城市安全发展评估指标体系与指数构建

为识别城市安全发展状态和存在的问题,基于国内外韧性城市和我国安全发展示范城市建设实践经验,系统研究城市安全、韧性和安全发展等目标的演化历程;基于城市复杂适应系统和韧性理论,探讨城市安全发展的目标和韧性潜能表现,提出评估指标体系和指数生成方法。研究结果表明:安全是可持续发展的重要保障,是城市系统在面对危险、威胁等不确定干扰事件中保持可持续发展的一种状态;系统韧性反映城市系统防灾和应急模式从被动反应向主动防范、及时适应和调整的转变能力,是实现安全发展重要手段;城市安全发展评估是一个动态过程,应关注城市系统的韧性表现,确保城市系统始终对灾难事件保持持续适应和提升的管理模式。

受限空间内天然气爆炸反应过程模拟分析

为定量研究受限空间内天然气爆炸反应动力学特征,开展了3个方面的研究工作,①建立了基于激波管的天然气爆炸过程数值分析模型;②将天然气气相燃烧动力学反应分解为53种反应组分、325种基元反应,给出了朗金一雨贡尼关系式和正激波的压强比、密度比和温度比计算方法;③利用化学反应模拟软件CHEMKIN构建天然气燃烧过程机理文件,对激波诱导受限空间内天然气混气爆炸过程进行数值模拟,讨论了反应过程、初始压力和空间尺寸对天然气爆炸过程的影响,并绘制了天然气爆炸温度、压力变化特征曲线。结果表明:采用入射激波模拟混气引爆过程中体系温度会出现跳跃式上升随之向下扰动;混气被引爆后温度逐步提高,在温度达到峰值时压力随之提高;提高初始压力将缩短混气引爆时间,高的初始压力可以得到更为迅速的反应速度和更高的爆炸压力;空间尺寸对散热作用的影响高于其对活性基团消毁作用的影响,小尺寸空间条件下可以获得更迅速的爆炸升压速度。

陀螺稳定平台状态补偿控制

基于状态补偿控制理论,设计了陀螺稳定平台的状态补偿控制系统。利用预补偿器约束系统频率特性,通过遗传算法优化参数,结合Monte-Carlo随机试验方法,进行系统的性能鲁棒分析。动态仿真试验表明:在考虑参数摄动、外部扰动及耦合的情况下,所设计的控制系统的幅值特性曲线斜率具有:低频段高于传统设计43.7%,高频段低于传统设计13.4%的效果;小于0.2s响应时间;扰动不敏感的性能鲁棒性。

金属埋地管道腐蚀泄漏及大气扩散过程推理模型研究

为了定量评估埋地金属管道腐蚀泄漏的风险,将贝叶斯网络和蒙特卡罗模拟方法用于计算管道腐蚀泄漏及扩散范围概率。建立了埋地金属管道腐蚀泄漏贝叶斯网络,量化了各事件之间的关联。在已知先验概率的基础上,运用贝叶斯概率计算得到管道腐蚀泄漏的后验概率值。利用蒙特卡罗模拟方法对泄漏后气体扩散范围进行了数值模拟,给出了主要模型变量的概率密度函数,得到了扩散区域范围概率分布特征。研究结果表明,管道腐蚀泄漏过程受输送介质和土壤腐蚀性、防腐措施有效性和大气扩散条件的影响,具有较大的不确定性。分析方法考虑了模型参数随机性对计算结果的影响,评估结果可以用于比较不同条件下埋地金属管道腐蚀泄漏扩散的风险。

坦克稳定器状态补偿控制研究

基于状态观测、补偿理论,设计坦克稳定器控制系统。通过遗传算法优化控制器参数,结合Monte-Carlo随机试验方法,进行系统的性能鲁棒分析。动态仿真试验表明在考虑系统的本质非线性环节、高频低幅外扰的情况下,所设计的控制器比PI控制具有更高的精度,更小的超调量,比滑模控制具有更强的扰动抑制能力,并且克服了本质非线性环节的影响,具有快速随动、稳态无静差、扰动不敏感的性能。

管道腐蚀泄漏火灾的贝叶斯网络推理模型研究

为了研究长输管道腐蚀泄漏及蒸气云爆炸事故的演化规律,通过对埋地管道内(外)壁腐蚀失效、燃气泄漏、气体云团扩散及蒸气云爆炸等4阶段事件进行分析,构建埋地管线腐蚀泄漏火灾的贝叶斯网络模型。研究网络结构中节点变量的取值范围及离散化方法,并基于对事故统计和专家分析判断,设定节点变量的先验概率,量化节点关联的条件概率分布。在对贝叶斯网络推理策略研究的基础上,考察节点变量对推理结果的敏感性,验证模型的合理性。结果表明,长输管道腐蚀泄漏及次生灾害事件过程具有较大的不确定性,主要体现在中间事件均具有多种状态,事故演化路径概率受模型输入条件影响较大。贝叶斯网络方法用于描述事故过程中间节点事件间的依赖关系有较大的优势,可以定量衡量事故风险的不确定性。

