基于“2-4”模型的高校火灾原因分析——以2000—2022年143起高校火灾事故为样本

为预防高校火灾,对2000—2022年143起高校火灾事故进行统计,通过行为安全“2-4”模型进行火灾原因分析,得出直接导致事故的是电器使用不当等19项不安全动作与线路故障等4项不安全物态,间接导致事故的是电器使用习惯不佳等20项习惯性不安全行为,根本上导致事故的是4项安全管理体系的欠缺,根源上导致事故的是9项安全文化元素欠缺和6项安全文化建设不足。根据分析结果,从加强消防安全知识教育培训、健全消防安全管理制度和多样化进行安全文化建设3方面提出高校火灾预防对策。

近10年我国煤矿瓦斯灾害事故规律研究

针对我国煤矿瓦斯灾害事故多发及防控现状,从事故发生的年度变化、事故类型、事故等级、事故发生的省(自治区、直辖市)和煤矿企业性质等多个方面对2001—2010年2 246起煤矿瓦斯灾害事故进行交叉耦合综合分析,并通过饼图、柱状图、堆积图、趋势图、省(自治区、直辖市)分布示意图等多种图形方式直观明了显示出近10年我国瓦斯灾害事故发生规律。结果表明:煤矿瓦斯事故起数高峰期是2003年,2008年后进入稳定期;事故死亡人数高峰期是2005年,2006年后进入快速下降阶段;瓦斯爆炸是煤矿瓦斯灾害的主要类型,且比中毒窒息和煤与瓦斯突出事故后果更严重,重特大瓦斯事故的发生造成死亡人数急剧增长,全国煤矿瓦斯灾害事故与乡镇煤矿事故的变化趋势呈现出一致性。贵州、山西、黑龙江、湖南、重庆、四川、河南、云南等是煤矿瓦斯灾害防控的重点省(直辖市);乡镇煤矿仍然是瓦斯灾害防控的重点;煤矿企业在加大安全生产基础建设和科技投入的同时,迫切需要强化职工的安全教育,促进煤矿安全可持续发展。

基于PSO-SVM的煤矿瓦斯爆炸灾害风险模式识别

为了提高煤矿瓦斯爆炸灾害风险识别能力,提出通过典型样本和模式识别(PR)模型构建识别库进行风险识别的方法。在以径向基函数(RBF)为核函数的支持向量机(SVM)模型基础上,应用粒子群优化算法(PSO)优化模型参数,建立瓦斯爆炸灾害风险识别的PSO-SVM模型;构建风险识别指标体系,确定风险模式类别,并以指标风险类别分界点为基础,提出新的数据规范方法;用典型样本训练和测试PSO-SVM模型,样本识别率为100%,表明以典型样本和PSO-SVM模型构建的识别库对瓦斯爆炸灾害风险有较强的识别能力,同时指出典型样本库应不断补充完善以增强其适应能力。

采煤工作面瓦斯涌出预测的EMD-Elman方法及应用

为研究采煤工作面瓦斯涌出的时间序列预测方法,针对采煤工作面瓦斯涌出的非线性和非平稳性,基于经验模态分解(EMD)和Elman神经网络的基本原理,建立采煤工作面瓦斯涌出时间序列预测的EMD-Elman方法。首先对采煤工作面瓦斯涌出时序数据进行经验模态分解获得多个本征模态函数(IMF),然后对每个IMF分别建立Elman预测模型,最后将各IMF预测值相加获得预测结果。研究结果表明:应用该方法对某矿2344号工作面绝对瓦斯涌出量预测的相对误差为-0.83%～1.00%,平均绝对相对误差为0.22%;EMD-Elman方法可有效显示采煤工作面瓦斯涌出的波动性、周期性和趋势性等非线性特性,并且能降低瓦斯涌出非平稳性对预测结果的影响,具有较高的预测精度。

