期刊,安全与环境学报 2024年卷8期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

安全与环境学报

主　　编：冯长根

出版周期：双月刊

国际刊号：1009-6094

电子邮箱：aqyhjxb@263.net；aqyhjxb@bit.edu.cn

电　　话：010-68913997

邮政编码：100081

地　　址：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

阶段矿房法二步骤采场地压控制研究

李俊平王瑞瑶刘先珊王海泉...

2981-2986页

查看更多>>摘要：在阶段矿房二步骤开采时，为了减小上盘岩移量，常采纳采场中部切槽并向上盘、下盘两侧回采，从而缩短采场暴露时间，以便减小上盘岩移量。当地压达到流变发生的条件后，缩短采场暴露时间并不能有效控制上盘巷道发生岩移破坏。为此，利用三维连续体快速拉格朗日分析数值模拟采场上盘地压，并根据流变理论分析，采纳低松弛预应力大直径钢绞线锚索支护上盘顶板以便减小上盘地压，从而克服发生流变变形的应力条件。结果表明:在上盘岩体上施加支护抗力可减小或消除高地压导致的流变变形;采纳7排7。0 m长的锚索、每排6根支护上盘顶板后大幅度减小了上盘岩移量，但采场第2分层上排锚索及一步骤采场第3分层局部锚索的锚固力超过设计值;采纳8排7。0 m长的锚索、一步骤采场每排7根、二步骤采场每排6根支护上盘顶板后，即使回采底柱，锚索锚固力也不会达到设计值。监测表明，大直径钢绞线锚索支护后上盘岩移量减小到一般不超过6 mm。

关键词：

安全工程矿山安全阶段矿房法二步骤开采流变分析三维连续体快速拉格朗日分析(FLAC3D)锚索变形监测

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万方数据

端帮充填开采支撑煤柱参数设计方法

曹兰柱胡亚涛姜聚宇蔡明祥...

2987-2993页

查看更多>>摘要：合理地设计端帮充填开采下支撑煤柱参数是端帮开采工艺推广应用的前提。对端帮充填开采前后煤柱受力变化进行了分析，阐明了充填体提高煤柱强度的机理。根据有效区域理论计算了煤柱上方载荷，推导了基于土压力公式的煤柱侧向约束力，结合CIMFR煤柱强度经验公式和Mohr-Coulomb强度准则获得了充填条件下煤柱强度，提出了兼顾煤柱安全系数的非均布载荷下端帮充填开采支撑煤柱参数设计方法。基于端帮充填开采支撑煤柱参数计算方法，考虑端帮充填开采三角载荷作用，提出了对采硐分段充填的方法，并且给出了不同条块充填高度的计算方法。考虑充填环节与端帮采煤时间的协调性，在一步式开采不合理的情况下，设计了两步式充填开采顺序、三步式充填开采顺序。以某露天矿为工程背景，设计了端帮充填开采支撑煤柱参数，较非充填开采单个煤柱宽度减小3。5 m，资源回收率由33。7％提升至68。4％，在分段充填条件下，单个采硐充填材料用量减少2 053。6 m3。提出了端帮充填开采条件下支撑煤柱设计方法，对推动露天煤矿端帮充填开采具有科学意义。

关键词：

安全工程端帮开采充填采矿煤柱参数分段充填

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万方数据

改进多变量时序模型的露天涌水量预测

王孝东杨懿杰吕玉琪刘唱...

2994-3004页

查看更多>>摘要：露天矿坑涌水量变化影响着边坡的稳定性、工程进度和设备使用寿命，在矿山汛期，涌水量的突增给矿山带来巨大的安全隐患。为了做好涌水量突增安全防范，对于汛期涌水量的精准预测成为矿山安全生产的一大难题。针对这一问题，提出了一种基于改进蜣螂优化算法(Sparrow Initialization Dung Beetle Optimizer，SIDBO)优化变分模态分解(Variational Mode Decomposition，VMD)-双向长短周期神经网络(Bi-directional Long Short-Term Memory，BiLSTM)时序模型预测露天矿坑涌水量的方法。对于难以确定VMD参数的问题，利用改进蜣螂优化算法寻找最优VMD核心参数组合。SIDBO算法首先基于t分布的差分策略优化勘探阶段，使用最优解和第二解中位搜寻策略增强全局最优解搜索能力，最后采用麻雀优化算法优化开发阶段。结果表明，与VMD-SIDBO-LSTM 等模型相比较，SIDBO-VMD-SIDBO-BiLSTM模型预测精度更高，均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、R2分别为5。96、4。96、0。41％、0。98，并将该模型与传统地质方法——水均衡法在实际工程实例中进行对比，该时序模型相对于水均衡法对于矿坑汛期涌水量预测精度提升了 3。8％，为露天矿汛期涌水量预测提供了新的技术方法与思路。

关键词：

安全工程算法优化时序预测变分模态分解(VMD)深度学习

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万方数据

考虑个体差异的车轮二元相关退化可靠性分析

齐金平冯洪刘晓宇薛康...

