采用改进FRAM模型方法的管道爆裂事故分析

近年来,主蒸汽管道爆管事故频发,为了找出管道爆裂事故的致因路径,有效预防和控制此类事故发生,以某重大蒸汽管道裂爆事故为例,采用时间和事件序列图(Sequentially Timed Events Plotting,STEP)技术和蒙特卡罗模拟方法对功能共振分析法(Functional Resonance Analysis Method,FRAM)进行改进,进行事故致因分析并建立屏障措施。结果表明,改进后的FRAM模型可以全面识别功能信息并且定量确定FRAM模型中各功能的变化及耦合关系,减少功能性能变化及潜在耦合变化分析的主观性,找出系统发生共振的功能及失效连接。最后,根据失效连接制定相应屏障措施来预防此类事故的发生。

复杂性系统视角下船员不安全行为功能共振分析模型

为分析船员不安全行为的形成,提出了基于功能共振分析方法(Functional Resonance Analysis Method, FRAM)和集对分析的不安全行为分析模型。通过辨识船员不安全行为形成因素,构建13个不安全行为影响因素的功能共振分析模型;引入区间值犹豫模糊熵和集对分析方法量化功能模块变异程度与表型,确定功能链接的耦合变异系数;结合船舶事故案例数据,得出不安全行为形成过程中导致不安全行为形成的主要路径。结果表明:船员不安全的关键指标涉及性格、工作强度等;船员不安全行为受到内外部因子影响,涉及12条不安全行为形成路径;船员不安全行为主要表现为自身特质、管理、专业素质易产生变异从而影响其他功能模块;信息传达、判断决策、动作、动作后确认易受到其他功能模块的影响,尤其是判断决策、动作等行为表现易受到影响形成不安全行为。

基于改进功能共振分析法的SPO风险演化

为充分识别单一飞行员运行(SPO)模式下各子系统要素间的交互关系和耦合作用,梳理风险演化机制,使用改进功能共振分析法(FRAM)构建定量分析模型。采用模糊综合评判法评估系统功能模块的功能可变性;引入结构重要性概念,分析计算系统功能模块的上下游耦合变异性,厘清系统各功能要素间耦合作用影响机制;针对SPO特定场景案例,应用蒙特卡罗模拟法计算功能共振风险指数,分析潜在功能共振情况,并设置有效功能屏障。结果表明:改进的FRAM法可以解释SPO的非线性耦合情况,空中交通管制服务、飞行员认知状态、机长操纵等模块的功能可变性耦合变化指数较大,均超过2.5;进近着陆场景中机组技术培训、重要气象信息、空中交通管制服务、地面信息保障等8个功能容易出现功能共振情况;结合功能共振结果,设置物理、象征、功能、隐形种功能安全屏障措施,并以此得出针对性运行保障建议。

基于三重网络模型的酒精依赖患者静息态动态功能连接分析

目的:探讨酒精依赖(AD)患者静息态三重网络(中央执行网络、突显网络、默认模式网络)动态功能网络连通性(dFNC)的变化。方法:于2020年2月-2021年3月采集15例酒精依赖患者和15例健康志愿者(正常对照组)的静息态fMRI数据。对预处理后的fMRI数据进行独立成分分析以获得大脑网络成分,并通过滑动窗口方法生成大脑网络的动态功能连接矩阵。并对所有dFNC矩阵应用k-means聚类算法确定大脑网络连接模式,获得受试者脑网络的时间属性。最后,使用斯皮尔曼相关分析评估异常时间属性(时间分数、平均停留时间、转换次数)与酒精依赖量表(ADS)评分之间的关系。结果:最终将15例志愿者和12例AD患者纳入本研究,并通过聚类分析得到四种重复出现的功能连接状态。与对照组相比,AD组在弱连接状态下花费时间较长,但在中央执行网络和突显网络之间的强连接状态下花费时间较少(P均<0.05)。双样本t检验结果显示,AD患者中央控制网络内的IC38与IC49之间的功能连接显著增强(P<0.05,FDR校正)。结论:AD患者中央执行网络的功能连接发生了变化,本研究为探索酒精依赖的复杂神经病理学机制提供了一定的见解。