基于IAHP-ECM的瓦斯爆炸灾害风险评估

为评估煤矿瓦斯爆炸灾害风险,应用区间层次分析法(IAHP)建立评估对象层次结构体系,用区间数特征根法求解指标权向量,设置指标风险等级分界点,确立单项指标分段功效函数来改进功效系数法(ECM),构建基于IAHP-ECM的灾害风险评估模型。从人员素质、生产装备、环境条件和安全管理等4个方面确定20项瓦斯爆炸灾害风险评估指标,提出以瓦斯浓度作为关键指标实行"一票否决"的变权评估。评估实例表明,基于IAHP-ECM的灾害风险评估模型是一种简单实用、操作性较强的风险评估方法。在评估指标体系中实行关键指标"一票否决"制符合煤矿安全生产特点和规律。

矿井通风系统安全评价方法及发展趋势

对国内矿井通风系统安全评价技术常用的模糊综合评价法、层次分析法、灰色关联度分析法、未确知测度评价法、人工神经网络评价法等进行分析和比较,给出了各种方法的数学原理和评价程序与步骤。然后,介绍多种评价方法相结合的复合评价模型及其应用。最后,分析和探讨了评价方法及其应用中存在评价指标与权重标准不统一、多种评价方法对同一资料的评价结果存在差异、缺乏评价支持软件系统等方面的问题;指出安全评价应引入非线性科学等交叉学科理论和开展基于方法集的综合集成评价研究;建立科学合理的评价指标体系和综合集成评价的决策支持系统,形成"人-机-环境-评价对象"一体化评价模式。

煤矿瓦斯爆炸事故特征与耦合规律研究

分析瓦斯爆炸事故的瓦斯积聚原因、引爆火源和引爆地点等事故特征及其分类,统计并分析1988—2008年发生的563次瓦斯爆炸事故的基本特征和耦合规律,结果表明:通风混乱等通风系统问题导致瓦斯缓慢积聚的瓦斯爆炸事故占90.6%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯占事故的78.6%;发生在采掘工作面的瓦斯爆炸事故占69.4%;通风系统问题导致瓦斯积聚的瓦斯爆炸事故主要发生在采掘工作面和巷道,占81.3%;通风系统问题导致瓦斯积聚的事故其引爆火源主要是电火花,占72.8%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯主要发生在采掘工作面和巷道,占73.2%。有效预防和控制煤矿瓦斯爆炸事故需切实加强通风管理、电气管理和严格放炮操作与程序。

煤矿瓦斯爆炸事故演化的突变模型

煤矿瓦斯爆炸事故,从微观上看,是在瓦斯积聚、引火源和氧气浓度3个条件同时具备的情况下发生的,从宏观上看,是在生产活动中存在人的不安全行为和物的不安全状态导致了微观3条件的同时具备。笔者介绍了突变理论的基本原理;在轨迹交叉事故致因理论基础上,分析了瓦斯爆炸事故演化的非线性特征;建立了事故演化的尖点突变模型。并指出:事故演化是一个流变-突变过程,其突变的程度反映了事故的严重度;人的不安全行为是事故发生的主要因素;物的因素决定事故的严重度;安全生产必须建立本质安全型矿井,避免人和物的运动轨迹越过分歧点集。

煤矿瓦斯灾害事故的分形特性

为了解瓦斯灾害的演化特性与规律,应用分形理论中的R/S分析方法,对2000~2013年我国煤矿瓦斯事故及不同瓦斯事故类型建立四个时间序列进行分形特性研究,其重标极差的线性回归相关系数R在0.9715~0.9983之间,给定显著性水平α=0.05,经t检验,回归方程可靠;四个时间序列的赫斯特指数H在0.5998~0.9944之间,分形维数D在1.0056~1.4002之间,时间序列均具有明显的赫斯特现象和较强的约瑟效应。结果表明：煤矿瓦斯事故持续减少的趋势性很强;R/S分析方法能较好地反映煤矿瓦斯灾害子系统复杂的非线性动力学特性。

