To investigate the fire characteristics and evolution under the coupled influence of various factors during an aircraft fire accident, this study takes the double-deck aircraft A380 as an example. Based on the concept of digital twins, an integrated aircraft information mirror digital model is established by combining sensor data from the aircraft. This model elucidates the fire simulation approach of physical entities and virtual space under the digital twin concept. Fire simulation software is used to simulate the aircraft fire, obtaining time–space distribution values of fire parameters such as CO concentration, temperature, and visibility range, thereby enhancing the analytical capability of aircraft fire accident simulations. Taking the cabin luggage fire as an example, the results show that when a luggage fire occurs in the middle of the upper deck cabin, within the 90s emergency evacuation time of the aircraft, the fire parameters in the upper deck cabin do not reach the ASET (Available Safe Egress Time) criteria, except for the position near the fire source where the visibility drops below 5 m at 44 s. The fire parameters in the other locations have no significant impact on personnel. In the lower deck cabin, due to the partitioning of the upper and lower decks, no significant changes in fire parameters are observed.
The gas in a coal seam is a clean energy source, but it is also the main cause of gas accidents during the mining of mineral resources. There is a large pressure–relief gas influx in the upper and lower adjacent layers of 1211 working face in the Wanfeng Coal Mine in Jinhui, Shanxi Province, China. Based on the evolution law of overburden fractures, the collaborative pressure–relief gas extraction mode of “directional drilling in the gas-conducting fractured zone + staggered buried-pipe in the goaf” is innovatively proposed. The research results indicate that, under the influence of gas pressure gradient and buoyancy, a gas–concentration enrichment zone is formed at a distance of 10.8–24.1 m from the boundary of the mining layer. After optimizing the arrangement of roof directional-drilling layer and layer position, as well as the staggered distance of buried pipe drainage, the average gas-drainage rate reached 83.2% during the test working face, and the gas volume fraction in the upper corner was maintained below 0.7%. This mode can greatly improve the efficiency of mining mineral resources and gas energy utilization in short-distance coal seam groups, while solving the problem of gas accumulation in the upper corner caused by negative pressure of air flow during the mining process of mineral resources.
为验证震-电联合探测技术在地质构造与瓦斯富集区域探测可靠性与准确性,提出无线电波探测、地震槽波探测与瓦斯涌出变化相结合的方法,开展工作面震-电联合探测响应特性与佐证分析研究.研究结果表明:通过0.30 MHz频率无线电波定点扫描方法可穿透工作面后稳定接收,根据探测衰减系数、相对衰减值圈定异常区域并实现工作面透视层析成像与地质解释;通过槽波双透射方法,探明工作面内部体波发育且相轴连续、槽波发育区域与工作面煤厚趋近一致,根据体波与槽波联合反演实现工作面地震槽波反演与地质解释;基于震-电联合探测技术,可将工作面划分为正常段、裂隙发育段、瓦斯富集段等不同属性区段,同时,工作面回采期间瓦斯涌出特征与探测成果的工程响应有效验证震-电联合探测成果.研究结果可有效实现工作面地质构造与瓦斯富集的超前探测,为工作面通风与瓦斯治理提供较好的理论依据与技术指导,也可为矿井智能精准开采与地质透明化提供参考借鉴.
为科学应对城市大面积停电事件并提升应急能力,首先基于我国部分省、市、县(区)及电力相关企业发布的 198 份大面积停电事件应急预案,按照应急处置流程总结预防准备、监测预警、处置救援、评估重建 4 个一级指标和 11 个二级指标;其次,提取预案中针对城市的高频风险因素构建三级指标;最后,结合层次分析法和熵权法计算各个指标的综合权重值并结合实例进行验证分析.研究结果表明:基于特征选择构建的应急能力指标体系与实际应急处置过程和措施具有一致性,能够全面表征城市大面积停电应急能力的关键节点;增加对权重值较大指标的投入能够有效提升城市电网系统应急处置能力.研究结果可为城市提升其应对大面积停电应急处置能力提高参考.
