改进贝叶斯网络模型在起重作业人机交互差错风险分析中的应用

为量化分析起重作业人机交互差错风险,根据安全工效学原理及安全技术规范将起重作业人、机、环相关影响因素作为根节点,按照事故致因层次关联关系确定子节点,构建起重作业人机交互差错的3层级贝叶斯网络模型(Bayesian Network, BN);基于模糊集理论,采用认知可靠性与失误分析方法(Cognitive Reliability and Error Analysis Method, CREAM),厘定贝叶斯网络父节点失效概率以及中间节点条件概率;利用逆向推理仿真技术分析起重作业人机交互差错发生的因果链,探究起重伤害事故发生的人机交互差错风险。结果表明:起重作业人机交互差错最可能致因链为起重设备安全检查不到位→管理人员失误→人员操作失误→起重伤害事故发生;单因素失效条件下,起重作业人机交互差错风险概率呈线性增长趋势;在多因素失效条件下,一级节点因素失效概率愈大则人机交互差错效应愈显著,且呈现非线性增长态势。

基于DEMATEL-ISM方法的水电站机组检修作业安全事故致因链分析

针对水电站机组检修作业种类和危险因素多、安全事故频发等问题,通过文献挖掘与专家访谈方式,对水电站机组检修作业安全影响因素类别进行了划分。基于DEMATEL-ISM方法,构建了安全事故致因多层次递阶ISM模型来确定事故致因因素层级,通过剖析事故致因因素的中心度和权重,挖掘关键致因因素和推求事故致因链的路径权重,厘定关键致因链。采用该模型对某水电站致因链进行了分析,结果表明,安全检查不到位为关键致因因素,“安全检查不到位→违规作业→设备的问题→粉尘、油漆等有害物质”为关键致因链。

“4·29”特别重大房屋倒塌事件舆情主题聚类及演化研究

研究房屋倒塌突发事件舆情主题及演化规律,可为应急主管部门引导和调控舆情提供实践指导。以长沙“4·29”特别重大房屋倒塌事件为对象,收集新浪微博平台上事件发生后8 d内的网民评论,运用词频逆文本频率(Term Frequency-Inverse Document Frequency,TF IDF)算法提取关键词,计算共现频率并刻画共现网络关系,耦合困惑度与K均值聚类(K Means)算法进行舆情主题聚类;采用对应分析方法,识别舆情主题的相关性,探究舆情主题随时间的热度变化趋势,揭示房屋倒塌事件舆情主题演化规律。结果表明:通过聚类得到的7个舆情主题依据相关性可耦合为救援善后T_(1)、调查追究T_(2)、安全防范T_(3)三大主题;以流言传播、官方召开发布会为最佳节点,将舆情传播划分为演化特征不同的前期、中期和后期。其中,前期主题T_(1)占优,中期主题T_(2)、T_(3)占优,后期主题T_(1)再次占优。通过类比分析化工爆炸事件舆情演化特征,验证了主题T_(1)、T_(2)、T_(3)对突发公共事件舆情演变起关键作用,满足公众对主题T_(1)、T_(2)和T_(3)的信息诉求是舆情平缓的关键。研究成果可为类似突发公共事件舆情治理提供参考。

耦合均值-相关性的起重伤害事故致因ZIP模型研究

近些年来,起重伤害事故高发频发,导致了较大的直接经济损失和人员伤亡,受到行业的高度关注。为探究起重伤害事故致因的影响程度,采集2011—2021年376份起重伤害事故调查报告,依据事故致因24Model和系统安全分析法识别事故致因,构建起重伤害事故致因的零膨胀泊松回归模型(Zero-Inflated Poisson,ZIP),并通过Vuong方法和拟合优度检验准则进行检验;综合考虑事故致因发生频次的均值、致因和事故发生的相关性,运用弹性分析方法对事故致因的影响程度进行定量排序。结果表明:ZIP回归模型拟合效果优于泊松回归模型,各事故致因对起重伤害事故的影响程度排序为安全监管不到位C_(6)(T_(k)=1.0221)、安全意识淡薄H_(1)(T_(k)=0.5117)、作业人员违规作业H_(3)(T_(k)=0.4758)、作业人员无证上岗H_(2)(T_(k)=0.2116)、专项施工方案不合格C_(7)(T_(k)=0.1234)和结构构件破坏或连接不可靠M_(3)(T_(k)=0.1045)。研究从事故致因发生频次的均值、致因和事故发生的相关性两个维度刻画事故致因对起重伤害事故的影响程度,为起重伤害事故风险分级管控提供了新的研究思路和方法。