基于蒙特卡洛法的储罐爆炸碎片冲击失效模型研究

为定量研究相邻储罐间爆炸碎片冲击的多米诺效应,基于蒙特卡洛方法建立爆炸碎片冲击失效模型。该模型共包括爆炸能量与碎片初始速度、考虑风速及碎片初始位置的碎片三维抛射轨迹、空气阻力、碎片冲击穿透等4个分步模型。基于上述模型,研究储罐爆炸后碎片的初始状态、抛射轨迹以及对相邻储罐的冲击效应。在数值模拟结果的基础上,用储罐最高允许工作压力代替泄放装置的泄压压力来计算爆炸压力,绘制碎片质量及初始速度的直方图,定量分析储罐间距对击中概率的影响。结果表明,热辐射、超压和碎片冲击3种能量作用方式均可能导致储罐间火灾爆炸事故多米诺现象发生,但爆炸碎片冲击导致相邻罐失效的概率较低。

关于商场建筑火灾风险评估与保险费率相关性的探讨

为了给各保险公司进行商场建筑的承保和费率的确定提供参考 ,并克服保险人在确定费率时的主观性 ,应用层次分析和火灾风险调查表的方法 ,对商场建筑的火灾危险性进行评价 ,确定商场建筑的火灾危险等级 ,据此确定保险费率应如何浮动。当保险的赔偿限额小于 5 0 0万元时 ,对于火灾危险等级为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级的商场 ,保险费率相对标准费率分别上调 2 0 %、上调 1 0 %、不变、下调 1 0 %和下调 2 0 % ;当保险的赔偿限额大于 5 0 0万元时 ,对于火灾危险等级为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级的商场 ,保险费率相对标准费率分别上调 1 5 %、上调 1 0 %、不变和下调 1 0 % 。

基于地震动参数的大型储罐潜在危险性评估方法研究

建设项目安全条件分析中有关自然条件影响分析内容通常采取定性方法加以研究。以地震对大型储罐造成的潜在危险性评估为研究对象,从地震动作用下储罐结构动力响应及破坏特征入手,详细介绍了美国联邦应急管理署(FEMA)开发的HAZUS-MH中的震害危险评估框架及理论模型。重点阐述了地震反应谱、承灾体脆弱性曲线、能力曲线以及需求曲线在危险性评估过程的应用及参数设定。以某大型低温液化气储罐为例,定量计算了地震潜在破坏程度及概率,借此说明该震害危险性评估框架和方法对我国安全评价工作的借鉴意义。

液力自动变速器换挡过程标定方法研究

自动变速器电控系统的开发过程包括电控系统硬件开发、软件开发和参数标定三个阶段,其中参数标定过程是实现控制策略,优化控制品质的关键环节。本文针对液力自动变速器换挡品质评价指标,结合Allison 2000液力自动变速器的特点及待接合离合器和待分离离合器的控制油压变化特性,制定了换挡过程开环控制策略,详细分析了需要标定的控制参数特点,确定了控制参数标定方法和标定流程,最后在DEUTZ BF4M 1013柴油机和Allison 2000自动变速器台架上进行了不同负载条件下1-2升挡过程控制参数在线标定方法实验研究。实验结果表明本文开发的液力自动变速器换挡过程控制参数标定方法能够保证换挡过程满足换挡品质的要求。

自然灾害风险评估指标体系及方法研究

提出一种基于灾害致灾因子、承灾体暴露性、脆弱性以及社区应急能力4方面因素的城市灾害(地震)风险评估体系。利用模糊隶属度函数和AHP法给出了一种可行的区域自然灾害风险评估方法。结果表明:基于给出的风险度量化公式、评估指标体系和评估方法,可以对城市灾害风险进行定量评估。模糊隶属度函数消除了量纲的影响使指标间具有可比性。AHP法可有效用于确定指标权重。基于风险度计算公式的灾害风险度综合评估指数,使城市自然灾害风险评估工作更具客观性。

电致变色聚苯胺透明薄膜

采用浸渍聚合化学法合成聚苯胺电致变色膜。研究和探讨了单体浓度、聚合时间、反应温度等因素对聚苯胺透明导电膜电学性能及其电致变色性的影响 ,确定了常温下在玻璃基片上直接合成具有电致变色性的聚苯胺膜的最佳工艺条件 ,并用模糊数学层次分析法对试验条件进行分析 ,得到了符合客观实际的多因素试验条件的权数分配。

面向控制的柴油机IMEP在线计算方法及试验

利用缸压信号傅里叶变换的方法推导了平均有效压力(IMEP)计算公式,并结合分析DEUTZ BF6M 2015柴油机缸压信号的频谱,得到了能够保证IMEP计算精度的缸压信号最大采样步长;研究了采样步长和上止点位置误差对IMEP计算结果的影响;运用MicroAutoBox硬件平台,开发了用于柴油机转矩闭环控制的实时IMEP在线计算系统,并在DEUTZ BF6M 2015柴油机台架上对开发的IMEP在线计算系统进行了试验研究.结果表明,与Kistler燃烧分析仪相比,开发的IMEP在线计算系统,在保证上止点位置准确,采样步长小于30°CA的条件下,IMEP计算结果误差小于5%.