有效连接分析在脑功能磁共振数据中的发展和应用

大脑是一个高度复杂的神经网络系统,随着磁共振成像技术的快速发展,目前研究逐步深入到人类大脑并行神经网络和不同脑区间的信息流,以更全面深入地探索脑功能机制。有效连接分析是近年来在脑功能网络方面的一个研究热点。对人脑功能网络进行有效连接分析,可能对神经精神疾病的病理机制和脑功能异常状态下的功能逻辑有着更好的理解。本文着重对有效连接的几种经典方法(包括结构方程模型、多变量自回归模型、格兰杰因果分析和动态因果模型)的算法原理、存在的问题、算法比较、最新发展及在大脑功能磁共振成像数据中的应用做简要介绍。

强降雨情景下附着式升降脚手架事故致因IFRAM-BN模型

强降雨事件频发造成附着式升降脚手架事故剧增,为提高强降雨情景下施工安全性,降低事故发生率,提出一种基于改进的功能共振分析模型(IFRAM)和贝叶斯网络(BN)相结合的事故致因分析模型。首先,从定性角度,利用IFRAM识别事故机制并深度挖掘系统功能共振情况;其次,将IFRAM映射至BN定量分析模型,并引入联系云优化计算各根节点的先验概率;最后,以西安“9·10”事故为例,进行实证研究并提出相应预防措施。结果表明:事故在安全状态为Ⅳ级时,发生的可能性最大。工人违规操作、未进行旁站等强制性监督、强降雨等是导致爬架事故的核心致因;强降雨环境→雨后架体载荷超载等致因组合是诱发爬架事故的关键。

基于FRAM的城乡自建房坍塌风险分析和应对

老旧、违规自建房坍塌事故是我国城乡现阶段面临的重大安全风险,基于功能共振分析法(FRAM)分析自建房坍塌事故系统风险-事故演化机制,并将影响FRAM各属性的风险因素分为政府监管、安全管理、相关人员、环境条件以及建筑物自身因素5大类,以湖南长沙“4·29”特别重大居民自建房倒塌事故为例对自建房坍塌事故的功能耦合过程进行定性分析,确定其失效链接,进而研究其预防控制方法。结果表明:自建房坍塌事故案例中,设计方案审查、政府备案部门审批、施工、发现坍塌风险、人员撤离5个功能模块的内部变化,引起功能模块的不正常振荡,通过非线性耦合共振引起多项失效功能链接,进而导致坍塌事故的发生。

基于功能共振的煤矿透水事故分析

国家煤矿安全监察体系建立以来,我国煤矿安全生产水平稳步提升,但水害事故仍时有发生,特别是近3年甚至出现抬头的趋势,深入研究透水事故发生的共性原因,对有效遏制煤矿水害事故,全面提升煤矿安全水平具有重要的现实意义。以湖南省源江山煤矿重大透水事故为例,运用功能共振分析理论及方法(FRAM),对事故调查报告进行深入分析;从技术和管理2个角度建立FRAM模型、建立屏障措施进行事故的系统分析和研究。结果表明,煤矿水害事故发生的原因通常是多种情况耦合共振发生。FRAM模型与煤矿透水事故分析契合度较高,分析失效链接可以很好地解释上下游功能之间的耦合关系,通过分析影响系统正常运行的失效链接,有针对性地制定屏障措施,可以有效避免生产系统功能失效共振导致事故发生。

