应急管理交叉学科背景下实验室建设路径探讨

应急管理交叉学科建设是实现“大力培养应急管理人才,加强应急管理学科建设”的关键。在交叉学科的背景下,应急管理学科实验室建设过程会遇到应急管理学科所特有的发展瓶颈,因此可以从应急管理交叉学科发展的角度探索其实验室的建设路径,更有针对性地促进实验室发展,进而促进该学科的科技创新和产业革新。通过分析应急管理交叉学科建设的经验与困境,提出应急管理学科实验室建设可借鉴的思路和所面对的共有和特有的问题,并总结了完善体制机制设计、优化实验技术队伍结构、促进科研协同攻关这3个方向在实验室建设方面的应用,以期推进应急管理交叉学科实验室的特色发展。

基于声波衰减模型对液体管道泄漏位置的极大似然估计

传统声波衰减定位模型在实现定位前需要进行管道运行参数的确定以便计算衰减模型中涉及的参数。针对该问题提出一种新的传感器布置方式,即在泄漏点上下游均放置两个传感器,通过上(下)游两传感器之间实验信号幅值比值获取衰减参数。通过变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)这一信号处理方法对实验信号进行降噪,研究不同泄漏口径(3,6,8,10,12,15,20和27 mm)以及不同探测距离对泄漏信号的影响,最终借助极大似然估计(maximum likelihood estimation,MLE)法在衰减模型基础上进行泄漏定位。结果表明在不同泄漏口径以及不同传感器探测位置下,该方法可对泄漏进行有效定位,定位效果好于时差法且误差在15%以内。此外,敲击实验定位误差小于7%,佐证了该方法的有效性。

基于Softmax回归模型的地震灾害损失预测评估研究

文章在对地震灾害损失进行等级划分基础上,提出一种利用Softmax回归模型对地震灾害损失进行评估预测的方法。该方法以我国2005—2017年的全国地震数据作为样本集,将震级、震源深度、震中烈度、抗震设防烈度、设计基本地震加速度、灾区人均GDP、灾区人口、受灾面积等数据作为特征参数,在Softmax回归损失函数中加入权重衰减项后运用梯度下降算法进行求解,采用最小损失函数值对应的模型参数来构建Softmax回归模型,对地震灾害损失等级进行评估和预测。研究结果表明,与支持向量机(support vector machine,SVM)和传统逆向传播(back propagation,BP)神经网络相比,该方法具有更高的地震灾害损失预测精度和能力,其测试精度达到78.571%。

基于多灾害耦合叠加模型的区域地震风险评估

现实物质空间环境的多样导致地震及其引发的崩塌、滑坡等灾害具有关联复杂性,严重干扰减灾应急处理过程中的有效判断。因此,提出了一种基于多灾害耦合叠加模型的区域地震风险评估方法。首先,根据单一灾害在区域内产生风险值理论模型,推导出多种灾害在同一区域引起的风险耦合叠加模型。其次,以公共安全三角形理论为基础,从致灾因子威胁度、承灾体脆弱度、应急减灾能力3个维度构建区域内风险矩阵模型。再次,应用耗散结构理论和能量守恒定律得出地震触发多灾害的演变过程和各灾害间相关性,依据多灾害耦合叠加模型和风险矩阵评估区域及其内部个体的地震风险。对区域进行网格化,使用ArcGIS对每个网格点的地震风险结果进行可视化渲染。最后,以四川省甘孜藏族自治州相关区县为例进行评估,结果表明,新龙县和理塘县交界处地震风险较高,雅江县和道孚县地震风险处于次高范围,但区域内个体受多灾害侵袭的可能性较低。

油品管道泄漏静电效应数值模拟研究

近年来油品泄漏造成的火灾或爆炸事故频发,给人民生命财产安全带来巨大威胁。针对这一问题,采用数值模拟研究了油品管道发生泄漏后管内的电势分布,分析了径向与轴向穿过泄漏口的电势分布。结果表明泄漏口中心最高电势比接地管壁电势高425V,而管道中心最大电势达到2245V。在管道未良好接地的情况下,泄漏管道的总电能可能达到8.93mJ,超过油品的最小点火能,很有可能点燃泄漏的油品。因此,为了避免管道泄漏可能造成的火灾爆炸事故,有必要及时采取措施检测与定位泄漏,并妥善处理泄漏油品。

基于传感信息集成化智能终端的实验室安全管理模式设计

大型重点化学实验室承担科研创新任务的同时,面临着设备仪器精密、物料危险性高、操作复杂等问题。针对大型重点化学实验室管理遇到的问题,设计了基于传感信息集成化智能终端的实验室安全管理模式。利用传感集成系统持续性地监测实验室人、机、物、环4个风险因素,并使用人工智能技术搭建的智能化终端实现超阈值预警、事故预测和应急决策建议,有助于实验室事故的预防以及事故发生后的快速响应。