3005-3014页

查看更多>>摘要：由于动车组车轮受加工装配及工况载荷等不确定因素的影响，车轮退化过程复杂，存在显著的个体差异及多个性能退化特征量，且多个退化特征量间相互耦合，仅考虑单个性能特征量难以全面反映其退化过程。因此，以轮缘和轮径作为车轮退化特征量，通过随机化尺度参数表征车轮个体差异，采用Gamma过程和Copula函数建立二元相关退化模型，并根据赤池信息准则(Akaike Information Criterion，AIC)筛选Copula函数，得到可靠度解析式。基于某型动车组车轮实测磨耗数据，对车轮进行可靠性分析，同时通过车辆动力学模型进行仿真验证。结果显示:考虑二元相关时的可靠性结果比仅考虑一元退化更贴近车辆实际运行情况;根据动力学仿真结果体现了考虑个体差异的必要性，表明所提模型能够更准确地表征车轮退化过程，可为可靠性分析以及维修决策优化提供理论支撑。

关键词：

安全工程动车组车轮个体差异二元退化Gamma过程Copula函数

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万方数据

不平衡数据驱动的山区公路货车移动遮断险态跟驰行为识别模型

戢晓峰薛唯卢梦媛覃文文...

3015-3027页

查看更多>>摘要：为识别山区双车道公路货车移动遮断下的小客车险态跟驰行为，基于无人机拍摄和视频轨迹提取技术提取车辆轨迹，利用人工少数类过采样法(Synthetic Minority Oversampling Technique，SMOTE)对不平衡轨迹数据过采样，并对驾驶行为聚类分析，将跟驰行为标定为危险和安全两种类别;依据紧迫跟驰、偏移过大和车速变化大三种险态跟驰行为诱因，确定险态跟驰行为风险测度(Measure of Driving Risk，MOR)，包括碰撞时间倒数、相对横向偏移量和速度变异系数，并将MOR和聚类标定标签作为识别模型输入变量;通过轻量梯度提升机(Light Gradient Boosting Machine，LGBM)建立险态跟驰行为识别模型，再通过支持向量机(Support Vector Machines，SVM)、随机森林(Random Forest，RF)和自适应增强(Adaptive Boosting，AdaBoost)算法验证模型的有效性。以云南省某山区双车道公路为例进行试验，共提取543对小客车跟驰货车轨迹数据，数据预处理后筛选出467对有效跟驰数据;经过采样处理和聚类标定，结果表明:小客车跟驰货车时，超三成小客车处于险态跟驰状态;险态跟驰行为直道和弯道识别模型的精确率分别达95。49％和95。48％，其中LGBM表现最稳定，而RF和AdaBoost的稳定性较差且精确率不高。基于LGBM的险态跟驰行为识别模型具有较高的准确率和稳定性，在车路协同和自动驾驶等领域有应用前景。

关键词：

安全工程险态跟驰行为识别轻量梯度提升机(LGBM)算法山区双车道公路不平衡数据

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万方数据

随机森林算法在擦机尾事件预测中的应用研究

卢飞宋佳佳

3028-3035页

查看更多>>摘要：为实现对擦机尾事件的预测，研究提出一种以非超限飞行数据为基础，运用随机森林算法建立擦机尾事件的预测模型。首先，以B737-800机型的数据为基础，根据对着陆运行过程及擦机尾形成机理的分析得出影响着陆擦机尾事件的特征参数。其次，利用袋外数据计算不同特征的重要性分数，并以此为基础提取适用于随机森林预测的最优特征组合。最后，运用随机森林算法建立着陆擦机尾事件预测模型并与支持向量回归和长短期记忆网络模型进行对比。运用随机森林所建立的航空器擦机尾预测方法可以有效利用大量存在潜在价值的数据，实现对擦机尾风险告警的关口前移的目的。结果显示:在着陆前7 s预测的情况下，所建模型测试集的决定系数在0。85以上，且在改变数据规模的情况下仍能保持预测精确率，与支持向量回归和长短期记忆网络相比，随机森林模型具有较好的拟合度和更高的预测精度，可为飞行员提供足够的反应时间来采取必要的措施，进而避免擦机尾事件的发生。

关键词：

安全工程事故征候机器学习算法预测模型快速存储记录器(QAR)数据

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万方数据

复杂环境下工程物流网络级联失效抗毁性研究

申皓张锦陈朗李国旗...

