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期刊信息/Journal information
安全与环境学报
安全与环境学报

冯长根

双月刊

1009-6094

aqyhjxb@263.net；aqyhjxb@bit.edu.cn

010-68913997

100081

北京市海淀区中关村南大街5号

安全与环境学报/Journal Journal of Safety and EnvironmentCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是安全与环境学科的学术性双月刊，主要刊载石油、化工、生态、环境、矿业、信息、网络、冶金、建筑、交通、勘探、国防等领域的相关论文。本刊的办刊宗旨：交流安全与环境方面研究的最新成果，发展安全与环境科学技术，培育安全与环境科研队伍，为中国和全球的工业安全和环境保护服务。本刊主要读者对象：相关科研院所科技工作者，大中专院校相关师生，政府部门管理及决策者，厂矿企业技术人员及管理人员。本刊特别注重为博士生、硕士生科研服务。
正式出版
收录年代

    融合BWOSP-VMD-TOPSIS降噪和深度学习的旋转机械故障诊断

    唐宇峰曹睿胡光忠阳明君...
    3809-3817页
    查看更多>>摘要：提出了一种融合改进白鲸优化算法(Beluga Whale Optimization with Stranding Phase，BWOSP)、变分模态分解(Variational Mode Decomposition，VMD)和理想排序法(Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution，TOPSIS)构建综合指标，并结合深度学习的旋转机械故障诊断方法。首先，通过加入"搁浅"阶段建立了一种新型BWOSP算法;其次，利用BWOSP-VMD得到(K，α)最优参数组合;再次，考虑各本征模态分量的中心频率、相关性系数、峭度指标和包络熵通过TOPSIS构建综合指标并进行筛选、重构;最后，将BWOSP-VMD-TOPSIS降噪方法与多种深度学习模型相结合，以某轴承故障为例计算了故障诊断准确率和F1值，并与多种方法对比验证了方法的有效性和泛化性。结果表明，基于BWOSP-VMD-TOPSIS和深度学习的故障诊断方法能对含有强噪声干扰的旋转机械故障信号有效降噪并准确进行故障诊断，具有较强的泛化能力。

    安全工程信号降噪故障诊断改进白鲸优化算法(BWOSP)变分模态分解(VMD)理想排序法(TOPSIS)

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    铜包铝护套线过电流诱发短路故障过程及痕迹特征研究

    李阳常锐满朋睿林庆文...
    3818-3826页
    查看更多>>摘要：铜包铝护套线常被用于铜芯护套线替代线，但其承载能力差，易发生过电流故障诱发短路引发火灾。通过分析此类护套线发生过电流诱发短路故障时的典型现象及电压电流波动，研究短路发生所需时间、拉弧次数、燃烧持续时间等过程参量随过电流值变化规律，并得出典型痕迹特征。结果表明:5。50倍额定电流(rated current，Ie)是此类护套线过电流故障诱发短路的最低电流;过电流诱发短路所需时间随着过电流值增加呈指数递减关系，由5。50Ie时的148。9 s，降至8。80Ie时的40。1 s，但短路引燃后平均燃烧持续时间呈先增高再降低的趋势，在7。15Ie时最长，达22。72 s;此种护套线过电流故障诱发短路均呈现多次反复拉弧的特征，拉弧次数最多可达55次，产生大量线芯电弧熔痕和短路迸溅熔珠，呈现珠状、叠加珠状，组织以树枝晶为主。研究结果对认定铜包铝护套线过电流诱发火灾及痕迹鉴定具有一定指导作用。

    安全工程电气火灾过电流短路过程铜包铝护套线

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    GO-PVA注浆材料的制备及其强度特征研究

    郭鑫李大芳鲁义施式亮...
    3827-3838页
    查看更多>>摘要：由于瓦斯抽采钻孔周围稳定性较差，受扰动影响易致钻孔周围煤岩体产生新的裂隙，进而降低瓦斯抽采效率，为填补现有材料颗粒大、胶结能力差的缺陷，引入纳米材料和高分子聚合物材料改善瓦斯抽采钻孔封孔材料的性能，并分析纳米材料氧化石墨烯(Graphene Oxide，GO)、高分子聚合物聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)纤维复掺于水泥基注浆材料中的宏微观强度特征。采用单因素试验探究GO最佳质量分数及PVA纤维最佳长度和质量分数，确定最优值后再与普通水泥注浆材料进行复合对比试验，并通过单轴压缩测试不同养护龄期下的强度变化规律，结合蠕变特性、相似模拟和扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)图像，探讨复合材料的增强机理。研究结果表明:两类添加剂均对水泥基注浆材料抗压强度展现出有效的提升作用，尤其是当氧化石墨的质量分数为0。04％，PVA质量分数和长度分别为0。2％和3 mm时，其抗压性能达到顶峰，密封性能提升，抵抗外界应力变化的能力得到增强。研究结果可为封孔注浆材料的研发提供基础。

