谱聚类和Apriori算法在建筑坍塌事故致因组合分析中的应用

建筑坍塌事故是人员伤亡和经济损失较大的事故类型之一。为探究建筑坍塌事故不同致因之间的关联和相互依存关系,首先,选取国内2015—2020年231份建筑坍塌事故报告作为研究对象,借助R语言平台进行文本挖掘,得到43个致因。其次,运用Python进行谱聚类,根据致因之间的关联强度对其进行聚类。最后,利用关联规则挖掘Apriori算法确定建筑坍塌事故致因之间的关键关联组合。结果表明,43个事故致因可分为5类,在每一个簇类中确定了最关键的致因组合,并提出了针对性的预防措施,为坍塌事故的预防和控制提供一种新的思路。

基于STM的建筑物体打击事故致因关联分析

本文为系统分析建筑施工物体打击事故的产生机理,深入探索了事故调查报告中记录的主要致因类型及其联系。首先,选取2012—2021年国内136例物体打击事故调查报告,运用文本挖掘技术对事故报告进行预处理;然后,构建结构主题模型(STM),引入协变量建筑工种、击打物体和季节,对事故报告文本进行致因主题生成;再运用共现矩阵可视化直观展示主题间的关联关系;最后,分析各项主题与协变量之间的关联。研究结果表明:物体打击事故报告中呈现9项致因主题,其中人为因素占比最大。对于3个协变量,建筑工种中技术工人所面临的危险更多;一年中物体打击事故多发于夏季和春季;击打物体中原材料类和工程机械类物体易造成事故。根据事故致因的关联分析结果制定针对性的风险防范措施,可提高施工现场的安全管理水平。

建筑坍塌事故发生机理的尖点突变模型及应用

为研究坍塌事故的发生机理,探索建筑施工系统随风险因素变化而发生坍塌事故的过程,有效预防坍塌事故的发生。基于突变理论,将建筑施工系统中人的因素、物的因素、环境因素和管理因素作为系统的控制变量,建筑施工系统的安全状态作为状态变量,建立坍塌事故随时间变化的动态尖点突变模型,通过模型分析事故致因的演化机理。利用2013~2019年中国发生的237例坍塌事故报告,对系统的控制变量、固有特征量、关键参数和系统的突变风险值进行量化。选取典型坍塌事故案例,建立风险-事故突变树,以表明事故的具体发生过程和风险因素之间的关系。利用Python对坍塌事故的尖点突变数据进行仿真,对事故发生机理进行定性和定量的分析,验证该模型的有效性。研究结果表明:当系统的2个控制变量发生突跳且与分叉集相交时,系统才有可能发生突变,进而发生坍塌事故,事故严重程度与控制变量的突跳值相关。系统中风险能量的释放导致风险值的积累,坍塌事故的发生是系统风险值不断积累的过程。可以通过改变控制变量的状态来降低坍塌事故的发生概率,提前进行人工干预,减小突跳值,防止事故的恶化。该尖点突变模型能够阐述建筑施工系统的突变机理,为坍塌事故的预防和控制提供新思路。

基于EAST和STAMP的高坠事故社会网络分析

为了研究在建筑施工过程中发生高坠事故的影响因素及其与施工主体之间的社会网络关系,提取2013-2019年207份高坠事故调查报告中的相关数据,将系统理论事故建模与过程模型(systems-theoretic accident model and processes,STAMP)的控制结构与系统团队合作的事件分析模型(event analysis of systemic teamwork,EAST)的框架相结合,构建了高坠事故系统的社交网络、任务网络、信息网络、控制网络及复合网络模型。通过社会网络相关指标,找到各个网络的关键节点以及最容易导致高坠事故的组合节点。研究结果表明:网络之间的节点具有较强的联系,施工单位、施工人员、教育培训不足、未佩戴安全物品等节点处于网络的核心位置,施工单位和教育培训不足组合是导致高坠事故最典型的组合。

基于STAMP-HFACS的建筑坍塌事故风险因素分析

为消除单一事故模型对事故报告研究的局限性和孤立性,融合STAMP(系统理论事故建模与过程)模型和HFACS(人因分析和分类系统)模型的优点,建立STAMP-HFACS混合分析方法,对2012~2021年的249个坍塌事故案例报告进行分析研究,识别出了27个坍塌事故风险因素。构建了坍塌事故网络,利用核心—边缘分析与中心性分析,识别出了未严格落实安全生产责任制、相关资质审查不到位、现场管理不到位、现场监理工作失职等关键风险因素,并且利用关联方向指数挖掘出了各个风险因素的原因结果特征。

基于特征提取的建筑坍塌事故决策链研究

坍塌是建筑施工过程中常见的安全事故之一。为了有效预防坍塌事故,选取2012~2019年国内226例建筑施工坍塌事故调查报告,建立坍塌事故变量集,使用CART分类回归树算法对变量数据进行分析,生成分类树,提取得到3个坍塌事故工作特征。使用IDEF0方法构建工作特征决策链并可视化,通过分析决策链找出每个工作特征的关键制约因素和最佳风险控制点。结果表明,在建筑施工活动准备阶段进行干预决策能产生更大安全效益,且工程控制手段更有效,可为建筑施工坍塌事故重点防控提供参考。

基于因素耦合的建筑施工安全系统脆弱性分析--以触电事故为例

以建筑施工安全系统的触电事故为例,以脆弱性理论为基础,将从2013-2020年期间发生的202起触电事故中提取出25个事故致因按照暴露因素和自身应对能力因素和二因素各自的人、机械、环境、管理归类为2类4种脆弱性因素。基于N-K模型计算各脆弱性因素耦合度,发现建筑施工安全系统中的脆弱性因素耦合度越大,触电事故发生的概率越大;当人、机械、环境、管理因素完全耦合时,建筑施工安全系统脆弱性最大。这个结论对提高建筑施工过程中用电安全管理有参考价值。