光伏产业政策叙事主题时序演化特征研究

首先,定义光伏产业政策叙事的3W框架,抽取光伏产业政策结构化内容,基于词频-逆文档算法,挖掘2011—2022年光伏产业政策叙事主题关键词;其次,采用共现网络方法,可视化分析光伏产业政策叙事主题;最后,耦合时序要素,对应分析光伏产业政策叙事主题焦点。结果表明:2011—2019年光伏产业政策叙事主题聚焦于推广分布式光伏应用、解决光伏消纳等问题,而2020—2022年光伏产业政策叙事主题逐渐转向提升储能、保障消纳等方面。省域政策对国家政策的执行度较高,政策主题基本保持一致,但省域政策会根据自身发展实际因地制宜地施策,各地发展方向均有所侧重。从对应分析来看,不同阶段国家政策的叙事主题以及不同阶段省域政策的叙事主题均存在显著差异。省域政策年际间衔接紧密,政策执行力度强,政策寿命长;国家层级与省域层级的叙事主题和时间变量之间都存在非连续的局部相关性。

建筑工程施工安全生产事故致因的共现特征分析

解析事故致因之间的关系图谱,厘清事故致因的共现特征,对于揭示建筑工程施工安全生产事故的发生、发展规律至关重要。收集近10年来300起典型建筑工程施工安全生产事故调查报告文本数据,通过对文本数据进行分词处理和特征项降噪,基于事故致因理论提取建筑工程施工安全生产事故致因要素;通过改进词频-逆文件频率(TF-IDF)算法,挖掘高权重事故致因关键词,构建可视化共现网络图谱,探究事故致因的共现规律;运用层次聚类分析方法,探究事故致因特征相关性,确定事故致因类团。结果表明:建筑工程施工安全生产事故致因具有显著的共现规律,部分直接致因与间接致因之间呈现出耦合共现特征,部分事故致因呈现显著的类团结构,可将共现致因联系起来作为“集群”风险进行重点防控。

基于暴雨灾害短视频的多模态情感特征研究

为提高灾害应对效率,将“河北暴雨”“黑龙江暴雨”作为典型跨区域研究案例,收集短视频的文本-图像-音频多模态数据;面对海量的非结构化数据,运用深度学习技术,构建多模态情感智能分类模型,实现短视频情感特征的提取、跨模态融合与智能情感分类;并综合利用时空大数据,在时空维度上深度挖掘与分析暴雨灾害短视频多模态情感特征。结果表明:该模型准确率达85%以上,能有效实现短视频多模态情感智能分类任务。在时间维度上,网民情感波动与暴雨灾害周期大致相符,可作为判断灾情严重程度和舆情走向的依据;媒体及政府的干预对暴雨灾害情感演化具有重要作用。在空间维度上,消极情感随灾情转移呈现“低—高—低”变化趋势,且消极情感的共鸣和扩散效应呈现明显的地域性特征,需重视灾区、我国部分东部地区及类似灾害频发的非灾区舆情引导工作。

