Model calibration concerning risk coefficients of driving safety field model

Driving safety field(DSF) model has been proposed to represent comprehensive driving risk formed by interactions of driver-vehicle-road in mixed traffic environment. In this work, we establish an optimization model based on grey relation degree analysis to calibrate risk coefficients of DSF model. To solve the optimum solution, a genetic algorithm is employed. Finally, the DSF model is verified through a real-world driving experiment. Results show that the DSF model is consistent with driver's hazard perception and more sensitive than TTC. Moreover, the proposed DSF model offers a novel way for criticality assessment and decision-making of advanced driver assistance systems and intelligent connected vehicles.

Modeling the fate of paddy field pesticide in surface water and environmental risk assessment

The risk of drinking water is greatly concerned because of the large amount of pesticide applied to paddy field and the contamination of drinking water sources due to the runoff. A mathematical model is developed, based on the mass balance, to predict the fate of paddy field pesticides from application, runoff and mixing in a river, taking account of the physical chemical properties and processes of volatilization, degradation, adsorption and desorption. The model is applied to a river basin in Japan to estimate the contaminant level of several popularly used pesticides at the water intakes. The health risk in drinking water induced by each pesticide concerned is estimated and evaluated by comparing with the acceptable daily intake values(ADI) and with that induced by trihalomethanes. An index to evaluate the total risk of all pesticides appearing in water is proposed. The methods for risk management are also discussed.

高速公路隧道出口区域交通风险场识别研究

为分析车辆在高速公路隧道出口区域的行驶安全规律,定量识别风险水平,参考相关领域的场论研究,结合交通特征要素,提出交通风险场理论,从人-车-环境多角度考虑高速公路隧道出口区域的风险特征。首先通过驾驶员瞳孔变化差异,将隧道出口区域划分为隧道出口接近段、隧道出口段和隧道出口过渡段。其次参考环境风险场及场论等相关理论,将交通风险场根据不同因素的作用方式细化为点效应场、线效应场及面效应场,建立综合风险效应场模型。最后通过实地调查,获取云南省不同高速公路隧道出口区域的人、车、环境等相关交通信息数据,代入模型后得到高速公路隧道出口区域风险场。通过得到的交通风险场特征对照速度协调评价法得出的风险分布规律,验证交通风险场模型的可行性。结果表明:隧道出口接近段驾驶风险场强较大但影响范围小;隧道出口段的风险场强呈现先窄后宽的变化特征;出口过渡段前100 m路段风险水平最高,过渡段后100 m路段车速逐渐平稳,风险水平较低。通过交通风险场理论的应用可知,交通风险场强模型可以有效评估不同道路环境下交通风险分布,且较传统风险识别方式更加具有时空特征,可以准确地找到交通环境中的风险强点,针对性地进行调整,为今后的道路风险防控奠定基础。

基于风险场的不同认知次任务下接管风险评估模型

为有效评估不同认知次任务下L3级自动驾驶车辆接管时的风险,开展了驾驶接管风险评估模型研究。设计了城市快速路紧急接管场景并开展不同认知次任务下的驾驶模拟试验。考虑轨迹场、势能场和行为场因素,构建了接管风险评估模型。采用接管风险指数法,验证了所建模型的有效性。结合实测数据,量化不同认知次任务和回避操作类型对接管风险场场强的影响。结果表明:被试者进行接管操作后1~9 s内模型接管风险指数分布情况的M-W检验和K-S检验结果均为p<0.05,说明模型可以有效评估车辆在接管过程中的接管风险。此外,模型接管风险指数的均方根误差均值(0.062)小于碰撞时间倒数的均方根误差均值(0.098),说明模型在表征风险的准确性方面要优于碰撞时间倒数。研究结果可为接管过程中的车辆运行风险评估和避撞设计提供借鉴和参考。