变排量柴油机曲轴系统扭振特性研究

为了研究变排量柴油机曲轴系统扭振特性,探索扭振性能较好的变排量方案,采用GT-SUITE软件建立某Ⅴ型六缸柴油机曲轴系统协同仿真模型,并通过试验数据校核模型。开展10%~50%负荷下不同停缸方案的曲轴扭振仿真研究。结果表明：停缸后曲轴系统扭转角位移显著增加,角位移以低阶滚振为主;相同停缸缸号的停气门方案较断油方案幅值大,扭振附加应力略大于后者;扭振性能最好的变排量方案是发火均匀的断油方案。

高压燃气管道临近爆破施工安全性及方案研究

油气输送管道事故频发,且影响巨大,而由于管线线路敷设的特殊性,其周围不可避免的存在第三方建设工程,其中,部分工程须采用爆破开挖方式。主要研究临近管线附近爆破施工的安全性及爆破所采用的方案,并对安全距离给出参考。采用的方法是数值模拟法。研究表明,燃气管道附近采用火工爆破危险性较大,方案一到方案三均不满足安全要求;采用改进的方案后,爆破施工是可行的,但在距离管道50m内,应尽量采用静态爆破或机械开挖的施工方式。

基于干扰观测器的坦克伺服系统滑模变结构控制

针对坦克伺服系统中存在的外部干扰、内部参数的不确定性问题,提出干扰观测器作为内环和滑模变结构控制作为外环的双环控制方案。在二自由度意义下分析干扰观测器系统的鲁棒性和性能,通过合理设计低通滤波器,干扰观测器可补偿大的干扰和不确定性,同时还可减少滑模变结构控制的抖振现象。滑模变结构控制器可用来消除干扰观测误差,并满足系统跟踪性能的要求。所设计的方法用于坦克伺服系统进行仿真研究。结果表明该方法能较好地满足跟踪精度的要求,同时系统具有较强的适应性和鲁棒性。

基于Web的远程实验室设计问题研究

为解决大学生和研究生教育中实验资源共享问题,促进研究生的创新性工作的开展,设计了一个基于Web的远程实验室——基于因特网的远程控制、测量与决策研究生创新实验室。讨论了基于Web的远程实验室设计中的关键技术问题,包括Web技术平台的选择,平台安全、程序安全和设备安全三大安全问题,以及由于HTTP无连接、无状态的特殊性对远程实验室中的通信及实验曲线绘制带来的不良影响,并针对各种难题提出了相应的解决方案或建议。

建筑物地震次生火灾的贝叶斯网络推理模型研究

为了研究地震过程中建筑物内部燃气管道泄漏后引发次生火灾的演化路径,通过对地震次生火灾蔓延过程的分析,构建了反映城市地震燃气泄漏次生火灾发展各阶段中间原因事件之间依赖关系的贝叶斯网络,确定了节点变量及其状态取值范围。通过对国内外地震灾害记录和专家经验判断结论的分析,给出了贝叶斯网络结构中各节点变量的条件概率。依据贝叶斯网络推理方法,比较了地震特征及建筑属性相同条件下,消防力量扑救、地下供水管网老损等节点变量取值不同时,地震次生火灾的发生、失控以及蔓延的后验概率。推理结果表明,扑救行动的及时与有效性对地震火灾灾害的发生概率影响显著,灾害现场的环境风速、建筑物间的防火距离等因素对火灾蔓延概率有着较大的影响。

CFD方法对突发性化学事故中危险物质泄漏范围的确定

简要分析了目前国内主要用于预测易燃易爆(有毒)物质发生泄漏事故后浓度扩散范围的计算方法。并介绍了国际上比较成熟的计算流体力学相关软件的数学模型及特点和边界条件的设置。针对液氨发生泄漏后氨气在一定大气环境条件下扩散的过程和特征,建立了相应的数学模型并设置了边界条件,通过数值计算得到氨气在水平方向风速环境下在三维空间内浓度分布规律。通过分析氨气扩散后爆炸浓度下限范围,探讨了如何设置警戒区的方法。最后分析了将计算流体力学方法应用于确定易燃易爆(有毒)物质泄漏后浓度范围的前景与不足。

防火防爆用网状金属材料

网状金属材料具有优异的防火防爆性能 ,良好的机械性能以及缓和燃油冲击等性能。分析了网状金属材料的防火防爆机理 。