安全评价

  • 基于组合赋权-突变级数法的铝镁合金抛光现场爆炸风险分析

    王秋红;汪雪繁;邓军;罗振敏;孙艺林;

    为了更加全面地评估以铝镁合金抛光现场为典型的粉尘爆炸风险,提出结合层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)、CRITIC法和突变理论的铝镁粉尘爆炸风险综合评估方法。该评估方法的主要思路是采用耦合主客观因素的AHP/CRITIC赋权方法获取指标组合权重,再结合突变级数法判定粉尘爆炸风险等级。根据铝镁合金粉尘爆炸事故树分析结果,从人、机、环境和管理4个方面建立铝镁合金抛光现场的粉尘爆炸风险评估体系;实际调研10家小型的铝镁抛光厂,将铝镁合金抛光现场典型的危险因素归类总结成四大类和24项,选择其中危险性较高的一家铝镁合金抛光厂进行风险评估,总突变级数值为0.688,爆炸风险为中等,该厂需在机械设备、厂房环境等客观因素方面进行整改,并必须深化安全管理。研究表明,该铝镁合金抛光现场的爆炸风险评估体系和评估方法具有针对性和可操作性,可供相关涉爆金属制品企业参考。

    2022年05期 v.22;No.131 2313-2321页 [查看摘要][在线阅读][下载 1587K]
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  • 基于虚拟云相似度的既有玻璃幕墙安全评价

    李芊;张翔;黄歆;

    针对既有玻璃幕墙安全评估过程中存在不确定性与模糊性的特点,引入虚拟云模型,建立了既有玻璃幕墙安全状态评价模型。以某大学附属第一医院的实际工程为研究背景,选取面板外观、松动情况、构件承载力等25项因素作为安全评价指标,借助三角信息熵量化法、期望曲线隶属度赋值法及信息云组合赋权法完成相关参数的赋值,最终根据虚拟云的计算确定了该建筑的安全状态并实现评价结果可视化。此外,该模型基于兼顾形状与距离的相似度测算法,从距离相似度、形状相似度、雾化状态等多个维度,在原有评价的基础上,论证了既有玻璃安全等级变化的可能,提出了维护等级的概念,为后期既有玻璃幕墙的维护提供了参考。与其他评价模型相比,该模型计算结果可靠,不仅可实现玻璃幕墙的安全评价,还能为安全预警提供参考,为既有玻璃幕墙的安全评价提供了新思路。

    2022年05期 v.22;No.131 2322-2334页 [查看摘要][在线阅读][下载 3015K]
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  • 集成DEMATEL与ISM的铁路行车事故影响因素分析

    于秀珍;牟瑞芳;

    为研究铁路行车事故影响因素及各因素之间的关系,基于中国铁路某局集团有限公司2014—2018年1 078起行车安全事故案例,统计分析事故致因,从人员、设备、外部环境和管理4个维度,分析归纳出19个事故影响因素。集成决策实验室分析法(DEMATEL)和解释结构模型法(ISM)研究因素间复杂关联关系及其对事故的影响程度,建立铁路行车事故影响因素多级递阶解释结构模型。结果表明:设备设施元件故障或性能不良是行车事故的主要影响因素,对事故作用程度最大,其次为违章/违规作业,人员设置不合理和设备设施设计/质量缺陷对事故的影响相对较弱;设备设施元件故障或性能不良、防护失效、障碍物侵限等设备和外部环境因素对行车事故产生直接影响;违章/违规作业、应急处理能力不足等为过渡致因;监督和管理不到位、教育培训不到位分别是行车事故的深层因素和根源性因素,重视根本因素的改善利于从本质上预防和控制事故发生。

    2022年05期 v.22;No.131 2334-2341页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K]
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  • 安全性要求下系统失效概率及其灵敏度分析

    阚丽娟;徐吉辉;陈玉金;宋晓博;

    针对部附件失效率不确定性对系统安全性的影响问题,探讨了安全性要求下系统失效概率及其灵敏度分析方法。首先,给出安全性要求下系统失效概率的定义,并运用Monte Carlo数值模拟法,分析了安全性要求下系统失效概率的取值规律及特点;其次,依据Borgonovo矩独立灵敏度分析思想,提出了一种新的安全性要求下系统失效概率的全局灵敏度指标,用来度量部附件失效率不确定性对安全性要求下系统失效概率的影响程度;之后,为有效减少Monte Carlo数值模拟法求解指标的计算成本,运用贝叶斯公式将灵敏度指标转化为求解相应的条件概率密度和无条件概率密度,并与Kriging自适应代理模型相结合,提出了指标的高效算法。并通过工程算例,验证了新灵敏度指标的可行性和算法的经济高效性。

    2022年05期 v.22;No.131 2342-2351页 [查看摘要][在线阅读][下载 2222K]
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安全工程

  • 典型织物覆盖下软质聚氨酯泡沫火焰蔓延特性研究

    苑春苗;贺曹迪;原琪;阎卫东;陈洋洋;李畅;

