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基于径向空间划分的昂贵多目标进化算法

自动化学报 2022年第10期48卷 2564-2584页

作者：顾清华周煜丰李学现阮顺领西安建筑科技大学管理学院西安710055 西安建筑科技大学资源工程学院西安710055

为了解决难以建立精确数学模型或者真实评估实验成本高昂的多目标优化问题,提出了一种基于径向空间划分的昂贵多目标进化算法.首先算法使用高斯回归作为代理模型逼近目标函数;然后将目标空间的个体投影到径向空间,结合目标空间和径向空... 详细信息

为了解决难以建立精确数学模型或者真实评估实验成本高昂的多目标优化问题,提出了一种基于径向空间划分的昂贵多目标进化算法.首先算法使用高斯回归作为代理模型逼近目标函数;然后将目标空间的个体投影到径向空间,结合目标空间和径向空间信息保留对种群贡献更高的个体;之后由径向空间中个体的位置分布决定下一步应该选择哪些个体进行真实评估;最后,采用一种双档案管理策略维护代理模型的质量.数值实验和现实问题上的结果表明,与5种先进算法相比,该算法在解决昂贵多目标优化问题时能够提供更高质量的解.

关键词：昂贵多目标优化问题高斯过程径向投影双档案管理策略

高海拔隧道施工粉尘运移特性及通风系统布置研究

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安全与环境学报 2024年第6期24卷 2269-2276页

作者：聂兴信李凯鹏洪勇张鑫马菁遥王哲王佳慧西安建筑科技大学资源工程学院西安710055

为了降低高海拔隧道掘进机(Tunnel Boring Machine, TBM)在施工过程中产生的粉尘污染并进一步提高通风除尘效果,进而改善作业人员工作环境,研究以某高原TBM施工隧道为研究对象,利用流体仿真模拟软件Fluent对长压短抽方式下不同送风风管... 详细信息

为了降低高海拔隧道掘进机(Tunnel Boring Machine, TBM)在施工过程中产生的粉尘污染并进一步提高通风除尘效果,进而改善作业人员工作环境,研究以某高原TBM施工隧道为研究对象,利用流体仿真模拟软件Fluent对长压短抽方式下不同送风风管、除尘风管位置和抽压比参数进行计算,并将模拟结果与经验公式进行比较,分析粉尘在隧道内的运移特性。研究结果显示:长压短抽通风系统下的粉尘会在风流作用下向除尘风筒一侧运动,其中大部分粉尘会经过除尘风筒排出隧道外,小部分粉尘会在除尘风筒与隧道壁处形成聚集,且隧道内的机械设备对粉尘扩散有阻碍作用;当送风管口在距离掘进面约17 m时,隧道后程粉尘质量浓度较大,在距掘进面20 m处,隧道内的沿程粉尘质量浓度较小;当除尘风管在距掘进面12 m时,隧道内沿程粉尘质量浓度相对较大,作业环境恶劣。其中,作业人员集中区域的粉尘质量浓度最高,可达65.44 mg/m3,在距掘进面6 m位置处时,隧道环境较好。与抽压比为0.5相比,抽压比为0.8时隧道沿程粉尘质量浓度降低50%,除尘效果达到最佳。研究结论可为类似高原地区大断面TBM施工通风方案设计提供科学参考。

关键词：安全卫生工程技术高海拔隧道掘进机(TBM)施工粉尘运移

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地下狭长空间排烟阀开启方式优化研究

安全与环境学报 2023年第10期23卷 3561-3567页

作者：赵江平杨锦扬倪雯宇高鑫西安建筑科技大学资源工程学院西安710055

地下狭长空间排烟阀的开启方式不同对排烟效果有一定的影响,目前大多数研究排烟阀开启方式为同时开启方式,从排烟阀的控制方式进行研究,针对现有排烟阀开启方式进行优化,采用逐个开启的点动控制方式。以某多层地下交通枢纽内的下行车道... 详细信息

地下狭长空间排烟阀的开启方式不同对排烟效果有一定的影响,目前大多数研究排烟阀开启方式为同时开启方式,从排烟阀的控制方式进行研究,针对现有排烟阀开启方式进行优化,采用逐个开启的点动控制方式。以某多层地下交通枢纽内的下行车道为原型,建立地下狭长空间模型,并运用火灾动力学模拟(Fire Dynamics Simulator,FDS)软件对地下狭长空间火灾进行模拟仿真,并分析各工况的减光率、烟气层高度、排烟效率和速度场参数的变化,比较2种排烟阀开启方式的排烟效果。结果表明:地下狭长空间内排烟阀采用优化后的点动控制方式,有效地解决了负压干扰问题,点动控制方式能和常规方法一样保持良好的烟气控制效果;但从模拟结果来看,点动控制方式的排烟效果提升并不明显。点动控制方式可为排烟阀开启方式的优化研究提供更好基础,也能够对类似工程排烟设计提供借鉴或参考。

