敏感性分析确定主要影响因素,提出控制措施。研究结果表明:厂区车辆撞击、管道疲劳损耗、管材质量不佳、安装设计不合理、焊接缺陷为导致架空燃气管道泄漏的主要因素。研究结果可为工业企业安全管理人员有针对性地制定控制措施,减少事故发生率提供参考。

纯电动和燃油公交车的火灾发展特性数值模拟研究

为了研究纯电动和燃油公交车火灾发展特性的异同,采用FDS数值模拟方法,考虑动力电池发生热失控喷射释放可燃气体并燃烧形成喷射火,对比电池包和燃油两类典型点火源下,公交车整车燃烧的热烟释放与火灾发展特性。结果表明:对于10.5 m长的纯电动和燃油公交车火灾,火灾增长速率均位于超快速火和快速火之间,在前500 s燃油公交车的热释放速率(Heat Release Rate,HRR)大于电动公交车,然而电动公交车HRR在500 s后大于燃油车;纯电动和燃油公交车峰值热释放速率(Peak Heat Release Rate,PHRR)分别为25.4 MW和24.2 MW,总热释放量(Total Heat Release,THR)分别为20.2 GJ和17.5 GJ,电动公交车相比燃油车具有更高的PHRR和THR,但PHRR达峰时间滞后144 s;在点火源距离后门较近和火灾前期100 s门窗均处于关闭状态最不利情况下,相比燃油公交车,电动车上部内饰的引燃时间提前、下部有所延迟,后天窗附近窗户破窗时间提前;在公交车火灾发展中,电动车窗户等开口部位处溢流火的高度大于燃油车,1 min内是人员逃生关键时间,且车厢内中后部温度均高于前部。

我国煤矿重特大事故统计分析及对策建议

为揭示近年来我国煤矿事故特征,有针对性地提出事故防范对策建议,首先,收集整理2013—2023年全国重特大煤矿事故,分析事故发生的年份、类型、月份、省份和原因等方面;其次,以内蒙古新井煤业“2·22”特别重大坍塌事故为例,基于“2-4”模型(24Model)分析导致事故发生的原因;最后,结合以上分析和研究结果提出符合我国现阶段煤矿安全生产形势的事故预防对策与建议。结果表明:煤矿重特大事故发生起数和死亡人数呈整体下降趋势,且进入“十二五”规划以来,我国煤矿安全生产水平明显提高;瓦斯事故仍是我国煤矿主要事故,占事故总起数的51%;每年第4季度是煤矿事故高发期,占事故总起数的30.43%;受地质条件和赋存情况影响,煤炭主要产区发生事故较多;人的不安全行为导致的事故占比高达74%;当个体层面和组织层面存在隐患且双重预防措施不到位时,易发生事故;从安全监管、科技兴安、队伍建设、安全文化等4个维度提出降低煤矿安全事故的对策建议。

基于文本挖掘的水电工程施工物体打击事故致因分析

为探明水电工程施工过程中物体打击事故的致因及作用关系,提出针对性的事故预防措施,从源头遏制事故发生。遴选水电工程施工物体打击事故调查报告,运用文本挖掘从人、机、环、管4个方面提取14项事故致因。融合关联规则、决策试验和评价实验室(DEMATEL)方法,厘清致因因素间的关联关系,构建重要度分析模型,确定事故近端致因因素。结果表明:水电工程物体打击事故各致因间联系紧密,其中,安全监督检查不到位、违章作业、安全防护措施不完备、安全意识淡薄等致因因素对事故发生具有直接影响作用。现场清理不彻底、安全技术交底不到位、安全教育培训不到位等是诱发事故的深层影响因素,且安全意识淡薄的中心度排名第一,对事故致因系统的影响较大,在实际施工中应着重考虑上述致因因素。

森林环境文物建筑集中区域灭火救援能力评估

针对森林环境文物建筑集中区域环境复杂,难以准确评估区域灭火救援能力等问题,基于层次分析法(AHP),提出耦合森林因素的单体文物建筑灭火救援能力评估方法,涵盖建筑材料、森林防火隔离带、消防水源等19个二级指标;在单体评估基础上,从区域视角建立一种基于变权法的森林环境文物建筑集中区域灭火救援能力评估模型;并引入惩罚占主导的混合型变权函数,设置评价策略,确定惩罚与激励区间,区分文物建筑保护等级,提出风险等级划分方法;通过实地调研和数据收集,结合定权法和变权法评价森林环境文物建筑集中区域(岳麓山风景名胜区)的灭火救援能力。结果表明:单体文物建筑评级为优、良、中、次、差的数量占比分别为12%、20%、32%、20%、16%。区域定权法得分为75.27(Ⅲ级,不需采取提升措施),变权法得分为69.97(Ⅳ级,需采取提升措施);建议采取增设电气火灾预警系统、增加森林防火隔离带等措施来提升灭火救援能力。

基于情绪分析的生产安全事故政府责任公众感知偏差研究

为强化政府安全生产监督及行政问责公正机制,提升生产安全事故协同治理能力,利用文本挖掘技术从个体和场域2个层面出发,探索生产安全事故政府责任的公众感知偏差形成机理和影响因素。通过公众责任感知双向编码转换器(BERT-PPR)预测事故微博评论的情绪和归责类型,对比事故调查结果得到政府责任的公众感知偏差,并基于二元逻辑回归考察事故信息和微博报道对感知偏差的影响。研究结果表明:采用政府形象框架以及调查结果公布阶段引发政府舆情危机的风险更高;责任人宣判阶段公众更易误判政府有责。行业、阶段、等级、形式、框架因素对生产安全事故政府责任公众感知偏差的影响不同,应采取对应措施,进而纠正相关偏差。研究结果可为安全生产领域内相关政策调整提供参考。

复杂网络下船舶碰撞风险传播演化分析

为提高海运业的安全水平,针对船舶碰撞风险事件链中的风险传播演化过程,利用事件树分析法(ETA),构造有向赋权复杂网络(CN),分析网络的拓扑结构;改进传统K-壳分解算法的适应性,提出网络节点绝对重要度计算方法;利用易感-感染-恢复(SIR)模型动态模拟风险在CN中的传播演化过程,研究在不同感染率与恢复率组合的情况下,复杂网络中目标节点的动态敏感性。结果表明:大约25%的风险事件在CN中相对不活跃,绝对重要度排前10%的风险事件均与事故直接原因无关;风险事件的敏感度与重要度并不完全保持一致,部分风险事件,即使不采用针对性措施,也难以触发严重后果或碰撞事故;船舶碰撞风险管控工作应认可直接致因的客观存在,重点关注碰撞风险的传播演化过程,在碰撞风险实施管控的过程中应采用差异化管控策略。

大型活动踩踏事故“态-势”情景构建与组合推演方法

为解决大型活动踩踏事故形成过程情景描述困难,决策者对大型活动踩踏事故情景演化不易掌握等问题,提出大型活动踩踏事故“态-势”情景构建与组合推演方法。首先,从影响大型活动形成的人、场地、管理、环境4因素提取大型活动踩踏事故情景要素,建立对大型活动研究的“态”“势”形式化表达方法;其次,基于马尔可夫模型,给出情景“态-势”转化的推演描述与计算方法;最后,以上海外滩事故为例进行实证分析。结果表明:提出的大型活动踩踏事故“态-势”情景构建与推演方法,能够提供情景结构化表达的统一方式和突发事件情景之间演化进程的重构还原。实证分析结果显示,推演结果与外滩事故实际发展过程基本一致,证明所提方法具有一定的科学性和有效性。