    为进一步认识软质聚氨酯泡沫(Flexible Polyurethane Foam, FPUF)的燃烧特性和火灾危险性,通过搭建小尺寸试验平台并开展多组试验,从火焰传播现象和传热机理角度分析底部通风条件与织物覆盖耦合作用对火焰形态、样品表面火焰温度、质量损失及火焰蔓延速率等FPUF燃烧参数的影响。结果表明:底部不通风时,覆盖织物涤纶含量越低,燃烧过程中卷缩程度越小,碳层残留物越多,其可隔绝氧气与阻碍热交换,对FPUF火焰蔓延及热解起到一定抑制作用;底部通风时,氧气充足,热交换过程相对自由,覆盖织物的涤纶含量对火焰蔓延及热解影响轻微;覆盖织物涤纶含量越大,热流峰值越大,火焰初期热量积累时间变短,对FPUF的燃烧起促进作用。结合熵值法与加权秩和法,对FPUF进行火灾危险性评价的结果表明,底部通风工况下覆盖涤纶织物的FPUF火灾危险性最大,底部不通风工况下覆盖棉织物的FPUF火灾危险性最小。

    2022年05期 v.22;No.131 2352-2357页 [查看摘要][在线阅读][下载 2265K]
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  • 地铁车辆基地盖板耐火性能数值模拟

    郑翔;翁德耀;黄先健;谢宝超;徐志胜;

    为提高土地利用效率,地铁车辆基地顶部进行上盖物业开发已成为一种趋势。地铁车辆基地与上盖物业之间的分隔盖板耐火极限要求至少为3.0 h,而相关规范中没有关于盖板3.0 h耐火极限的设计方法。利用有限元分析软件ABAQUS,研究了在标准火灾条件下盖板配筋率、厚度和含水率对盖板温度分布的影响,并研究了钢筋保护层厚度和荷载比对盖板耐火极限的影响。结果表明:配筋率对盖板温度分布影响较小;不同厚度盖板的温度在传递到背火面之前,沿厚度方向的温度分布一致;温度传递到背火面后,改变了背火面边界的换热状态,使背火面附近温度升高并向受火面反馈;盖板越厚,背火面温度越低;随盖板含水率增大,盖板内部温度降低;根据温度分布规律提出了盖板温度分布预测模型,与有限元分析结果吻合较好;盖板满足3.0 h隔热耐火极限要求的厚度不小于170 mm;底筋保护层厚度越大,荷载比越小,盖板耐火极限越大。给出了不同保护层厚度、不同荷载比条件下车辆基地盖板的耐火极限,为地铁车辆基地盖板3.0 h耐火极限设计提供了参考。

    2022年05期 v.22;No.131 2358-2365页 [查看摘要][在线阅读][下载 3019K]
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  • 贫燃条件下氢气比例对甲烷/氢气预混气火焰传播的影响

    喻健良;李通征;闫兴清;吕先舒;丁建飞;宋辰;姜一昌;

    为探究贫燃条件下氢气对甲烷/氢气混合气体火焰传播和传爆能力的影响,测定了甲烷/氢气混合气体的最大试验安全间隙(MESG),在安装波纹板阻火器的DN80管道试验装置上开展火焰传播试验。结果表明:在贫燃条件下,火焰速度受Ф和当量比的控制,当Ф增大时,当量比为主导因素,火焰速度降低;随Ф增加,混合气体的整体活性增大且在Ф小于25%时,火焰传播速度曲线变化相似,在Ф大于30%时,火焰传播速度曲线稳定性较弱,MESG快速下降,临界阻火速度降低,火焰无法在阻火器内淬熄,IIA类爆燃阻火器无法满足阻火需求。

    2022年05期 v.22;No.131 2366-2371页 [查看摘要][在线阅读][下载 2240K]
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  • 铝锰合金点火药燃烧性能与安定性试验研究

    焦清介;张帆;赵婉君;闫石;朱艳丽;

    为了探索铝锰(AlMn12)合金粉的燃烧性能与安定性,为金属燃料增加新的可用且性能优良的种类,通过离心雾化法制备了铝锰合金粉,并以铝锰合金粉、铝(Al)粉、锰(Mn)粉3种金属粉的活化能作为点火性能的判断依据对比了三者的点火能力。结果表明,铝锰合金粉活化能比同粒度铝粉低14.4 kJ/mol,表明高温下铝锰合金粉比铝粉易点火,点火性能优于铝。以铝锰合金粉、锰粉与高氯酸钾(KP)、氧化铜(CuO)、高氯酸铵(AP)分别混合获得点火药并对点火药的燃烧性能进行了表征。结果表明,与将锰粉作为燃料的点火药相比,以铝锰合金粉为燃料的点火药燃烧峰压、增压速率、平均质量燃速更高,燃烧性能更为优异。基于真空安定性试验,对以铝锰合金粉为燃料的点火药进行了相容与安定性能的测试,结果表明3种点火药的放气量均小于相容性与安定性的最小放气量标准,表明点火药相容性、安定性能均满足要求。

    2022年05期 v.22;No.131 2372-2378页 [查看摘要][在线阅读][下载 2226K]
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  • 典型油品燃烧烟气特性及源强研究

    杨帅;赵桂利;赵祥迪;纪建锋;王正;袁纪武;