煤矿瓦斯涌出时序预测的自组织数据挖掘方法

为分析煤矿瓦斯涌出复杂系统时间序列预测方法,提出自组织数据挖掘(SODM)与相空间重构(PSR)相结合的预测建模方法。首先应用C-C方法计算时间序列的最佳嵌入维数和延迟时间后进行PSR;然后以二元二次方程为传递函数,以嵌入维数变量为自变量,以延迟时间后的时间序列为因变量,通过内准则确定传递函数系数和外准则选择最优传递函数,并以最优传递函数的输出为下层迭代传递函数的输入,最后获得最优复杂度预测模型。算例结果表明:该方法对煤矿瓦斯涌出量预测的相对误差为-5.751 7%~6.049 3%,平均相对误差2.145 7%,预测结果能满足煤矿安全生产实际工程应用要求。

安全预测的EEMD-PSR-Elman建模方法及应用

为分析安全预测中时间序列的非平稳特性并提高预测精度,提出基于集合经验模态分解（EEMD）、相空间重构（PSR）及神经网络的预测建模方法。首先应用EEMD方法将时间序列分解成若干具有不同周期性或趋势性的分量,通过C-C方法计算各分量的最佳嵌入维数和延迟时间;然后分别进行相空间重构;再应用Elman神经网络对各分量进行训练并建立预测模型;最后将各分量预测结果叠加得到最终预测值。用该方法分析反映煤矿安全生产的关键性指标——煤炭生产百万吨死亡率。结果得到具有长期趋势性和周期性波动的5个分量,预测相对误差为-0.11%~0.20%;外推预测表明,中国煤炭生产百万吨死亡率将保持持续下降趋势,至2020年将下降到0.05以下。

专业认证下安全工程专业培养方案改革对策

为进一步提升安全工程本科专业人才培养质量,对比分析了传统本科专业人才培养方案中培养目标、毕业要求、课程设置等与专业认证标准存在的差异,指出了本科人才培养过程行业企业参与不足以及人才培养质量评价体系不健全等问题,提出了应引入先进工程教育理念对安全工程专业人才培养方案科学顶层设计、聚焦学生分析解决复杂工程问题能力培养、有效对接行业企业对工程人才培养质量需求等持续改进人才培养方案的对策与建议。

校园信息门户单点登录系统的实现

介绍了一个校园信息门户中单点登录系统的实现。系统实现了基于Cookies的单点登录系统，解决了SSO中Cookies不能跨域共享的问题，采用Cookie和Cookie Server来共同保存用户身份信息，具有较好的安全性。

基于灰色系统理论的煤矿安全生产形势预测

以我国煤矿安全生产形势预测为研究目的,介绍了灰色系统理论GM(1,1)模型、残差GM(1,1)模型和等维新息GM(1,1)模型群等预测模型,应用这3种模型对我国2000年至2009年的煤矿安全生产事故死亡人数和百万吨死亡率分别进行了数据拟合.通过后验差检验和误差分析,等维新息GM(1,1)模型群对煤矿安全生产事故死亡人数和百万吨死亡率具有较高的数据拟合精度,平均相对误差分别为2.86%和2.92%.应用等维新息GM(1,1)模型群对我国煤矿安全生产事故死亡人数和百万吨死亡率进行预测,结果表明:煤矿安全生产形势将持续保持好转态势;煤矿安全生产事故死亡人数以平均每年16.9%的速度下降,到2015年将下降到900人以下;百万吨死亡率以平均每年22.7%的速度下降,到2015年将下降到0.2以下;同时反映了未来煤炭产量将继续保持增长趋势.