In order to determine the key risk factors of risk assessment on the gas pipeline network, the gas pipeline network in A province was taken as the analysis object, then the risk level of gas pipelines was determined by combining with the experience of front-line personnel, and an importance analysis method for the risk factors of gas pipeline network based on Logistic regression was proposed.Using the sample augmentation and random sampling, 400 balanced samples were selected as the input for the assessment data of pipeline network.The factor analysis method was used to reduce the dimension, and three common factors were obtained and used as the first-level indexes to reversely construct the index system of the risk assessment on gas pipeline network.The ordered multicategorical Logistic regression method was used to rank the importance of risk factors according to the absolute values of regression coefficients.The results showed that the external environment had the relatively higher contribution degree to the risk of gas pipeline network, followed by the network’s own factors and maintenance inspection.The research results can provide theoretical basis and methodological reference for the risk prevention and control of urban gas.
2023 年11 月15 日,北京市市场监督管理局组织召开了北京市地方标准《尾矿库建设生产安全规范》(DB11/T 1252)审查会. 《尾矿库建设生产安全规范》由中国安科院矿山安全技术研究所承担编制.
为了分析中国航空网络在遭受外部攻击时的可靠性,以机场以及机场之间的交互关系为研究对象,以班机流量和场站距离作为权重指标,运用复杂网络的分析方法,构建中国航空加权网络.在航空网络关键节点选取方面,提出基于场站距离以及班机流量的综合效率分析法,对航空网络进行蓄意攻击和随机攻击,并基于2022 年9 月份的国内(不含港澳台)全部航班计划进行仿真.研究结果表明:中国航空网络呈现小世界性和无标度性;相比于度攻击,本文提出的基于效率指标的攻击方式对网络的破坏更强,网络的可靠性下降更快.研究结果对航空公司和机场在受到突发事件影响时采取相应改善策略,具有一定的参考意义.
为有效预防海底原油管道腐蚀失效事故,提出1 种基于贝叶斯参数学习的海底原油管道腐蚀状态评估方法.考虑均匀腐蚀、点蚀和微生物腐蚀等3 种管道腐蚀类型,构建海底原油管道腐蚀因果关系概率网络模型.离散化模型节点状态,初始化各节点的状态概率,利用贝叶斯参数学习方法量化处于不同腐蚀状态下的管道腐蚀速率与腐蚀坑深的概率,并以某实际海底原油管道为例进行实例验证.研究结果表明:实例管道腐蚀速率处于"严重"、"高"、"中"、"低"状态的概率分别为0.45,0.32,0.19,0.04;腐蚀坑深处于"严重"、"高"、"中"、"低"状态的概率依次为0.38,0.29,0.24,0.08.这表明该管道遭受严重腐蚀风险的可能性较大,需采取措施降低管道失效风险.研究结果对于海底原油管道腐蚀失效风险管理具有重要意义.
为研究楼梯内人员疏散速度及流率的影响因素,开展高层建筑楼梯单向下楼疏散和单层楼梯双向疏散 2 项实验.在高层建筑楼梯单向下楼疏散实验中,研究有汇流和无汇流工况下人员疏散速度的差异,研究结果表明:楼层平台处汇流现象对汇流点以下邻近楼层内人员速度存在不利影响;在单层楼梯双向疏散实验中,设计3 种运动模式和9 种上下楼人员比例工况,研究结果表明:上楼人员速度普遍小于下楼人员;上下楼人员比例对梯段上人员运动速度不存在显著影响,但是会影响平台上人员的运动速度以及疏散终点断面的人员流率;人员速度与流率存在显著的线性正相关.研究结果可为多高层建筑人员疏散管理提供理论支撑.