高含硫气田集输SCADA安全评估方法

油气能源基础设施安全越来越受到组织化攻击威胁,因此,对能源基础设施尤其是对高含硫气田集输SCADA系统安全状态识别就显得尤为必要。为了揭示高含硫气田集输SCADA系统安全评估中随机性和不完全性对安全状态评估结果的影响,提出了基于云模型改进白化权函数的灰云安全评估方法。首先,对评估结果进行等级划分,设计了组合权重优化模型;然后,按照专家评分细则确定出样本矩阵,利用云模型改进白化权函数,形成灰色评估权矩阵;最后,结合优化后的权重通过逐级评估得到系统最终的风险值并确定系统风险评估状态。以3个实际应用场景为例,验证了方法的有效性。研究结果表明,与层次分析法、变异系数法、线性加权和乘法加权法比较,组合优化赋权方法的离散度为0.456,线性加权和乘法加权的离散度为0.514和0.860,层次分析法和变异系数法的离散度为1.294和1.225,提出的组合优化赋权模型的离散度最小,表明此方法比其他方法更有效;将SCADA安全评估中风险指标信息不完全性与专家知识的不完全性和随机性结合起来,不仅能定性评估和预测整体SCADA系统的安全状态,而且实现二级指标风险量化;该模型能揭示各风险指标的脆弱程度,为下一步安全加固提供方向。本研究不仅有利于识别高含硫气田SCADA系统安全状态,而且为其他行业安全评估提供了参考。

面向车载相机采集图像的智能汽车测试场景关键性量化模型

车载相机图像是构建智能汽车测试场景库的主要数据来源,但其中关键测试场景发生概率低,大部分场景的测试价值小,若将其直接应用于智能汽车测试会浪费大量测试资源。本文提出一种面向车载相机采集图像的智能汽车测试场景关键性量化模型。首先,基于实车相机参数对实车采集的图像进行处理,输出对行车安全具有影响的参数;其次,基于风险场理论将参数整合,输出测试场景关键性量化结果;最后,对实车采集的图像进行测试场景关键性量化验证,结果表明本文模型可以精确输出测试场景关键性的具体数值,进而对比不同场景的测试价值,证明本文提出的模型可以有效筛选智能汽车关键测试场景。

CRTSⅠ型双块式无砟轨道混凝土抗裂技术研究

CRTSⅠ型双块式无砟轨道受施工工艺及环境因素等影响,在一些薄弱环节易产生裂缝,影响高铁运营,引发安全事故。根据CRTSⅠ型无砟轨道预埋轨枕周边约束条件、底座板、道床板结构受力特点,平衡改善结构收缩变形和收缩应力,建立“水化-温度-湿度-约束-应力”多场耦合开裂风险模型,采用多场耦合模型、抗裂风险预控、抗裂措施管控、实时原位监测、动态措施保障相结合的方法,解决了CRTSⅠ型双块式无砟轨道混凝土裂缝病害,保证了混凝土结构施工质量。

2023年塔吉克斯坦M_(W)7.2地震InSAR同震形变场与滑动分布

利用Sentinel-1A卫星SAR影像数据,对2023年塔吉克斯坦M_(W)7.2地震开展同震形变提取,基于弹性位错模型进行断层反演,并以本文反演得到的右旋节面解为接收面,计算不同深度的静态库仑应力。同震形变结果显示,升轨LOS向最大形变量达15 cm,降轨LOS向最大形变量达16 cm。断层反演结果表明,此次地震最优发震断层走向为131.1°、倾角为85.7°,同震主滑移区分布在深度10~30 km范围内,以右旋走滑为主,最大滑移位置位于地下约20 km深度处,滑移量为3.49 m,未破裂至地表,矩震级为M_(W)7.16。库仑应力结果显示,该区域库仑应力符合帕米尔高原已有的应力场及地质学研究结果,随着深度增加,其影响范围以发震断层为中心向外扩张,且自5 km深度往下,应力加载区逐渐侵蚀应力卸载区,并开始以加载区为主,在约10 km深度处开始发生余震活动,与本次发震断层相邻的2条断层未来短时间内地震风险性较小。

基于数据场和云模型的洪水灾害风险等级评估

根据灾害风险系统的定义以及洪水灾害的特点,用灾情损失与地形危险性的综合作用描述洪水灾害风险。针对研究单元风险的内在联系和等级概念的模糊性、随机性,提出基于数据场和云模型的洪水灾害风险等级评估方法,以期为洪水灾害风险管理提供科学依据。以苏州市和上海市(崇明县除外)为例,首先用数据场对灾情数据进行扩散;再用云模型对地形进行等级划分;最后对两者进行耦合得到该地区的洪水灾害风险等级划分。结果表明:苏州市中心偏北区域和上海市中心区域综合风险等级最高,并向四周呈递减趋势;总体上中部风险等级最高,北部次之,南部最低。