基于DEMATEL-AISM的起重驾驶员态势感知与行为响应模型

为深入挖掘起重驾驶员态势感知信息-行为的因果关系,结合ENDSLEY态势感知模型与决策实验室分析(DEMATEL)-对抗解释结构模型(AISM)方法,构建起重驾驶员态势感知与行为响应模型。首先,以起重作业任务为研究对象,使用态势感知理论分析驾驶员行为响应过程,获取信息要素;其次,基于DEMATEL法,量化研究要素间的相互关系,得到综合影响矩阵,进而分析要素的属性及特征值,确定模型的关键要素;最后,采用AISM获得原因-结果属性稳定的层级结构,据此构建起重驾驶员态势感知与行为响应信息模型。结果表明:得到包含轨迹预测与规划、避碰等关键要素的22个要素及影响关系构成的5层信息模型;而且,模型明确了信息要素属性特征、影响关系及影响程度,较好地解释了驾驶员态势感知及行为响应过程。

融合案例挖掘与贝叶斯网络的溃坝事故致因风险分析

为了更加深入、全面探究溃坝事故致因风险发生机理,提出了融合历史溃坝事故案例挖掘与贝叶斯网络的溃坝事故致因风险计算方法。该方法在采集国内外大量历史溃坝事故案例的基础上,采用24Model识别和提取溃坝事故致因及致因链,构建了溃坝事故致因拓扑结构,利用贝叶斯正向因果推理计算了溃坝发生概率,并结合反向诊断推理分析溃坝成因机理,基于贝叶斯敏感性分析挖掘影响溃坝关键风险因素。结果表明:在人为因素方面,闸门控制问题比例较高;在管理因素方面,施工问题、运维管理缺陷、设计问题是溃坝重要间接诱因;洪水漫顶、渗透侵蚀和渗透管涌是导致溃坝的主要风险因素。

重型施工机械安拆吊装作业视觉可达性BIM仿真分析

为提高重型施工机械安拆吊装作业安全工效,改善安拆作业过程中人员的可视性,提出基于可视锥法的多主体视觉可达性建筑信息模型(BIM)仿真方法。首先,通过重型施工机械视觉任务分解,得到重型施工机械多主体视觉任务;其次,以wk-35型电铲安拆作业为研究对象,分析起重驾驶司机-信号工-司索工多主体视觉任务,运用计算机辅助三维交互应用(CATIA)人因仿真模块,构建安拆吊装作业多主体视觉的BIM仿真场景;然后,采用可视锥法,计算安拆吊装作业过程多主体视觉可达性量值,测度多主体视觉可达性水平,构建重型机械施工机械多主体视觉评价模型;最后,调节BIM模型的过程参数,推演多主体视觉变化趋势,评价安拆吊装作业多主体视觉可达性。结果表明:安拆作业中起重司机在起升下降过程中视觉可达性较差,在平移过程中视觉可达性较好;信号工和司索工的位置与其视觉可达性联系紧密,当信号工处于视野刚好覆盖起重司机和司索工的位置时,其视觉可达性最好,而司索工需不断调整位置,使其视觉可达性达到最佳。

施工-地质双驱动的地下洞室有害气体浓度智能预测方法

地下洞室有害气体浓度与开挖方案、地质条件等密切相关,开展施工-地质影响下的有害气体浓度精准预测对于施工安全管理具有重要意义。然而,有害气体监测数据有用信息难被提取,爆破参数、基岩类别等特征与有害气体浓度间存在非线性耦合,基于此,本研究提出融合沙普利加性解释(SHAP)理论的集成学习有害气体浓度智能预测方法。通过主成分分析(PCA)进行特征预处理,运用树结构贝叶斯优化(TPE)算法迭代寻求CatBoost有害气体浓度预测模型最优超参数组,引入SHAP解释框架,探寻有害气体排放浓度重要影响因子。以金沙江旭龙水电站导流洞工程为例,研究结果表明:对比CatBoost、TPE-XGBoost以及TPE-LightGBM模型,TPE-CatBoost模型均方根误差(RMSE)分别降低了48.9%、40.2%、36.8%,具有更高预测精度;融合SHAP理论发现PM_(10)、PM_(2.5)浓度与爆破方案关联更为密切,CO、CO_(2)浓度受地下水状态等地质条件影响更大。

