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。

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。

建筑业安全生产水平时空演变及影响因素分析

为从宏观上因地制宜提高建筑安全生产水平,需厘清其时空演变特征和影响因素。提出一种在窗口分析框架下,基于数据包络分析博弈交叉评价(DEA-GCE)方法的建筑安全生产水平分析模型,评估2012-2017年我国各省域建筑安全生产水平,并综合运用聚类分析、探索性空间分析、多元回归分析方法探究其时空演变特征及影响因素。结果表明:我国省域建筑安全生产水平存在低水平维持型、高水平稳定型、波动下降型以及波动提高型4种时间演变特征,且空间集聚特征显著,空间正相关性呈现逐渐增强趋势;省域经济发展水平,建筑业总产值占GDP比重,建筑业国有资产占总资产比重,勘察设计、监理从业人员数量以及政府监管投入为建筑安全生产水平的主导影响因素,除建筑业国有资产占总资产比重,其他因素均与之呈正相关。

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。

建筑业省域安全生产目标设置和政策优化路径研究

为科学、合理地设置省域建筑业安全生产目标,运用目标设置理论,基于参照系法,考虑省域间建筑业技术水平差异,通过耦合动态聚类和双层前沿DEA方法构建建筑业省域安全生产目标设置模型,并结合2018年相关数据开展实证研究。结果表明:运用该模型计算得到的我国整体建筑业安全生产死亡人数控制目标为541人,较2018年实际死亡人数减少约36%,其中江苏、广东、四川降幅最显著,分别为50,50,27人;促进目标实现的政策优化路径因省而异,优先改善管理(H型)和侧重提高技术(L型)的省域数量比为15∶11;空间上不同类型的省域具有明显的集聚特征,H型省域集中分布于西部及东北地区,L型省域则多位于中部地区,国家可据此制定差异化的区域建筑业安全生产管理战略。

建筑施工安全培训信息呈现方式学习效果评价

为准确评价建筑施工安全培训信息呈现方式学习效果,设计施工安全培训模拟眼动试验,提出信息呈现方式学习效果多因子评价方法。首先,针对安全培训信息的陈述性和程序性等特点,挑选文字、图片、动画、视频等4种信息呈现方式,组合8类培训材料,开展眼动试验;然后,基于眼动数据构建多因子评价指标体系,建立学习效果综合评价模型,并应用于安全培训学习效果的综合评价。结果表明:建筑安全培训知识以不同方式呈现,改变了信息感知的流畅性或复杂性,间接影响学习者需耗费的脑力活动,从而最终影响学习认知效果;对于陈述性知识,4种呈现方式下,学习者的学习效果排序依次为动画、图片、视频、文字;而对于程序性知识,学习效果排序依次为动画、文字、视频、图片。

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。

“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。

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。

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。

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。

施工作业人员佩戴安全帽行为意向研究

为进一步预测和解释建筑行业工人佩戴安全帽的行为意向,干预其佩戴行为,首先以计划行为理论(TPB)为框架,引入行为经验变量,其中包括过去行为和预期后悔2个二级变量;然后提出研究假设,并构建施工作业人员佩戴安全帽行为意向模型。利用结构方程模型(SEM)分析通过问卷调查方式回收的306份有效问卷,验证研究假设。结果表明,行为经验、态度、主观规范和感知行为控制对佩戴行为意向均有显著正向影响;引入的预期后悔变量对行为经验有显著正向影响;行为经验变量对佩戴行为意向的路径系数影响较大。

空间冲突下起重作业安全迹线规划模型

为保证起重作业的安全高效性,减少起重作业空间冲突的风险,设计起重作业Manhattan平面,剖析起重作业空间冲突因素、机械运行条件与施工组织条件,构建吊物迹线的避障最小直角Steiner树(OARMST)模型,集成Dijkstra启发式算法和无载波通信(UWB)定位技术,开发起重作业迹线规划系统,求解多就位点、多障碍物下吊物的安全移动迹线。研究表明:OARMST模型求解的最优起重吊装安全迹线避免了起重作业的空间冲突风险,通过减少吊物转弯次数和位移,可防止吊物多次骤停摆动和驾驶员多余操作,提高起重作业的安全调度水平。

基于指数变权的水电站施工安全现状可拓评价

为弥补传统赋权方法主观意识较强的缺点,提出将变权思想与可拓学理论相结合的改进的多级可拓评价模型。结合水电站施工特点,构建涵盖厂址信息、施工总布置、道路及运输、辅助生产措施、作业安全、施工设备、安全管理行为、职业健康安全8个一级指标、47个二级指标的指标体系,引入变权理论确定指标权重,利用多级可拓评价法计算水电站施工安全现状的安全等级,并进行指标敏感性分析。研究结果表明:水电站施工安全现状等级变量特征值为2.42,即为"合格",该结果基本符合工程实际。

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。

多出口条件下应急疏散路径优化模型

为减少拥堵发生概率,考虑多出口条件下疏散人群路径选择特点,建立应急疏散路径优化模型。首先以疏散通道布置方位为基础,建立疏散网络,确定可行疏散路径集合,考虑人群流量与排队时间动态关系,计算人群雍滞时间,表征路径当量长度,迭代可行路径集合;然后以疏散总时间最短为目标,修正Dijkstra算法目标函数,全局搜索时间最优路径,分配疏散方案;最后通过某多出口疏散案例,对比传统最短路径和优化最短时间疏散方案疏散总时间,验证模型的有效性。结果表明:优化后的疏散方案排队总时间与疏散总时间均小于传统疏散模型,疏散出口利用率更高,人流分布更为均匀,疏散路径重叠概率较小,有效提升了疏散效率。

基于D-I的塔机作业物体打击事故致因分析

为预防塔机作业吊物坠落引发的物体打击(SFO)事故发生,剖析近5年塔机作业事故调查报告,提取19个高频致因因素,融合实验室决策评价(DEMATEL)和解释结构模型(ISM)方法,厘清致因因素间影响关系,构建致因因素多级递阶层次结构,找出关键致因因素。结果表明:19个高频致因因素分为9个层级,其中安全防护用品使用不当、违规进入或处于危险区、吊物坠落是最高层的表层因素,安全管理制度不完善是最底层的本质因素,现场监督管理不到位、无专项施工方案或不合格是较深层次的致因因素;现场监督管理不到位、安全技术交底不到位、安全管理制度不完善以及安全意识、技能或经验不强是塔机作业吊物坠落引发的SFO事故的关键致因因素。