基于改进ISM-FRAM模型的天然气管道风险事故致因分析

针对天然气管道风险事故的原因,提出了一种基于改进ISM-FRAM模型的天然气管道风险事故致因分析方法,介绍了解释结构模型(ISM)和功能共振分析模型(FRAM),对天然气管道事故致因分析的结构层次进行划分,分别计算了网络层级重要度及功能共振模型中的结构重要度。研究结果表明,使用ISM可以对FRAM模型的功能网络进行合理划分,便于工作人员对事故致因进行合理的流程分析,探究天然气管道风险事故出现的表象原因以及根本原因,以便制定合理措施,有助于全面提高天然气管道运行的安全度。

基于脑功能磁共振影像的视觉信息解读技术

介绍了以脑信号视觉计算模型为重点的视觉信息编码技术和以脑信号分类与识别为重点的视觉信息解码技术的发展现状;重点阐述了编码研究中的Gabor感受野模型、形式相似性分析方法和解码研究中的多体素分析方法,并讨论了分类器设计中的线性和非线性分类器以及特征选择问题;最后对该技术的发展趋势进行了展望。

基于FRAM-AHP法的公务航空飞行事故分析

为了有效分析公务航空飞行事故的主要原因,利用改进后的功能共振事故模型(FRAM)对公务航空飞行事故进行系统和量化分析。建立了功能共振事故模型,通过层次分析法(AHP)对功能模块上游功能输出和下游功能输入端的表型进行量化分析,根据权重来识别上下游主要的表型,从而找到功能模块间的失效连接,确定事故主要原因。利用该模型对某公务航空飞行事故进行分析,确定了导致事故的主要原因为公务机场保障能力不足、机组疏忽大意、飞行部教学训练大纲缺失、飞行部QAR译码能力不足、机务航前检查不足、机组起飞决策不当等。研究表明,FRAM-AHP法可以为公务航空飞行事故进一步分析提供技术支持。

基于FRAM的进近管制安全分析

进近管制系统是一个功能高度耦合、风险高度集成的社会技术复杂系统。为了阻断进近管制系统性能变化的传播,降低系统运行风险水平,运用功能共振事故模型(FRAM)对进近管制系统进行了安全分析。运用层次任务分析识别了进近管制系统各功能,并在描述各功能基础上构建了进近管制系统FRAM功能网络图。采用蒙特卡洛方法对FRAM进行量化改进,借助@RISK模拟出各功能的性能变化及潜在耦合,识别了进近管制系统中容易出现功能共振的关键功能和路径,并制定了性能变化防控屏障。结果表明,FRAM可以解释进近管制系统的非线性耦合,进近管制系统中飞行员/进近管制员建立通信等7个功能容易出现功能共振,并确定出了进近管制系统可能失效的关键路径。

一种基于独立成份分析的fMRI时-空模型数据处理方法

独立成份分析(ICA)是信号处理领域中新近发展起来的一种很有应用前景的方法,而脑功能磁共振(fMRI)信号的有效分离与识别是一个正在研究和试验之中的技术领域。因此,发展基于ICA的fMRI数据处理方法具有明显的理论价值和应用前景。本文首先介绍了ICA原理,分析了现行ICA-fMRI方法采用的信号与噪声的空域分布相互独立的信号模型所存在的明显不足,然后提出了微域中的信号与噪声的时域过程相互独立的fMRI信号模型熏从而建立了一种新的fMRI数据处理方法:邻域独立成份相关法。合理的fMRI实验数据处理结果验证了新方法的合理性。

基于FRAM的天津港“8.12”事故致因分析

为了探究天津港"8.12"火灾爆炸事故深层次原因,本文从安全Ⅱ视角,应用FRAM方法构建了生产安全系统功能图和"8.12"事故系统功能图,辨识了系统要素功能变化,研究表明该起事故是系统多要素功能连接失效、缺失共振作用的结果,未来事故预防应改善政府-企业-中介3方结构在生产系统中的作用与关系,以促进企业自主管理、提升监管队伍专业化和中介服务独立性。