    为研究不同种类油品的产烟特性和烟气中关键无机污染物组分的生成规律,对柴油、原油和润滑油进行燃烧试验,采用锥形量热仪和烟气分析仪分析了3种油品的产烟速率、烟气温度、烟气中各无机污染物质量浓度或体积分数等烟气特性参数,并建立了CO、CO_2、SO_2和NO_x等的源强模型。结果表明:柴油和原油的产烟速率峰值随液池直径增大变化很小,润滑油的产烟速率峰值却相差3倍;3种油品燃烧的烟气温度随液池直径增大而增大,且增大幅度与液池直径增大幅度一致;3种油品燃烧产物中CO、SO_2、NO的质量浓度和CO_2的体积分数随液池直径增大而升高,原油燃烧烟气中各组分的质量浓度或体积分数峰值随液池直径增大呈倍数关系,柴油和润滑油燃烧烟气中SO_2和CO组分质量浓度受液池直径的影响较大,峰值出现10~15倍的差别。同等燃烧工况下,柴油燃烧烟气中各组分质量浓度或体积分数达到峰值所需燃烧时间均少于原油和润滑油,分别为150 s、300 s和410 s;柴油燃烧会产生较多的CO_2,烟气中CO_2体积分数是原油燃烧烟气的10倍,是润滑油燃烧烟气的2倍。润滑油燃烧会生成更多的CO,烟气中CO质量浓度是原油燃烧烟气的11倍。

    2022年05期 v.22;No.131 2379-2386页 [查看摘要][在线阅读][下载 3413K]
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  • 3%坡度盾构隧道集中排烟模式排烟阀开启方式的研究

    徐志胜;应后淋;赵家明;谢宝超;车轮飞;陈玉远;陈慧;

    为研究坡度盾构隧道集中排烟模式下排烟阀的最佳开启方式,依托江阴靖江长江隧道,选取水下盾构隧道最常见的3%坡度作为研究对象,采用理论分析、数值模拟等方法,对3%坡度、不同排烟阀开启方式情况下的烟气蔓延范围、排烟阀温度、排烟阀流速及排烟效率进行了分析。结果表明:3%坡度盾构隧道火源下游排烟阀在排烟系统中起关键作用,上游排烟阀的开启会降低排烟效率;随排烟阀开启组数减少和向下游偏移,排烟系统排烟效率明显增大,提升范围为12.66%~50.84%;建议3%坡度盾构隧道发生50 MW火灾时,若开启6组排烟阀,则上游1组下游5组,若开启5组排烟阀,则上游0组下游5组,若开启4组排烟阀,则上游0组下游4组。

    2022年05期 v.22;No.131 2387-2394页 [查看摘要][在线阅读][下载 2032K]
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  • 高温高压水蒸气射流静电场强度规律试验研究

    冯长根;卜晓颖;刘振翼;李明智;刘旗旗;刘闯;

    高压水蒸气射流产生的静电是引发油气开发中可燃气体爆炸的重要原因,研究高压水蒸气射流产生静电的规律对燃爆事故防控具有重要意义。设计并搭建了高温高压水蒸气射流静电场强度测量试验系统,对不同温度和压强条件下的水蒸气射流的静电场强度进行了测量,分析了水蒸气射流饱和度、温度对其静电场强度分布的影响,研究了水蒸气射流轴线方向上静电场强度的分布状况。结果表明,高温高压水蒸气射流静电场强度与其饱和度和温度呈正相关,其中,射流静电场强度与饱和度的关系符合指数函数关系,当饱和度超过60%时,静电场强度的增长速率加快。水蒸气射流轴线方向上某点处静电场强度峰值出现的时间与温度呈负相关,温度高于250℃时,场强峰值随离泄漏口距离增加而增大。因此,在蒸汽吞吐稠油开采中应避免长时间使用饱和度较大、温度过高的水蒸气。该研究对静电类爆炸事故的预防和控制具有指导作用。

    2022年05期 v.22;No.131 2395-2403页 [查看摘要][在线阅读][下载 2371K]
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  • 建筑物内非均匀预混天然气泄漏爆炸过程数值模拟

    刘振翼;石世旭;李明智;张琦;李鹏亮;

    为了应对建筑物内天然气泄漏爆炸给城市公共安全带来的严重威胁,以某天然气爆炸事故为例,借助Flacs软件,研究了天然气的泄漏规律和非均匀预混天然气的爆炸规律。结果表明,在天然气累计泄漏量相同的条件下,当泄漏速率由0.001 kg/s增长至0.09 kg/s时,厨房顶灯处的天然气体积分数由21%升高至39%,增加了18个百分点,而主卧、次卧顶灯处的天然气体积分数分别由18%、16%降至12%、7%,分别降低了6个百分点、9个百分点。在非均匀预混条件下,门窗泄爆压力从30 kPa降至0时,室内超压峰值下降了66%,而在均匀预混条件下,室内超压峰值的下降率为12%。研究结果对于预防类似事故发生和助力爆炸事故调查均具有指导意义。

    2022年05期 v.22;No.131 2404-2411页 [查看摘要][在线阅读][下载 2080K]
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  • 分支管道长度和数量对油气爆炸超压特性的影响

    张培理;肖俊;王建;李玉玺;