    安全工程氧化石墨烯聚乙烯醇(PVA)纤维力学强度水泥基材料

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    航班延误传播模型研究

    梁文娟连蓉蓉
    3839-3846页
    查看更多>>摘要：为研究航班延误传播规律，利用真实航班运行数据构建机场航班网络。基于易感-感染-免疫(Susceptible-Infected-Recovered，SIR)模型建立航班延误传播模型，选用梯度下降法求解模型参数;以最大连通子图比例(S)作为网络抗毁性指标，使用选择性攻击和随机攻击策略分析抗毁性;将航班延误传播模型与长短期记忆(Long Short-Term Memory，LSTM)网络预测模型、马尔科夫模型进行延误预测比较，引用历史数据进行实例分析。结果表明:机场航班网络平均路径长度为2。387，聚类系数为0。58，度分布呈双幂率分布，具有小世界和无标度特性;随机攻击删除节点累计300个，S＞0。5，网络抗毁性强，选择性攻击删除节点比例15％～20％，S=0，网络抗毁性差;航班延误传播模型平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error，MAPE)分别与LSTM预测模型、马尔科夫模型相差4。41百分点、50。98百分点，具有更高精度。所提出的模型为航班延误提供了预测工具，为航空公司、机场等单位制定有效延误缓解措施提供参考。

    安全工程复杂网络抗毁性易感-感染-免疫(SIR)模型马尔科夫模型

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    建筑结构火灾下倒塌应急监测技术研究

    靳晓王东升王立娟马国超...
    3847-3853页
    查看更多>>摘要：建筑火灾已经成为威胁城市公众安全的主要灾害之一。为了保护消防救援人员的人身安全，综合运用红外热成像、测量机器人和近景摄影测量等技术构建了一种建筑结构火灾下倒塌应急监测方法，对火灾下建筑的温度场和形变场进行监测，辅助开展建筑倒塌风险分析。该方法采用红外热成像技术获取建筑火灾的温度场数据;利用测量机器人和近景摄影测量技术分别获取关键点位高精度形变数据和多方位立体形变数据;建立了雾凇优化算法(Rime Optimization Algorithm，RIME)与极限学习机(Extreme Learning Machine，ELM)相结合的协同校正模型RIME-ELM，利用关键点位高精度形变数据对近景摄影测量的监测结果进行校正，提高立体形变监测数据的精度。为了验证该方法的有效性，搭建建筑结构实体模型，模拟开展火灾应急监测。结果表明，该方法所获取的火场温度和形变数据符合建筑火灾一般规律，利用RIME-ELM模型所获取的形变校正结果与ELM模型相比，平均相对误差明显降低。这验证了该方法的有效性和可行性，能够为消防应急救援提供全面、可靠的数据支撑。

    安全工程建筑火灾倒塌应急监测雾凇优化算法(RIME)极限学习机(ELM)

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    多变量联合模型在隧道通风系统寿命预测中的应用研究

    雷崇冯腾夏继豪钱新博...
    3854-3861页
    查看更多>>摘要：为了提高隧道通风系统的智能运维水平，将基于数据驱动的联合模型引入隧道通风系统进行剩余使用寿命(Remaining Useful Life，RUL)预测，即综合失效事件和状态监测数据进行RUL动态预测。针对基于失效事件和状态监测数据融合的RUL预测，目前工业领域主要使用两阶段模型法，该方法遵循"先退化建模，后失效建模"的步骤。由于隧道通风系统受到地铁工况环境的影响，退化过程和失效事件存在相互影响，提出了基于多元变量的联合模型，旨在辨识共享随机效应，进而降低退化模型和失效模型估计偏差，提高隧道通风系统RUL动态预测的准确度。基于调研发现，地铁隧道通风系统主要故障模式为风机轴承磨损，研究主要通过风机轴承磨损失效仿真算例，选用平均绝对误差比较所提出的方法与两阶段法、单元联合模型的预测性能。算例研究结果表明，多元联合模型方法能有效辨识出监测状态演变和失效事件的关联关系，降低模型估计的偏差，为地铁隧道安全运行提供决策支持。