基于FRAM的动土作业坍塌事故案例分析

为了解动土作业事故发生的根原因,有效降低事故发生率,采用功能共振分析法(FRAM)研究动土作业中的坍塌事故演化机制,并以长沙某公司天然气管道施工项目“11.11”一般坍塌事故为例,对动土作业的功能耦合过程进行定性分析,确定影响作业的主要失效链接。结果显示:培训教育落实不力是引起功能改变的主要来源之一;人员防护、施工检查、技术交底等功能的不正常震荡及非线性的耦合共振,影响多项失效功能链接。FRAM可为动土作业过程中的事故致因分析提供技术支持,未来可进一步研究定量分析。

静息态fMRI功能连接分析方法的研究与应用

鉴于寻找抑郁症诊疗生物指标的迫切需求以及日益成熟的fMRI数据分析技术和模式分类技术,进行了静息态fMRI的功能连接分析方法研究及应用。利用fMRI采集28名健康被试和38名抑郁症患者静息态功能磁共振数据,采用模型驱动的分析方法,从时域(相关分析、偏相关分析)和频域(相干分析、互信息分析)两个角度进行分析,对抑郁症患者和健康对照者进行选定脑区之间的各种方法的功能连接分析,研究结果表明抑郁症患者在脑功能连接上与健康对照组的显著异常,通过这些异常的指标作为特征进行模式分类,对于建立抑郁症诊疗的影像学指标起到了一定作用,从而可以更好地辅助抑郁症临床诊断和疗效评判。

基于5M模型的交通安全分析方法

为保障安全,需要对日益复杂的交通系统进行分析以确定其安全风险并加以控制。通过分析城市轨道交通安全功能,提出安全5M模型的要素及其关系,并以临时限速为例,采用功能共振分析法进行安全分析,识别临时限速的安全影响因素。结果表明:基于5M模型的安全分析方法可以全面地识别影响系统安全的元素及其相互关系,并针对性提出完整的安全控制措施,同时也表明基于5M模型的安全分析方法也可应用于道路交通系统中的安全评估。

Tropos-FRAM法在道路客运事故分析中的应用

为深入探究道路旅客运输事故致因,预防事故发生,运用功能共振分析法(FRAM)中的功能模块替换Tropos目标风险框架中的任务节点,提出Tropos-FRAM事故分析方法;采用该方法构建Tropos-FRAM失效功能—事件网络,并分析事故,根据分析结果建立Tropos处理层;以"8·10"特别重大道路交通事故实例验证该方法。结果表明:Tropos-FRAM能弥补原有FRAM模型的不足,从源头深入探究参与者功能模块失效、功能连接失效原因,从而提出更有效的事故预防方法。

基于改进ISM-FRAM铁路运输事故致因分析

为提高功能共振(FRAM)在铁路运输系统事故致因分析方面清晰度和完整性,提出新增环境模块的改进FRAM模型,刻画环境功能模块与其它功能模块交互耦合作用;通过引入解释结构模型(ISM),划分事故致因分析网络结构层次,分别计算分析网络层级重要度和功能模块结构重要度,并采用改进区间值犹豫模糊熵定量计算功能可变性和耦合损失度。结果表明:新增环境功能模块能有效分析与其它功能模块交互耦合作用,保证FRAM分析完整性;ISM-FRAM模型建立清晰事故层次结构,有助于理清事故致因;功能可变性和耦合损失度弥补FRAM风险评估定量分析不足,为功能屏障设置提供依据。

基于半定量的FRAM道路危险品运输事故分析方法研究

为弥补事故分析法在道路危险品运输事故致因研究方面的缺失,解决传统事故分析方法分析结果不全面、防控措施不具体且针对性较差的问题,引入半定量功能共振事故模型(FRAM),通过定量化功能上下游耦合变异性,阐述事故发生机理同时,找到系统关键功能和关键链路,制定防控措施重点监控。结果表明:基于半定量的FRAM道路危险品运输事故分析方法能够更快、更准确地找出事故发生的关键功能和关键链路,制定针对性防控措施,有效提高道路危险品运输系统安全性。研究结果可为道路事故分析提供参考。