    为了研究不同分支管道长度和数量对油气混合物爆炸超压特性的影响规律,借助组合式试验管道和压力采集系统,完成了不同分支管道长度和数量条件下的油气爆炸试验,重点分析了超压峰值、超压上升速率、达到峰值时间等超压特性参数与分支管道长度和数量之间的关系。结果表明,与直管道相比,分支管道对爆炸超压峰值和超压上升速率有较大影响。随分支管道长度增大,超压峰值和最大超压上升速率均呈现先减小后增大的趋势。单分支结构条件下,分支长度为1.5 m时,超压峰值与升压速率峰值小于直管道工况,而双分支结构条件下,超压峰值与升压速率峰值均大于直管道工况。分支管道数量的增加并不能导致超压峰值和最大超压上升速率的持续增加。当分支数量小于3时,爆炸超压峰值和最大超压上升速率随分支数量增加而增加,当分支数量大于3时,超压峰值和最大超压上升速率则均出现了下降。

    2022年05期 v.22;No.131 2412-2419页 [查看摘要][在线阅读][下载 2228K]
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  • 基于Charlette模型的柔性障碍物对瓦斯爆炸的影响研究

    乔征龙;马恒;邓立军;

    为了研究柔性障碍物对小尺寸空间内瓦斯爆炸过程的影响,利用Fluent模拟软件耦合Charlette模型对杨氏模量分别为300 kPa、600 kPa和900 kPa的障碍物进行爆炸模拟,研究不同杨氏模量条件下瓦斯爆炸过程中火焰和超压的变化。结果表明:爆炸火焰在含刚性障碍物空间中的传播速度大于在含柔性障碍物空间中的传播速度,并且火焰的锋面面积及面积增长率前者大于后者,表明柔性障碍物会降低障碍物本身对火焰的激励效果,且这种效果在爆炸的中后期较明显,柔性障碍物的杨氏模量越小效果越明显;柔性障碍物会降低瓦斯爆炸产生的超压,但这种效果只发生在爆炸的中后期,即爆炸火焰经过第一排障碍物后,且柔性障碍物的杨氏模量越大超压的减少量越小;增加障碍物的杨氏模量会降低障碍物在爆炸过程中的形变,对柔性障碍物的影响强度从大到小依次为第三排、第二排、第一排;湍流在含刚性障碍物的管道内的作用效果强于在含柔性障碍物的管道内,随障碍物杨氏模量增加,湍流的作用效果增强。

    2022年05期 v.22;No.131 2420-2427页 [查看摘要][在线阅读][下载 2051K]
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  • 硅化煤低温氧化过程CO产生特性研究

    金永飞;柴洋洋;郭军;刘荫;闫浩;

    为研究硅化煤在低温氧化过程中CO来源及其产生特性,分别对硅化煤与未受硅化煤进行工业分析试验、程序升温试验、原位红外试验及在空气与氮气氛围下的破碎试验。结果表明:由于煤体受高温煌斑岩浆入侵发生了热接触变质作用,煤的物理和化学性质均发生了相应改变;在30~150℃范围内,硅化煤低温氧化生成的CO气体量比未受硅化的煤要多,且在同一温度下生成的CO气体量要远多于未受硅化的煤;硅化煤分子结构中酮基、醌基及醛基在温度较低时便可与氧发生反应,且与未受硅化煤相比,反应更为强烈;试验证明CO大多是由硅化煤与氧反应生成的,并不是煤体吸附的。研究成果对硅化煤开采矿井CO来源分析及煤自燃超前防控具有理论指导意义。

    2022年05期 v.22;No.131 2427-2434页 [查看摘要][在线阅读][下载 1835K]
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  • 含氧中间产物变化规律及其在煤低温氧化过程中的作用

    李金亮;陆伟;赵志涛;李连坡;唐明云;

    煤中活性基团与氧反应生成含氧中间产物对煤自燃过程具有重要影响,然而,由于其处于中间态,难以直接获得含氧中间产物的变化规律,导致含氧中间产物在煤自燃过程中的作用不清晰。为此,提出了一种利用煤中活性基团在不同气氛下的活性差值来测试含氧中间产物的方法,并在这种方法的指导下,分别利用综合热重分析仪和原位红外对含氧中间产物的产生规律进行了研究。结果表明,煤中参与初始氧化反应的基团主要是亚甲基,亚甲基与氧气先生成过氧化物后在一段温度范围内累积,当温度大于80℃之后开始逐渐分解产生气体和其他类型的含氧中间产物。煤化程度越低的煤生成的含氧中间产物越不稳定,容易进行下一步反应并释放大量热量,含氧中间产物的稳定性决定了煤氧化发展进程,尤其是在煤低温氧化过程中起到了承上启下的关键作用,因此可以通过替代氧化破坏煤中活性基团或提高含氧中间产物的稳定性来实现防治煤炭自燃的目的。

    2022年05期 v.22;No.131 2435-2444页 [查看摘要][在线阅读][下载 3359K]
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  • 煤与瓦斯突出动能临界值研究

    王飞;杨玉中;吴立云;孟晗;