为探索针对西南林区松树林火灾的高效灭火剂,搭建松木木垛燃烧-灭火剂喷放试验平台,选取西南地区马尾松、云南松等松木条构建木垛,模拟室外松树林木燃烧,对比测试高分子水凝胶与普通泡沫灭火剂在混合比 0.3%和 0.5%下的灭火效果,并计算水凝胶灭火剂的灭火强度.研究结果表明:高分子水凝胶灭火剂的灭火时间少于普通泡沫灭火剂灭火时间,能快速抑制室外松木火焰的燃烧和传播,结束喷放后木垛温度始终低于复燃临界温度;混合比相同时,水凝胶降温速率高于泡沫灭火剂,其灭火效果优于泡沫灭火剂;计算得出高分子水凝胶灭火剂扑灭松树林火灾强度约为0.065 L/(s·m2),水凝胶灭火用量仅为所需水的54%,约为同样情况下所需泡沫灭火剂用量的87%.研究结果可为西南地区森林防灭火提供参考与借鉴.
为揭示我国沿海水域船舶碰撞事故形态特征,基于 293 份 2013-2021 年我国沿海水域船舶碰撞事故调查报告,运用贝叶斯网络分析方法,探讨船舶碰撞事故形态与事故时间、事故地点、事故环境和事故后果之间的关系.研究结果表明:我国沿海水域发生干货船与渔船碰撞事故的概率较高;我国沿海水域船舶碰撞事故多发生在夜间、沿海航路、通航环境复杂情景下,多造成沉船、人员死亡/失踪的事故后果;不同的事故季节、事故时段、事故地点、风级、能见度、通航环境下船舶碰撞事故形态的分布存在差异;与其他船舶碰撞事故形态相比,干货船与渔船碰撞导致人员死亡/失踪、沉船的概率较高,而导致船舶溢油的概率较低;强风是对船舶碰撞事故形态敏感性较高的特征变量.研究结果可为我国沿海水域船舶碰撞事故治理提供理论参考.
为了更及时、准确地发现施工场景中潜在空间事故要素,减少相关事故发生.提出1 种结合视觉检测与透视变换下的图像距离估计技术的施工空间冲突事故险兆特征检测方法,该方法以YOLOv7 为基础模型,将主干网络替换为轻量级MobileOne,同时在特征融合网络与检测头中分别加入SPD-Conv卷积构建块及SimAM无参数注意力机制.实现目标检测、运动状态判别、距离测算3 大功能模块的整合,感知空间冲突事故险兆特征进而及时阻断事故演进.研究结果表明:此方法在险兆目标检测任务中相较原始网络在mAP精度小幅降低2.79 个百分点的情况下检测速度提升了50%;其次,运动属性险兆特征平均识别准确率达91%以上,测距精度保持在92%～96%.研究结果可为实现施工场景空间冲突险兆特征的有效检测提供参考.
为更好地管理和利用燃气轮机故障知识,提高故障诊断的效率,提出燃气轮机故障知识构建方法.首先,根据故障文本知识特点,并结合专家知识设计燃气轮机故障文本知识本体概念模型.其次,采用BERT-BiLSTM-CRF、BERT-BiLSTM-Attention等深度学习模型实现燃气轮机故障命名实体识别及实体关系模型训练,在引入BERT模型获取动态字符后,相比BiL-STM-CRF模型,实体识别模型的综合评价指标F1 提高7.98 个百分点,相比Word2Vec特征表示方法提高0.89 个百分点;在关系抽取中将BiLSTM-CRF抽取模型中的CRF模型替换为Attention模型并引入BERT模型后,综合评价指标F1 提高8.49 个百分点.最后,使用Neo4j图数据库完成知识的存储工作,并将知识图谱用于辅助故障分析.研究结果表明:知识图谱技术能够实现对燃气轮机组成部件故障先验知识的利用以及对故障原因的解释.研究结果可为燃气轮机故障诊断提供知识支持.
为更精准评价城市老旧社区安全风险,提出1 种基于Bow-tie模型(BT)和贝叶斯网络(BN)的城市老旧社区安全风险评价方法.首先,基于事故致因理论,结合BT模型构建出包含人、物、环境3 个维度的城市老旧社区安全风险评价指标体系;然后,构建基于BN的城市老旧社区安全风险评价模型,利用BN方法进行风险测度,得到城市老旧社区安全风险等级;最后,将BT-BN模型应用于深圳市Y社区安全风险评价中以验证该模型的适用性和可行性.研究结果表明:深圳市Y社区安全风险总体等级为低风险,通过BN反向推理得出Y社区的个人不安全行为、社区基础设施脆弱性、社区周边设施危险性为高风险因素;该模型在社区安全风险分析方面具备可行性,与传统社区安全风险评价相比,该方法兼具准确度高与应用性强等优点.研究结果可为城市老旧社区安全风险防范提供一定参考.