关键词：安全工程狭长空间火灾排烟阀点动控制

风险感知对城市景区密集人群不安全行为的影响研究

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安全与环境学报 2023年第7期23卷 2379-2387页

作者：李华孔娇乔峥元白乐西安建筑科技大学资源工程学院西安710055

随着旅游业的持续升温,城市景区接待压力日益增加。为探究疫情背景下城市景区密集人群风险感知规律,降低游客出游风险,基于Sitkin-Pablo模型,剖析密集人群情景下个体风险感知对不安全行为产生的作用机理,构建包含风险偏好、风险感知以... 详细信息

随着旅游业的持续升温,城市景区接待压力日益增加。为探究疫情背景下城市景区密集人群风险感知规律,降低游客出游风险,基于Sitkin-Pablo模型,剖析密集人群情景下个体风险感知对不安全行为产生的作用机理,构建包含风险偏好、风险感知以及不安全行为的三维风险感知理论模型;从而构建风险感知结构方程模型(SEM),并依据451份有效数据对模型进行实证检验,最终达到提高景区决策科学性的目的。结果表明:风险感知对游客不安全行为有直接显著的负向作用,且社会心理风险感知对不安全行为的影响效应最大;风险感知偏好对游客不安全行为有直接显著的正向作用,且行为意向偏好对不安全行为的影响效应最大。

关键词：安全社会工程城市景区密集人群风险感知不安全行为

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地铁站抗涝韧性影响因素识别与分层研究

安全与环境学报 2023年第5期23卷 1457-1464页

作者：李华乔峥元西安建筑科技大学资源工程学院西安710055

为探究地铁站抗涝韧性因子之间的关系,提升地铁站的抗涝韧性,系统分析地铁站抗涝韧性影响因子间的重要程度及层级关系。以近年我国发生的地铁站内涝灾害事故案例为基础,基于韧性的概念,结合技术组织社会经济(Technical-Organizational-S... 详细信息

为探究地铁站抗涝韧性因子之间的关系,提升地铁站的抗涝韧性,系统分析地铁站抗涝韧性影响因子间的重要程度及层级关系。以近年我国发生的地铁站内涝灾害事故案例为基础,基于韧性的概念,结合技术组织社会经济(Technical-Organizational-Social-Economic,TOSE)模型识别地铁站抗涝韧性影响因素,通过Delphi法确定22个影响因素;采用矩阵决策实验室分析法(Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL)研究因素之间的相互影响关系,计算不同因素的重要程度,将因素聚集为强驱动集、弱驱动集;利用偏序规则,将对抗解释结构模型法(Adversarial Interpretative Structural Modeling method,AISM)与DEMATEL联系,构建地铁站抗涝韧性影响因素的多级递阶层次模型,分析韧性影响因素间的综合影响关系。结果表明:地铁站抗涝韧性影响因素分为直接、过渡与根源3类因素;水位监测与预警技术智能化、防洪专项应急预案完善度、应急响应速度、车站管理人员风险意识、排水设施性能、安全教育培训力度、灾害经验总结情况、安全资金投入是地铁站抗涝韧性的关键影响因素。

关键词：安全工程韧性雨涝灾害地铁矩阵决策实验室分析法(DEMATEL) 对抗解释结构模型(AISM)

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基于FRAM的煤矿生产系统应用

中国安全科学学报 2023年第6期33卷 73-79页

作者：郭进平马卓远孙寅峰韩欣亚西安建筑科技大学资源工程学院陕西西安710055

针对煤矿生产系统中因人、组织和技术交互影响所造成的系统复杂性增加,导致传统线性分析方法难以解决复杂系统问题,提出一种定量化的功能共振分析方法(FRAM)。首先改进FRAM方法,通过事故调查报告数据统计结果确定功能可变性概率,采用Apr... 详细信息

针对煤矿生产系统中因人、组织和技术交互影响所造成的系统复杂性增加,导致传统线性分析方法难以解决复杂系统问题,提出一种定量化的功能共振分析方法(FRAM)。首先改进FRAM方法,通过事故调查报告数据统计结果确定功能可变性概率,采用Apriori算法挖掘数据间的潜在关系,以此达到量化系统可变性的目的;然后以煤矿生产系统为研究背景,通过分析96起重、特大煤矿事故的调查报告和煤矿生产特点,建立具有14个功能的煤矿生产FRAM模型;最后采用改进的FRAM方法,找出煤矿生产系统功能模块间的非线性耦合共振链条及其事故演化路径。研究结果表明:企业生产前的安全检查落实不到位对系统造成恶劣影响;场景性能条件越差,越易造成更多的关键耦合,导致共振现象产生。

关键词：煤矿生产系统功能共振分析方法(FRAM) 安全管理复杂社会技术系统关联规则

火源空间位置影响下环形走廊安全区域划分研究

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安全与环境学报 2023年第3期23卷 756-764页