3036-3045页

查看更多>>摘要：合理评估工程物流网络抗毁性有助于保障工程物资及时准确供应，为制定物资运输计划与交通中断疏通应急预案提供科学支撑。针对复杂环境下工程物流网络运输通道承载能力不足且风险多样的特征，在考虑路段状态的基础上提出了拥堵效应分配策略，选择与复杂环境下工程物流网络中断成因相对应的三种攻击方式进行级联失效模拟。构建了反映路段抗毁能力、网络结构完整性及网络服务能力的评价指标，评估了复杂环境下工程物流网络和路段的抗毁性。最后，以复杂环境下某交通基础设施建设工程物流网络为例，验证了模型的有效性和合理性。结果表明:当路段容差参数β和失效阈值参数λ取值为0。5时，工程物流网络抗毁能力提升最为经济合理;工程物流网络中的路段在面临不同规模级联失效时存活率排序稳定，需要对存活率较低的路段制定针对性保通策略;工程物流网络抵抗介数降序蓄意攻击的能力较弱，面对风险降序蓄意攻击时抗毁性较强;相较于传统负载重分配策略，所提出的拥堵效应分配策略可以使工程物流网络抗毁性提升约38％。

关键词：

安全工程工程物流网络级联失效拥堵效应抗毁性复杂环境

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万方数据

盘扣式模板支架节点安全性能试验及数值模拟研究

白万民孙俪珉张凌博刘京红...

3046-3052页

查看更多>>摘要：盘扣式模板支架是一种由国家大力推崇的新型模板支架。盘扣节点的转动刚度对于盘扣式钢管脚手架的稳定承载力起着重要作用。但现有研究均未考虑盘扣节点顺/逆时针转动刚度差异对模板支架承载力的影响。为验证数值模拟所得盘扣节点力矩-转角曲线的准确性，通过对盘扣式支撑脚手架水平杆与立杆连接处节点进行试验研究，考虑顺、逆时针加载两种方案，依据试验结果得出两种方案下的支撑脚手架半刚性节点的M-θ曲线，基于有限元方法对盘扣节点的转动刚度性能进行了数值研究。结果表明:逆时针转动的承载能力和转动刚度均大于顺时针转动的情况，考虑顺/逆时针转动刚度差异的完整力矩-转角曲线更适用于盘扣式钢管脚手架稳定承载力计算;试验验证了有限元法在模拟盘扣节点加载过程中的适用性，证明了有限元方法在研究盘扣节点力学性能方面的适用性和有效性。

关键词：

安全工程盘扣式模板支架节点转动刚度力矩-转角曲线顺、逆时针加载数值模拟

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万方数据

基于支持向量机的油气生产复杂系统信息物理攻击识别方法

胡瑾秋张来斌李瑜环李馨怡...

3053-3062页

查看更多>>摘要：在数据驱动的复杂油气生产系统中，存在故障数据干扰攻击识别的问题，忽视系统内部可能存在的故障数据对攻击检测的影响，则难以及时防御攻击或解决故障。因此，为了提高复杂油气生产系统中信息物理攻击检测的准确性，提出了一种基于支持向量机的无向图联合检测方法。首先，对复杂油气生产系统中的关键传感器拓扑化形成无向图，建立传感器之间的连接关系并捕捉数据交互。然后，利用支持向量机检测传感器系统异常原因，并选择接收站低压泵及接收站储罐系统作为示例验证，前者的准确率、精确度、召回率和F1分数均高于99％，后者F1分数高于99％，其余均高于97％。与传统方法K均值聚类相比，本方法具有更高的准确性、鲁棒性和完整性，有助于防范攻击和生产事故，保障油气生产系统的安全。

关键词：

安全工程油气生产复杂系统信息物理攻击:异常检测支持向量机

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万方数据

掺氢天然气管道本体及焊缝裂纹扩展研究进展

吴瑕谭旻倩张沁蕊贾文龙...

3063-3073页

查看更多>>摘要：天然气管道掺氢输送是实现大规模输氢的有效方式，然而管道钢本体及焊缝在渗氢后会因氢脆而裂纹扩展加剧。综述了不同氢分压、加载频率、残余应力等条件下，管道本体与焊缝渗氢后的裂纹扩展试验研究进展，总结了渗氢钢材的裂纹扩展机制，分析了钢材裂纹扩展的理论和唯象模型，介绍了分子动力学模拟、有限元方法等数值模拟技术在掺氢钢材裂纹扩展研究领域的应用。对照天然气管道掺氢输送后本体及焊缝的安全性管理需求，分析了试验、理论及数值模拟三方面研究在预测和防止管道裂纹扩展方面存在的不足，阐明了下一步研究的机遇与挑战，提出了试验、理论及模拟三方面的协同研究方法，为维护掺氢天然气管道运行全生命周期的安全提供了借鉴。

关键词：

安全工程掺氢天然气氢脆裂纹扩展氢与材料相容性

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