    煤与瓦斯突出是煤矿行业的重大灾害之一,煤与瓦斯突出中突出动能的研究有助于揭示煤与瓦斯突出的机理。利用传染病动力学中“仓室”的概念,针对煤与瓦斯突出事故中的突出孔洞建立仓室模型。在任一仓室的任一环流上选定任意一点,对其速度在水平和垂直方向上进行分解,2个分速度引起仓室内部煤体在水平和垂直方向上的离层倾向,揭示了突出过程中突出孔洞的成形机理;对该点的动能E_K进行分析,发现动能E_K随时间t呈现“W”形、周期性变化,E_K在周期性变化中存在最小动能E_K_F(即仓室环流的动能阈值,该点在仓室环流上动能最小、内能最大),因此,E_K_F既是仓室环流上最小的动能,也是仓室环流发生突出的动能临界值条件(即能量条件),即煤与瓦斯突出的动能临界值。同时,对突出事故中的孔洞突出口尺寸(高度或宽度)与动能的相关性研究发现,不同的突出口尺寸与该处煤体的动能负相关,而与该处煤体的内能正相关,从本质上揭示了不同突出口尺寸是突出过程中煤体内能作用的结果。

    2022年05期 v.22;No.131 2445-2452页 [查看摘要][在线阅读][下载 1645K]
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  • 矿井通风系统异常诊断的方法研究

    李秉芮;陈凤梅;刘娜;

    基于监测风量准确地判断矿井通风系统异常的具体位置及其原因,对提高其安全性和可靠性具有重要价值。通风系统中的任何异常都会引起通风网路的风量重新分布,根据这种观点,应用矿井通风理论和图论对风阻变化引起的风量分布变化的特征进行了深度分析,揭示了其变化规律,得出了异常巷道的风量变化最大的结论。在此基础上提出了基于监测风量的矿井通风系统异常诊断的基本原理,建立了数学模型,推导出了通风系统异常诊断的追踪计算法。并通过现场试验验证了追踪计算法的准确性和可靠性。研究表明:追踪计算法可以唯一确定异常巷道及其等效风阻;计算方法简单,便于实现实时在线诊断。

    2022年05期 v.22;No.131 2453-2460页 [查看摘要][在线阅读][下载 1893K]
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  • 砌体填充墙防爆性能及临界破坏状态的数值模拟

    王丽琼;肖杰;

    砌体填充墙广泛应用于工程建筑,为研究爆炸荷载作用下砌体填充墙的防爆性能,运用AUTODYN建立不同炸药量和不同爆距的墙体物理和数学模型,对爆炸荷载作用下墙体的动态响应过程和损伤破坏情况进行仿真计算和研究,进而得到了砌体填充墙的防爆临界状态并确定了一定爆距下的防爆临界药量,给出了爆炸荷载作用下砌体填充墙临界药量计算公式。研究表明,所采用的数值模拟方法能较好地模拟墙体的动态响应过程,砂浆的损伤破坏与实际较符合,对于中、远爆距,临界药量计算公式具有较高的准确性,可为墙体防护加固设计提供一定的理论依据。

    2022年05期 v.22;No.131 2461-2468页 [查看摘要][在线阅读][下载 3509K]
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  • 红透山铜矿深部大跨度采场顶板稳定性分析

    李怀宾;代碧波;赵一凡;李洋洋;岳基伟;

    红透山铜矿是目前我国开采最深的金属矿山,深部大跨度采场经常遭受顶板垮塌问题,为了保证矿山安全高效开采,必须对深部大跨度采场顶板的稳定性进行分析。通过对研究区域进行工程地质调查和矿岩力学试验,获得了表征岩体质量的Q、Q′指标,岩体质量为很差~差,并采用经验公式计算岩体力学参数;通过对原始数据对数回归分析,改进了Mathews稳定图,基于此,计算出红透山铜矿深部1-1采场顶板稳定的概率为20%,破坏与严重破坏的概率为80%,崩落出现的概率为0;根据采场顶板的受力特点,建立了采场顶板的厚板力学模型,基于弹性板理论,推导出采场顶板下表面的挠度方程和拉应力方程,并计算出顶板最大拉应力σ_x_(max)为4.1 MPa,远大于矿体的抗拉强度(0.041 MPa),理论分析与Mathews稳定图法的结果具有较好的一致性。可通过改进的Mathews稳定图和厚板理论相结合的方法对红透山铜矿深部大跨度采场顶板进行稳定性分析,并为类似矿山提供参考。

    2022年05期 v.22;No.131 2468-2473页 [查看摘要][在线阅读][下载 1851K]
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  • 液态CO_2冻融含水煤体孔隙结构演化特性试验研究

    周西华;周露函;白刚;苗春颖;

    为了研究不同饱水度煤体在液态CO_2冻融作用下孔隙裂隙的演化特性,利用自主研发的液态CO_2冻融试验系统预处理煤样,采用核磁共振仪(NMR)探究液态CO_2冻融前后煤样的t_2谱分布、孔隙体积、孔隙度及t_2截止值演化特性。结果表明:液态CO_2冻融作用能促进煤样内部孔隙结构发育,使煤样中微小孔、中孔和大孔数量均增多;煤样饱水度对液态CO_2冻融煤致裂效果影响显著,随煤样饱水度增大,煤样总孔隙体积增大幅度呈直线增长趋势,煤样总孔隙度及有效孔隙度增长幅度呈直线形增长,而残余孔隙度增长幅度呈直线形下降,且完全饱水煤样总孔隙体积、总孔隙度和有效孔隙度分别是干燥煤样的2.48倍、2.49倍和2.56倍,t_2截止值从0.38 ms逐渐减小至0.30 ms,煤体内流体流动的自由空间增大,即有效孔隙体积逐渐增大,液态CO_2冻融有利于提高煤体的渗透性。