内涝积水对城市交通路网邻域拓扑势的影响

为定量分析内涝积水对城市路网交通运行的影响,开展内涝积水下城市交通路网邻域拓扑势研究。首先,利用对偶拓扑方法将路段映射为点、交叉路口映射为边,构建城市路网的对偶拓扑图;其次,根据势函数原理,厘定节点间最短拓扑距离、地势高差传递权值、路网对偶节点吞吐量、势场影响因子等参数,构建内涝积水对城市交通影响的路网邻域拓扑势模型,并采用黄金分割优化算法对模型进行求解;最后,以宜昌市西陵区易涝地段为例,分析不同积水深度下城市路网拓扑势的演化趋势。结果表明:积水深度达到15 cm以上时,各路段拓扑势下降大于20%;随着高峰和平峰时积水深度的增大,节点拓扑势从平缓波动到急剧下降;从节点间的拓扑势值排序可以看出,积水路段西陵一路与一级领域的路段之间的拓扑势最大,而和其他路段之间的拓扑势随着距离的增加而减小。研究揭示了内涝积水对城市交通路网邻域拓扑势的影响规律,可为城市内涝治理及交通管制提供理论依据。

电梯设备安全事故率的广义代数差分预测模型

为预测电梯设备安全事故发生率,采用广义代数差分法(GADA)建立动态差分预测模型。首先,采用GADA设置多自由参数,构建系列动态差分方程;其次,采用代数差分法(ADA)设置单自由变量,构建对照方程;然后,耦合分析统计指标和图形形态,厘定电梯设备安全事故率的最优GADA预测模型;最后,利用近16年我国电梯设备安全事故数据验证分析最优预测理论模型的有效性。结果表明:我国电梯设备的安全事故发生率呈整体降低的趋势,但万台事故率的下降趋势有所减缓;采用GADA由指数方程推导的模型偏差为0.0022,均方根误差(RMSE)为0.045352,拟合度为0.8868,是最佳预测模型,预测值相对误差为5.9%。该模型可根据电梯设备登记数、万台事故数等实时数据进行更新,预测我国电梯设备的安全事故发生率。

水旱灾害时间序列的动力学拓扑特征研究

【目的】为提高水旱灾害年际时间序列数据分析的可视化程度,采用拓扑网络可视化分析的新范式,挖掘水旱灾害年际时间序列的非线性分形动力学特征,为水旱灾害防御规划设计等提供多维度信息。【方法】首先,借助可视图方法,根据时间序列数值柱状图顶点的可视关系,建立水旱灾害时间序列的拓扑网络,厘清分形时间序列与拓扑网络度分布的映射关系;其次,利用拓扑网络理论分析点强度、介数中心性、平均路径长度、聚类系数等参数,揭示水旱灾害年际时间序列的拓扑分形动力特征;最后,以我国1955—2018年的水旱灾害数据为例,对比分析拓扑网络参数与采用R/S分析方法计算的Hurst指数。【结果】结果表明,水旱灾害受灾、成灾面积时间序列分布均具有分形特性、小世界特性和无标度网络特性,介数中心性大的节点均对应年受灾、成灾面积大,【结论】以上两种方法分析结果相近,而拓扑网络可视化分析方法可为水旱灾害年际时间序列分析提供更多维度信息。

面向跳仓浇筑作业的大坝缆机调度建模研究

针对大坝混凝土跳仓浇筑作业任务、资源与时间的耦合关系及优化排序问题,研发基于跳仓浇筑排序的多缆机调度模型及方法。分解大坝跳仓浇筑作业任务,分析缆机工作状态的任务变迁过程,厘定吊装、浇筑、吊运时间序列,建立大坝混凝土跳仓浇筑的缆机调度模型,制订跳仓浇筑模式下大坝缆机调度最优方案。案例分析表明:大坝缆机调度模型能缩短施工工期、节约生产资源,使缆机平均每小时工作时间提升4.88%、整体工期提前8.86%,可为缆机调度方案的制订提供理论支撑。