行人过街场景下车辆避障路径规划与控制方法

为解决行人横穿过街场景下自动驾驶车辆安全避障问题,设计了一种基于行车风险场的车辆避障控制模型。考虑了行人加速运动中的潜在风险,采用了基于行人斥力场重心的新型避障函数,以优化横向避障距离。采用行车风险场理论,来构建全局路径规划层。基于模型预测控制(MPC),构建局部路径规划和跟踪控制器。在PreScan-Carsim平台上进行了仿真试验。结果表明:与跟踪传统静态全局路径相比,动态行车风险场下的避障行驶稳定性提高了7.21%,横向安全性提高了4.63%。因此,设计的控制器能够达到安全避障的目标。

我国球场观众暴力风险发生模型及风险管理研究

从风险的角度对球场观众暴力进行探讨,构建球场观众暴力风险发生模型,并在此基础上对我国球场观众暴力风险管理体系进行研究。研究表明:球场观众暴力属于大型社会活动风险,具有客观性、突发性、动态性和延续性等特征;球场观众暴力风险构成要素包括球场观众暴力风险因素、事故和损失;球场观众暴力风险发生模型是基于球场观众风险事件链、计划行为理论及球场观众暴力风险放大理论所构建的。风险事件链理论可以用来解释球场观众暴力风险的发生过程,计划行为理论可以对球场观众从心理变化到行为发生进行理论阐释,风险社会放大理论则解释了球场观众暴力的升级过程。我国球场观众暴力风险管理理论包括风险识别、风险评估和风险应对三方面,其中,球场观众暴力的风险应对体系主要包括球场观众暴力风险控制手段的选择和实施两部分。球场观众暴力风险发生模型及风险管理体系的研究,可为进一步进行这方面的实证研究提供理论依据。

高填方渠道溃堤洪水三维风险图研究

目前的风险图绘制研究中,洪水淹没计算多基于一、二维数值模拟,洪灾风险分析较少考虑地形危险性,未能真实反映复杂下游区域洪水淹没情况及洪灾风险分布.因此,本文提出基于三维数值模拟和数据场耦合的高填方渠道溃堤洪水风险图分析方法.首先,建立耦合VOF法的SST k-ω三维溃堤洪水演进数学模型,该模型结合了k-ω和k-ε模型的优势,增加了交叉扩散项,考虑了剪切应力的输送过程,能更精细地模拟湍流过程;其次,基于三维溃堤洪水淹没计算,引入数据场模型,考虑区域地形与洪水各灾情信息的综合风险,绘制三维洪水风险图,并与二维洪水风险图相结合,实现洪灾风险分布的详细、直观表达.以某高填方渠道为例,阐述了风险图绘制方法,分析了溃堤洪水的风险分布特征.

田径运动损伤病因预警动态链模型建立的初步研究

目的:分析和评估田径运动损伤的各种致伤因子,并建立运动损伤病因预警动态链模型,为运动员回避和降低损伤风险,保证正常训练和比赛提供参考。方法:通过文献资料、专家访谈和综合分析等方法分析和评估各种致伤风险因子。结果:田径损伤致伤因子可分为三类:内部致伤因子、外部致伤因子和刺激诱发因子。内部致伤因子增加损伤发生的倾向,在外部致伤因子的共同作用使运动员成为"易伤人群",而刺激诱发因子是导致损伤的必要条件。结论:结合两级预警机制建立了田径运动损伤病因预警动态链模型,为研发基于数据挖掘技术和移动计算技术的田径运动员伤病预警系统提供了相关的理论依据,并在山东省田径队伤病预警实践中取得了初步成效。

基于高斯隐马尔可夫模型的人机共享控制区域化决策算法

针对伺服级共享控制决策中权衡安全性、干预度与驾驶体验的问题,提出基于高斯隐马尔可夫模型(Gaussian Hidden Markov Model,GHMM)的人机共享控制区域化决策算法.此算法利用高斯分布函数表征驾驶人的实时相对驾驶能力;利用区域化的高斯矢量环境风险场量化模型表征不同环境区域的环境风险值以及其模糊风险等级;最后综合驾驶人绝对能力、驾驶状态以及环境风险实现人机共享控制中控制权的高可靠、合理分配.实验表明,本文提出的人机共享区域化决策模型能够在考虑驾驶人相对能力及环境风险源所在方位的基础上给予较为合理的控制权柔性分配方案,有效降低风险至智能驾驶模型可控范围内.