    2022年05期 v.22;No.131 2474-2481页 [查看摘要][在线阅读][下载 2954K]
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  • 基于GMS的隐伏火烧区下煤层开采工作面涌水量预测

    侯恩科;席慧琴;文强;车晓阳;谢晓深;王建文;高利军;王宏科;

    烧变岩在我国北方煤矿区大面积分布,由其引起的水害等问题严重威胁着煤矿的安全生产。目前矿井涌水量预测主要针对的是某一生产阶段或时间节点,预测值属于瞬时量,缺乏对矿井涌水量动态特征的预测。以神府矿区柠条塔井田南翼的1~(-2上)煤隐伏火烧区为例,利用GMS(Groundwater Modeling System)软件平台构建研究区地下水流数值仿真模型。基于地下水流场和抽水试验对模型进行识别,并采用抽水试验数据进行验证,其模拟结果较好地反映了研究区的实际水文地质情况。对1~(-2上)煤隐伏火烧区下伏的2~(-2)煤回采工作面涌水量和地下水流场变化特征进行了预测,结果表明:在回采过程中,工作面涌水量逐渐增加,但受地下水袭夺作用,其临近的工作面涌水量逐渐减小;煤层开采时风化岩含水层分别形成了以切眼和工作面为中心的降落漏斗;随着工作面回采的不断推进,地下水位不断下降,漏斗范围不断扩大,导致地下水流场由双中心漏斗逐渐变为以工作面为中心的漏斗,进一步验证了地下水的袭夺作用。对单工作面及多工作面回采条件下涌水量和地下水流场变化特征进行了预测分析,为煤矿采动水害防治提供依据。

    2022年05期 v.22;No.131 2482-2492页 [查看摘要][在线阅读][下载 4378K]
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  • 腐殖酸对泥炭土强度的影响及其机理分析

    曹净;孔程;李松坡;

    为了探究腐殖酸对泥炭土强度的影响,在冲洪积黏性土中掺入不同含量的胡敏酸制样,并浸泡于不同浓度的富里酸溶液中,来模拟泥炭土环境。对浸泡龄期为28 d的试样进行无侧限抗压强度试验,分析胡敏酸掺入量和富里酸溶液浓度对试样无侧限抗压强度(q_u)的影响。结果表明:随胡敏酸掺入量增加,试样的q_u逐渐降低,其峰值q_u对应的应变稍有降低,无侧限抗压残余强度(q_(ur))稍有降低;富里酸对胡敏酸掺入量小于10%试样的q_u明显提高,对胡敏酸掺入量大于10%试样的q_u稍有提高,富里酸对试样的q_(ur)稍有提高。胡敏酸会吸附在黏土矿物黏粒表面,阻碍黏土颗粒的凝结作用,从而降低试样的强度;试样孔隙水中的富里酸具有胶体特性,以胶结形式增强黏粒之间的联结,从而使试样的强度增大。

    2022年05期 v.22;No.131 2493-2499页 [查看摘要][在线阅读][下载 2326K]
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  • 采空区地表变电站场地稳定性SBAS-InSAR监测研究

    董建军;李昕;吴豫;漫红伟;刘士乙;

    常规地基沉降监测方法存在监测时段不连续和覆盖范围有限等问题,短基线集合成孔径雷达干涉测量(SBAS-InSAR)技术作为近年来发展的监测地表形变新技术,能够对研究区域进行全天候、实时、高效、大范围的监测。以平顶山市某下伏采空区变电站为研究对象,基于35景升轨Sentinel-1A数据,通过影像配准、相位干涉、最小费用流解缠、大气分离、特征值分解和地理编码等处理,生成平均形变速率图,最终得到该地区2015年4月至2020年12月的时间序列形变监测结果。结果表明:平顶山市区整体形变速率平缓,变电站拟建场地地表形变速率保持在-3~0 mm/a;部分地区存在明显变形,变电站拟建场地东北方向较远区域出现较大形变,形变速率可达-81~-33 mm/a; SBAS-InSAR技术监测精度可以达到mm级,可有效监测采动影响区域与周围未采动影响区域范围内的拟建变电站的地表沉降情况。在实际运用时,发现SBAS-InSAR获取到的形变序列在空间上更为连续,监测区域更加广泛,可监测时间跨度较长的地表形变。

    2022年05期 v.22;No.131 2499-2507页 [查看摘要][在线阅读][下载 2695K]
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  • 围岩变形作用下全长锚固锚杆受力特性非线性分析

    黄明华;吕昌;杜义康;谭鑫;