语言风格对安全生产标语语义通达的影响作用

为发挥安全生产标语的最大宣传效用,研究语言风格对安全生产标语语义通达的影响作用。分析认知心理过程,确定理解度、接受度、遵从度等语义通达效度指标(因素),基于情绪启动效应厘清安全生产标语类型(水平),设计3×4(3因素4水平)问卷;采用方差分析(ANOVA)方法,探究不同语言风格维度差异;利用独立性权系数法,确定语义通达效度指标权重;加权集结因素指标值,计算出不同语言风格安全生产标语语义通达效度。结果表明:安全生产标语根据语言风格划分为严肃庄重型、情感呼告型、幽默另类型、威胁恐吓型4种类型。语义通达效度测度指标定义为理解度、接受度、遵从度。不同语言风格安全生产标语在理解度方面无显著差异;严重庄重型安全生产标语接受度最高;威胁恐吓型安全生产标语遵从度最高;总体来说,威胁恐吓型安全生产标语义通达效度更高。

公共通道行人非理性切变行为效应仿真

针对公共通道行人非理性切向变道行为问题,提出了一种基于行人交互特征的行人非理性切向变道行为效应仿真方法.结果表明,中密度状态下切变行为效应最大,通行速度波动最大,但存在少数人行为优势现象;当非理性切变行为占少数时,其切变行为效应为正,反之为负.低密度状态比高密度状态更容易发生切变行为,但频率较小,影响不显著.一般来说,行人平均速度的波动取决于切变行为.

突变视角下地下深埋隧洞塌方风险耦合演化研究

为有效预防地下深埋隧洞施工塌方事故,首先基于轨迹交叉理论,将隧洞塌方风险因素分为人、物2类,分析并建立风险指标体系;然后运用改进的变权层次分析法(AHP)确定各指标综合权重,建立风险耦合突变模型,计算耦合度,并分析隧洞塌方风险在人、物风险因素作用下的演化途径,同时考虑随机扰动因子对隧洞塌方风险的影响,补充完善传统尖点模型;最后以白鹤滩水电站右岸尾水管检修闸门室为应用实例,验证风险耦合突变模型的有效性。结果表明:尾检室塌方风险的耦合度为0.8562,处于强度耦合区间,因素间存在较强耦合效应;此外,随机扰动因子取值范围为(-1.2878,-0.4272)时,会导致不断滋生的潜在风险隐患失控且爆发,增加塌方事故的发生概率。

城市水环境治理效率时空演变及影响因素研究

以湖北省16个市州为例,从非期望产出角度出发,运用DEA-SBM模型对2014~2018年16市州水环境治理效率进行测算,结合GIS空间分析法,探究城市水环境治理效率时空变化特征,采用多元线性回归模型分析城市水环境治理效率的影响因素。结果表明,湖北省城市水环境治理效率呈上升趋势,但不同城市之间水环境治理效率时序变化存在差异;湖北省城市水环境治理效率呈中部地区低,东部、西部地区高的空间分布态势;基础设施水平、环境规制对城市水环境治理效率呈显著正向影响,城镇化水平对水环境治理效率呈显著负向影响。

三峡库区农村饮水安全云评价模型研究

【目的】为推进三峡库区农村饮水安全巩固提升,提出三峡库区农村饮水安全云评价模型,以评估三峡库区农村饮水安全水平。【方法】针对三峡库区农村饮水的现状与特点,构建了三峡库区农村饮水安全评价指标体系。采用云模型算法生成农村饮水安全评价标准云,并结合不确定层次分析法确定各评价指标的权重,建立了农村饮水安全云评价模型。最后,以三峡库区移民安置村兰草村饮水工程为例进行农村饮水安全评价。【结果】结果显示:兰草村饮水安全等级为Ⅲ级,处于基本安全状态。评价结果与实际情况相符,验证了方法的正确性和可靠性。后续巩固提升工作需在水量、水质和供水保证率方面重点展开。【结论】结果表明:三峡库区农村饮水安全云评价模型能有效评定研究区域整体和各单项指标饮水安全等级,研究成果为三峡库区农村饮水安全巩固提升工作提供了参考依据,完善了农村饮水安全评价体系。