作者：赵江平储小婷欧阳的华西安建筑科技大学资源工程学院西安710055

为研究火源空间位置对高层建筑环形走廊安全区域划分的影响,采用PyroSim软件模拟不同火源空间位置下烟气温度、烟气浓度及烟气能见度的变化情况对环形走廊进行安全区域划分的影响。结果表明,火源距离地面竖直高度一定时,由于走廊拐角的... 详细信息

为研究火源空间位置对高层建筑环形走廊安全区域划分的影响,采用PyroSim软件模拟不同火源空间位置下烟气温度、烟气浓度及烟气能见度的变化情况对环形走廊进行安全区域划分的影响。结果表明,火源距离地面竖直高度一定时,由于走廊拐角的卷吸作用,走廊截面交界处的烟气温度和CO体积分数远高于无截面交界处,能见度则远低于无截面交界处,且落入重度危险区域。火源竖直高度越高,走廊拐角处同一位置烟气温度越高,当火源竖直高度上升到90 m时,走廊烟气温度最大增加到270℃。拐角和环形走廊中间部位烟气温度和CO体积分数明显高于其他部位,若无任何排烟措施,对人员逃生非常不利。当火源距离走廊窗口的水平距离一定时,火源距离地面的竖直高度越高,室外风速对走廊安全区域的划分影响越大。安全区域、轻度危险和中度危险区域面积随着火源位置高度的增加而增加,重度危险区域则逐渐减少,且火源位置高度越高,变化趋势越显著。

关键词：安全工程火源位置环形走廊安全区域高层建筑

基于改进YOLOv5s的外脚手架隐患图像识别技术

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中国安全科学学报 2023年第12期33卷 60-66页

作者：赵江平刘星星张想卓西安建筑科技大学资源工程学院陕西西安710055

为提高外脚手架安全管理的质量和效率,基于图像识别技术提出一种改进YOLOv5s的外脚手架隐患识别方法。首先,为解决背景信息过多造成的识别精度下降问题,在主干网络嵌入设计卷积注意模块(CBAM),获取隐患的各种细节特征;其次,改进原算法... 详细信息

为提高外脚手架安全管理的质量和效率,基于图像识别技术提出一种改进YOLOv5s的外脚手架隐患识别方法。首先,为解决背景信息过多造成的识别精度下降问题,在主干网络嵌入设计卷积注意模块(CBAM),获取隐患的各种细节特征;其次,改进原算法颈部特征融合模块为加权双向特征金字塔网络(BiFPN)结构,有效处理外脚手架隐患目标尺寸分布不均衡造成的多尺度特征不平衡问题;然后,使用边界框损失函数斯库拉交并比(SIoU)Loss替换原损失函数;最后,通过消融试验分析改进模块对模型性能的影响,并与其他算法进行对比分析,验证隐患识别效果。结果表明:改进后的网络实现均值平均精度(mAP@05:095)评分提升513%,召回率提升345%,对多尺度、多目标及复杂背景下的外脚手架隐患具有良好的识别效果。

关键词： YOLOv5s 外脚手架隐患图像识别多尺度特征均值平均精度(mAP) 加权双向特征金字塔网络(BiFPN)

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不同复杂度干扰影响下疏散标志搜索行为研究

安全与环境学报 2024年第6期24卷 2348-2356页

作者：李华刘航益朋洪亚萍王莉西安建筑科技大学资源工程学院西安710055 西安科技大学安全科学与工程学院西安710054

为分析不同复杂度干扰因素对疏散标志搜索的影响,招募33名志愿者进行疏散标志搜索眼动试验。组织被试者完成了3×3因素设计的疏散标志视觉搜索试验,并对眼动数据进行了非参数检验。结果显示:不同复杂度各类型干扰物对疏散标志搜索任务... 详细信息

为分析不同复杂度干扰因素对疏散标志搜索的影响,招募33名志愿者进行疏散标志搜索眼动试验。组织被试者完成了3×3因素设计的疏散标志视觉搜索试验,并对眼动数据进行了非参数检验。结果显示:不同复杂度各类型干扰物对疏散标志搜索任务均具有显著影响。在低复杂度水平中,物品类材料标志搜索用时最长;当复杂度增加至中等水平时,文字类、物品类材料标志搜索用时更长;至高复杂度时,图像类材料标志搜索用时更长。眼动数据分析显示,不同复杂度水平下,各类型材料眼动数据表现出显著差异。在低复杂度水平下,物品类材料注视点数量、扫视长度数据水平更高;在中复杂度水平下,文字类材料注视点数量、扫视长度明显增加;在高复杂度水平下,图像类材料注视点数量、扫视长度大幅增加,各注视点注视时长显著低于文字类、物品类材料。研究分析了不同复杂度水平各类型干扰因素对疏散标志搜索效率影响,分解了疏散人员视觉搜索眼动行为,可为提高疏散引导系统效能提供实证依据。

关键词：安全人体学视觉搜索眼动跟踪疏散标志干扰物复杂度