    全长锚固锚杆对隧洞围岩支护过程中,锚杆与围岩之间的相互作用将使得锚杆在围岩变形作用下产生界面剪应力和轴力变化。针对隧洞围岩中全长锚固锚杆受力分析问题,通过引入一般性双指数曲线模型来描述锚固界面剪应力与剪切位移的关系,从而建立围岩变形作用下全长锚固锚杆受力模型与非线性解答,研究锚杆轴力和界面剪应力的分布特征及其随围岩径向位移的发展而产生的演变规律,并探讨界面残余剪切强度和锚杆长度的影响,结果表明:在围岩径向位移作用下,全长锚固锚杆轴力呈现中间大两头小的曲线分布,且随围岩径向位移发展,界面剪应力在两端先逐渐增加至峰值剪切强度,而后逐渐衰减至残余剪切强度,以致锚杆轴力呈现先增加后减小的演变规律;增加锚杆长度一定程度上可提高其对围岩的约束作用,但锚杆过长时,锚固界面将产生局部塑性变形或软化,削弱对围岩的约束作用;围岩径向位移越大,界面残余剪切强度对锚杆受力特性的影响越显著,其可提高锚杆对围岩的整体约束作用。研究成果对围岩全长锚固锚杆受力分析与设计具有一定的参考价值。

    2022年05期 v.22;No.131 2508-2513页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K]
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  • 高海拔排土场边坡安全稳定性D-InSAR监测

    董建军;梅媛;闫斌;刘士乙;

    为了确保高海拔排土场边坡预防滑坡灾害的安全稳定性监测的长期有效性和可靠性,通过对西藏山南桑日县某排土场边坡14景Sentinel-1A数据进行研究,利用D-InSAR双轨法差分干涉技术监测终了排土的排土场边坡2018-11-4—2020-12-23期间的地表形变,采用基线估计状态空间模型进行基线估计、自适应滤波去除图像噪声和最小费用流进行相位解缠,采用考虑温度及降雨影响的形变模型进行解算,结合多分辨率分析方法降低大气噪声的影响,进行影像配准、干涉处理和平地效应消除,生成干涉图与形变图,基于形变监测结果评判该排土场边坡的安全稳定状态。结果表明,2020年6月26日该研究区域坡体累积沉降值为34 mm,达到了黄色预警阈值,采取必要的防治措施后,累计沉降量得到了控制,沉降速率趋缓。实践表明D-InSAR技术应用于高海拔排土场边坡能够实现动态、大面积覆盖、长期可靠的安全稳定性监测。

    2022年05期 v.22;No.131 2514-2523页 [查看摘要][在线阅读][下载 3587K]
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  • 基于SSA-CNN的长距离矿浆管道临界流速预测

    张新生;贺凯璐;

    针对长距离矿浆管道临界流速计算难度大、传统经验公式预测精度低且适用性差等问题,提出了一种基于麻雀搜索算法(SSA)-卷积神经网络(CNN)的矿浆管道临界流速预测模型。首先,分析矿浆管道临界流速的影响因素,选取4个主要影响因素作为模型特征;然后,利用SSA算法对CNN模型中的8个超参数进行迭代寻优,消除人为设置参数的不确定性;最后,将优化后的CNN模型用于临界流速的预测,以某一水平矿浆管道试验段为例进行实证研究。结果表明,SSA-CNN模型残差平方和为0.028 3,平均绝对百分误差为4.19%,平均绝对误差为0.054 0,与LSSVM、SSA-BP和CNN模型相比,该模型的预测精度更高,学习和泛化能力更强,为矿浆管道输送研究提供了一种新思路。

    2022年05期 v.22;No.131 2524-2531页 [查看摘要][在线阅读][下载 1636K]
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  • 高速往复压缩机曲轴系振动特性与结构优化研究

    陈振;李涛;黄琴;秦飞虎;李强;黄开华;

    为避免往复式压缩机曲轴系出现扭振现象,建立曲轴系在全周期交变载荷作用下的动力学模型,利用有预应力的模态分析得到曲轴系的固有频率及振型,并结合Campbell图确定曲轴系的共振转速点,通过谐响应分析得到曲轴系在不同转速点的耦合振动速度响应规律。开展压缩机曲轴系现场振动测试,结果表明,曲轴系存在3阶扭振现象,仿真与试验所得的共振转速点及响应速度峰值的吻合度高,验证了曲轴系动力学模型的准确性。最后针对曲轴系3阶扭振现象,开展了联轴器结构的正交优化设计研究,优化后的曲轴系抗扭性能得到明显的改善,提高了曲轴系的使用寿命和工作可靠性。

    2022年05期 v.22;No.131 2532-2540页 [查看摘要][在线阅读][下载 2907K]
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  • 基础谐波沉降下储罐的力学特性研究

    石磊;

    为评估基础沉降对储罐力学特性的影响,以我国某油库100 000 m~3大型立式圆筒形钢制原油储罐为对象,考虑油罐实际几何结构、接触非线性等因素,采用ANSYS软件建立储罐三维模型,并通过现场应力测试验证有限元模型的准确性。采用有限元方法研究基础单次谐波沉降对储罐内、外壁板及底板应力的影响规律,探明储罐危险点,并提出储罐的强度评定准则,确定储罐基础单次谐波沉降幅值的临界允许值。结果表明:基础谐波沉降和液体静压力作用下,储罐应力较高点主要发生在罐壁顶部、罐壁下部及罐底板大角焊缝内侧,确定了各单次谐波沉降时储罐的危险位置;2~4阶谐波沉降时,储罐壁板顶部应力先达到材料的许用应力;5~6阶谐波沉降时,储罐底板大角焊缝内侧先达到许用应力;储罐等效应力达到许用值所对应的2~6阶谐波沉降的临界幅值依次为645 mm、110.6 mm、38.64 mm、39 mm、33.4 mm。