为研究矿工间不安全行为的传播机制并有效控制矿工的不安全行为,基于传播动力学理论,构建矿工不安全行为 5M(M1-M2-M3-M4-M5)传播模型.设定矿工不安全行为的传播途径、时间周期、初始参数等,模拟不同矿工状态之间的动态转化关系;研究不同转化率对矿工不安全行为传播过程的影响和系统稳态下的最优转化率.研究结果表明:5M传播模型能够客观反映矿工不安全行为的传播过程,恶化率、整改率和遗忘率的提高可导致不安全行为的传播,提高管控率、矫正率和醒悟率可抑制不安全行为的传播,最终得到系统稳态下的最优转化率.研究结果可为预测和控制矿工间不安全行为的传播提供 1 种新的思路.
为了提高矿山微震震源定位精度及定位稳定性,提出线性方程-Adam定位方法.通过仿真模型实验分析各参数对定位结果的影响,最后利用柿竹园矿爆破实验和人工爆破实验验证该定位方法的定位精度及定位稳定性.研究结果表明:线性方程-Adam算法在2 个实验中的定位误差分别约为3.9,8.2 m,相较于提到的其他算法,其定位精度均提高了30%以上.研究结果可为矿震震源反演定位提供参考.
2023 年11 月15 至16 日,中国安全生产科学研究院周福宝院长带领安全生产理论与法规标准研究所、交通安全研究所、矿山安全技术研究所、职业安全健康信息与培训中心、安全生产风险监测预警中心等部门科研骨干一行到国家能源集团朔黄铁路公司和黄骅港务公司,就安全生产管理体系建设进行了专题调研.
为了研究岩石在冻融循环作用下所产生的细观损伤,基于PFC软件,采用水颗粒体积膨胀所产生的膨胀力等效为冻胀力方法来模拟岩石冻融循环过程,结合岩石冻融循环后岩石单轴试验,从颗粒间的接触力、位移和微裂纹发展过程等细观层面对砂岩冻融损伤过程进行分析.研究结果表明:随着冻融次数的增加,试样边界区域相比中心区域更容易发生损伤,颗粒间接触量及接触力逐渐减小,导致裂纹数量增加,并以拉伸裂纹为主,但剪切裂纹占比在逐渐增加.研究结果可为寒区矿产资源安全开采提供理论依据.
为研究无导洞施工技术在连拱隧道施工过程中支护体系各部分受力和变形状况,依托潘口连拱隧道工程并结合现场施工方案,采用数值分析软件建立不同工况模型,通过与现场监测结果进行对比,分析无导洞施工隧道的受力变形特征.研究结果表明:无导洞施工与中导洞施工的变形相差较小,可在围岩条件较好的隧道中使用,但存在先洞与后洞相互扰动变形的问题,现场监测左洞受扰动沉降占总沉降变形的53.3%,左右洞的水平位移结果相差较大,右洞采用CD法先开挖中墙侧能有效降低对左洞的施工扰动.
为研究环境风对室外变压器火灾发展过程的影响,开展不同风速下变压器油池火燃烧特性实验,分析火焰结构、质量损失速率和燃料层温度等特征参数的变化规律.研究结果表明:变压器油池火火焰结构随风速改变发生变化,当环境风速较大时,火焰会出现断裂脱离现象;环境风作用下,油池火质量损失速率具有3 类转折点,同时临界风速与浮力诱导速度之间存在线性关系;变压器油池火燃料层自上而下可分为沸腾层和温度梯度层,沸腾层温度约为 330℃,沸腾层厚度与环境风速相关性较为显著,与油池直径相关性不显著.研究结果可为变压器火灾防控及消防策略制定提供参考.