    安全工程隧道通风系统联合模型退化模型失效模型随机效应

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    考虑平均辐射温度的室外作业人员热应激研究

    孟晓静田占刘超曹莹雪...
    3862-3867页
    查看更多>>摘要：为了准确预测室外高温环境下作业人员的热应激水平，研究了作业人员核心温度和最大允许暴露时长的影响。基于平均辐射温度和代谢率的计算方法对预测热应激(Predicted Heat Strain，PHS)模型进行改进，研究不同平均辐射温度和代谢率对作业人员的核心温度的影响，并分析了直肠温度和出汗量确定的最大允许暴露时长的变化规律。结果显示:人体核心温度随平均辐射温度和代谢率的增加而增大，当代谢率≥419 W/m2时，人体核心温度随作业时间快速上升并达到阈值;代谢率和平均辐射温度对出汗量确定的最大允许暴露时长影响较小，直肠温度确定的最大允许暴露时长随着代谢率的增加而显著降低。研究结果可为室外高温作业人员热安全评估提供指导。

    安全卫生工程技术高温环境预测热应激模型平均辐射温度代谢率

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    地下洞室群施工污染物运移特性试验研究

    张志强王柯力张恒张洋...
    3868-3875页
    查看更多>>摘要：地下洞室群具有结构断面差异大、通风网络复杂、污染源多等特点，对施工过程中洞室内污染物运移特性进行研究有利于改善通风方案，提高施工通风效率。针对复杂地下洞室群施工过程中不同施工阶段污染量大、通风方案不易与施工进度实时结合、风流场复杂等问题，通过大比尺模型试验对洞室内污染物的运移规律进行研究，结果表明:通风除尘用时与运移距离、初始质量浓度、通风风速之间均呈对数关系，随粉尘运移距离和洞室初始粉尘质量浓度增大，降低粉尘质量浓度用时延长，随隧道进口风速和风管出口风速增大，粉尘质量浓度降低用时缩短;综合考虑除尘效率与能耗，风管出口风速1。5 m/s、隧道进口风速3。0 m/s，以及隧道进口风速0。5 m/s、风管出口风速2。5 m/s，这两种风速组合更易于粉尘排出;针对洞室内粉尘质量浓度较高的区域，通过优化风管位置，使风管贴合于洞室壁面，减少壁面处涡流区的数量，以降低粉尘质量浓度。

    安全卫生工程技术地下洞室群污染物运移模型试验通风风速

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    粉尘粒径分布检测技术现状与应用进展

    郑丽娜范钰雪刘豆任碧琳...
    3876-3888页
    查看更多>>摘要：粉尘粒径分布的精确监测对于矿工健康及矿井安全至关重要，在预防职业性疾病和避免安全事故上发挥着关键作用。系统评述了现有的粉尘粒径分布检测方法，包括显微观察法、空气动力学法、电迁移率法及光学测量法，并对比了它们在粉尘监测中的优势与局限。显微观察法提供颗粒的形态学特征，空气动力学法和电迁移率法基于颗粒的物理行为进行分类，光学测量法依靠散射光的特性进行实时监测。尽管各方法在操作便利性、测量范围和精度等方面各有千秋，但在实际应用中的选择需考虑到具体监测场景的需求。展望未来，预计粉尘粒径分布监测技术将向着高分辨率、宽测量范围及智能化分析方向发展，更好地保护矿工健康和提升矿井安全。

    安全卫生工程技术粉尘粒径分布矿井安全检测技术粉尘防治

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    硅酸盐/聚四氟乙烯/芳纶针刺毡复合滤袋的制备与性能

    柳静献李亚霏吕超程姣...
    3889-3897页
    查看更多>>摘要：为了研发适用严苛高温工业条件下使用的袋式除尘器用针刺毡滤袋，利用乳液浸渍后处理工艺制备了具有热电/压电特性的硅酸盐(Polar Silicate，PS)粉体/聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)涂层复合芳纶针刺毡滤袋，探究了PS粉体粒径及附着浓度对复合滤袋捕集效率及阻力特性的影响规律，研究了复合滤袋机械性能，并通过扫描电镜(Scanning Electron Microscope，SEM)对复合滤袋进行了微观形貌分析。结果显示:PS粉体粒径对滤袋的阻力影响不大;PS粉体粒径在＞21～32 μm时，滤袋的过滤效率最大;最优附着浓度为6 mg/cm2时，滤袋对0。3～1 μm粒子的过滤效率提升幅度≥12。58百分点，滤袋的品质因数最高;PS粉体/PTFE/芳纶复合滤袋的耐磨性比芳纶针刺毡滤袋提升了19。86％，挺度提升了22。22％，纵向拉伸强度提升了14。07％。研究所制备的复合滤袋能够适应严苛的高温工业环境，可更好地控制工业排放的微细颗粒物。

    安全卫生工程技术针刺毡滤袋极性硅酸盐粉体聚四氟乙烯涂层过滤性能机械性能

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