基于Matlab的离散模型参数识别

基于 Matlab 的离散模型参数识别利用最小二乘法为基础的递推(RLS)算法,通过 Matlab 矩阵运算和图形功能及工具箱函数构建动态系统。用 Matlab 编写算法程序,Simulink 动态仿真。采用 JK 触发器产生输入信号 M序列,假定特征方程式得到循环周期序列。用η方程构造模型图,仿真确定噪声方差。由 sim() 函数得到输出端的数据,参数估计递推算法进行参数识别。

基于ZigBee技术的煤矿井下人员跟踪定位系统研究

分析了新一代无线通信技术Z igBee的协议模型、网络拓扑结构和低功耗、低成本和灵活组网等特点,介绍了基于Z igBee技术的煤矿井下人员跟踪定位系统设计,包括系统网络拓扑结构、节点基本结构、节点通信、人员定位算法等,通过有线与无线结合的方式,采用信号强度检测的方法,实现地面控制中心对井下人员的实时跟踪定位,同时监管部门可以实现远程监控。

煤矿瓦斯中毒窒息事故统计分析

为预防煤矿瓦斯中毒窒息事故,从事故的等级、事故死亡人数的频次、事故发生的地域和事故发生的时间等方面,对2001年至2009年的煤矿瓦斯中毒窒息事故进行了统计分析,结果表明:一般事故占事故起数的67.8%,占死亡人数的41.7%;较大事故占事故起数的31.9%,占死亡人数的56.2%;煤矿瓦斯中毒窒息事故主要是一般事故和较大事故,重大事故较少,没有发生特大事故;事故主要集中在四川、贵州、重庆和湖南,占事故起数的61.6%,占死亡人数的50.5%;平均每起事故死亡人数超过3人的有山西、湖北、云南、青海、山东、内蒙古等;2006年以来,瓦斯中毒窒息事故起数虽然逐步减少,但事故平均死亡人数在逐渐增加;4,7,8,9月均是事故的高发月份;上午9～11时和下午15～18时是事故的高发时间.

基于DTW的瓦斯爆炸灾害风险模式识别

以煤矿瓦斯爆炸灾害防控为目的,构建了瓦斯爆炸灾害风险模式识别指标体系,提出了以指标含义与值域设置风险模式类别分界点的区间线性化数据规范方法,减少了计算过程中的信息量损失.通过区间数方法对指标进行赋权后,应用动态时间弯曲算法(DTW),以指标风险模式类别分界点为基础形成了多个加权参考序列,并将待识别样本转换成待识别加权序列,通过待识别加权序列与加权参考序列的最短动态弯曲距离获得待识别样本的风险模式类别,建立了基于DTW的煤矿瓦斯爆炸灾害风险模式识别模型.算例结果符合实际,该方法对瓦斯爆炸灾害风险模式具有良好的识别能力.

基于PNN的巷道围岩稳定性分类

针对巷道围岩稳定性与影响因素之间存在复杂非线性关系,对煤矿回采巷道围岩稳定性影响因素进行了分析,建立围岩稳定性分类指标体系;介绍了概率神经网络(PNN)的基本原理,构建了基于PNN的巷道围岩稳定性分类模型,并利用Matlab工具箱编程对模型性能进行了检验和工程应用,当径向基扩散系数6.30≥spread≥0.64时,样本分类准确率为100%,样本分类时间小于4 ms.结果表明,基于PNN的巷道围岩稳定性分类模型识别能力强,运行速度快,计算效率高,可以进行推广应用.

矿井通风系统安全评价方法综述

我国的矿山企业安全生产形势严峻,事故多、伤亡大、经济损失严重,尤其是重、特大事故频繁发生。安全评价技术及其应用是预防和控制事故的重要内容,对模糊综合评价法(FCE)、层次分析法(AHP)、基于灰色系统理论评价方法、基于未确知测度理论评价法、基于人工神经网络理论(ANN)的安全评价方法以及评价方法综合集成等矿井通风系统安全评价方法进行了分析和比较,提出了开展基于方法集的综合集成评价的研究和建立综合集成评价的决策支持系统是矿井通风系统安全评价研究的发展趋势。