油气井井筒完整性系统风险评估方法

常规油气井井筒完整性风险性评价方法只是针对单一工况的,目前还没有油气井整个寿命周期内井筒完整性系统风险评价方法。为此,将油气井井筒关键结构(点)(如完井油套管柱、水泥环等)完整性风险评估和考虑多种工况的井筒综合完整性评估相结合,提出了油气井整个寿命周期(包括钻井、完井、生产、弃井等4种工况)的井筒完整性系统风险定量评估方法,建立了油气井井筒完整性系统风险定量评估模型和评价指标。利用该风险评估方法对普光气田气井整个寿命周期内的井筒完整性风险进行了评估,结果发现该气田气井井筒完整性风险较高,与现场情况相符。研究表明,利用提出的油气井井筒完整性系统评估方法可以评估油气井整个寿命周期内的井筒完整性风险,为降低油气井井筒完整性风险提供依据。

基于NVivo与集对分析的自然资源领域安全生产风险研究

为系统地梳理并分析自然资源领域安全生产风险,通过文献阅读、现场调研、专家座谈等方法收集自然资源领域内安全生产管理资料,构建包含土地、矿产、海洋、测绘、地勘5大领域的风险评判指标模型,使用集对分析法对模型的可靠性进行检验,采用NVivo质性分析方法对风险评判指标模型进行重要度分析。结果表明:所构建的风险评判指标模型较为可靠;5个领域下各指标编码频率按照由高到低将指标危险度划分为高度危险、比较危险、一般危险和轻微危险4个等级,其中不按批准用途用地(54)和园区间安全距离不足(51)、越界开采(51)、改变海域使用用途(48)、野外作业(24)、钻探作业施工(27)分别为5个领域内高度危险的指标;基于重要度分析从自然资源管理部门角度提出事故预防对策措施。

地下洞室群现场作业风险分析与向量模型

为了厘清地下洞室群施工现场作业风险因素间的关联效应,利用AMOS软件构建施工风险影响因素结构方程模型,对已建模型进行验证性因子分析,利用计算得出的M.I值对已构建的模型进行修正。根据所得模型计算出的路径系数和方差,对地下洞室群施工风险因素关联效应进行分析。结果表明:规章制度建设及执行、围岩稳定性、进场设备优良率、工人技术等级、工人逆反心理以及消极作业分别为各风险层次中影响最大的风险因素,且各风险层次间的关联效应表现出耦合关系;现场作业风险因素可分为现场主体因素、现场客体因素和现场控制因素3大类,它们之间成向量关系,以此为基础建立向量模型,可清晰直观地展示3大因素之间的主次关系。

GIS与数模支持下的油气田环境风险预警系统研究

简要介绍了油气田在建设与生产过程中对环境的影响,构建并开发了基于GIS与数模的油气田环境风险预警系统。系统包含大气污染模拟模型、地表水污染模拟模型和地下水污染模拟模型,实现了环境监测数据的管理、实时监测预警和污染模拟、快速应急响应三大功能。介绍了油气田环境风险预警系统的设计及基本功能,探索了将地理信息系统与数学模型相结合运用于油气田环境风险预警的方法。实践表明,以GIS技术为平台,结合数学模型为辅助进行环境风险预警是可行的。

特高压输电线路树障隐患预判及仿真分析

针对输电线路树障隐患的研究,主要在于树冠距架空导线的净空距离和间隙绝缘特性两方面.以云-广特高压直流输电线路为研究对象,结合当地的气象条件和立地信息,分别建立导线下方树障隐患预判模型和导线旁树障隐患预测模型.利用Richard方程,建立树高生长预测模型作为树障的动态边界条件.运用解析法计算树冠距导线空间畸变电场,与线路间隙最小击穿场强进行比较,对是否发生树闪故障进行预判.通过Ansoft软件,对导线距树冠空间电场分布进行仿真分析.由分析可得,树高为18.591 m的树木畸变电场强度为662 480.043 V/m,线路间隙最小击穿电场强度为38 230 V/m,树冠处畸变电场强度远大于击穿场强,严重威胁线路安全运行对树障隐患作出提前预判.

船舶在狭水道航行的碰撞危险性评价研究

在分析狭水道船舶碰撞事故的发生和避碰行为的基础上 ,应用模糊集理论 ,提出了船舶在狭水道航行的碰撞危险性评价模型。