    2022年05期 v.22;No.131 2541-2548页 [查看摘要][在线阅读][下载 3321K]
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  • 基于图像学习的透明构件缺陷检测方法研究

    黄景德;姜晨波;

    光学PC板、玻璃幕墙等透明构件中存在的气泡、缺胶等先天缺陷严重影响着设备的运维保障。因此,提出了一种透明构件缺陷检测方法。首先,基于视觉图像特性分析了透明构件缺陷检测机制;其次,改良了高斯滤波模型,建立了边缘特征检测模型,并确立了缺陷区域分割模型,以降低环境条件的干扰;再次,在进行缺陷区域分级的基础上,建立了依据缺陷特性的强特征参数优选方法,以提高缺陷的精准分类效果;最后,搭建了双通道图像检测试验平台对典型试验对象进行了测试验证,验证了视觉图像学习方法应用于透明构件缺陷检测的有效性和实用性。

    2022年05期 v.22;No.131 2549-2555页 [查看摘要][在线阅读][下载 1792K]
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  • 数模融合驱动的集输管道内腐蚀预测

    尹爱军;何彦霖;谭建;梁天佑;

    为提升天然气集输管道内壁腐蚀深度预测精度,基于腐蚀机理模型与高斯过程回归(GPR)建立了数模融合驱动的管道内腐蚀深度预测模型。将GPR引入管道内壁腐蚀深度预测中,首先根据腐蚀深度物理模型得到线性腐蚀增量模型,并将其融入高斯过程线性核函数中;然后进一步将平方指数核函数融合至上述核函数中,提高模型局部学习能力,构建用于腐蚀深度预测的Velázquez-GP模型;最后以重庆气矿天高线B段管道内壁腐蚀监测数据为研究对象,探讨了Velázquez-GP与Velázquez模型、GPR法、GM(1, 1)法及RPGM(1, 1)法预测结果的差异。结果表明,Velázquez-GP的预测结果与实际值吻合情况最优,相对误差分布在-8%~8%,且持续20个月相对误差介于-2%~2%,均方根误差(E_(RMS))为3.824 3μm,平均绝对百分比误差(E_(MAP))为2.046 7%,各项评价指标均优于4种对比方法,证明了所建预测模型具有更高的预测精度及泛化能力,可有效并长期实现对管道内壁腐蚀深度的预测。

    2022年05期 v.22;No.131 2556-2562页 [查看摘要][在线阅读][下载 1889K]
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安全卫生工程

  • 连采掘进面压入式通风下最佳风场调控规则研究

    龚晓燕;李珍;冯雄;宋涛;曹宇翔;赵少龙;

    针对连采掘进面压入式通风系统不能实时改变风流状态造成风场分布不均、瓦斯及粉尘积聚严重等隐患问题,提出利用风筒出风口风流动态调控来优化风场分布,进而达到高效通风降尘需求。采用流场数值模拟及井下实测手段提取风流调控参数与风速、瓦斯及粉尘质量浓度关联关系的样本数据,利用K-means算法和四段式编码建立风场调控下的瓦斯及粉尘质量浓度信息库,基于小生境遗传算法建立最佳风场调控规则获取方法并开发参数化程序。利用自主研制的风流调控装置在柠条塔S1231面进行最佳风场调控规则井下测试验证和效果分析。结果表明:出风口距迎头最近距离5 m和最远距离10 m时实测值均在调控规则计算值范围内,距迎头5 m时司机处粉尘质量浓度最高降低46%,回风侧粉尘质量浓度最高降低49%;距迎头10 m时司机处粉尘质量浓度最高降低55%,回风侧粉尘质量浓度最高降低52%;验证了调控规则的准确性和有效性,可为连采掘进面的风场动态调控提供理论依据。

    2022年05期 v.22;No.131 2563-2571页 [查看摘要][在线阅读][下载 1941K]
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  • 短时热辐射对人体生理与认知能力的影响研究

    翟颖妮;耿丹;黄艳秋;孟晓静;

    高温热辐射是冶金、陶瓷、机械热加工等行业常见的职业危害,其对人的认知能力的影响规律,以及认知能力变化所伴随的生理心理机制尚不明确。以在校大学生为试验对象,搭建了局部高温热辐射试验平台,测试了5种热辐射工况(100℃、150℃、200℃、250℃、300℃)下,人体生理、心理及认知能力的变化规律,分析了认知能力变化所伴随的生理心理现象,探讨了高温热辐射引起人的认知能力变化的生理心理机制。结果表明:短时高温热辐射暴露下,人体生理、心理不适随辐射温度升高而加剧;认知测试速度随辐射温度升高而升高;认知测试正确率先升高而后降低,拐点为200~250℃。

    2022年05期 v.22;No.131 2572-2583页 [查看摘要][在线阅读][下载 2839K]
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安全管理

  • 涉事车辆分类的高速公路重特大交通事故成因与严重程度研究

    戴学臻;胡传喜;陈茜;胡格源;何建平;

    为研究不同涉事车辆数分类下的事故特征,以事故涉及车辆数为分类依据,将高速公路重特大交通事故分为单车和多车事故两类。首先,以事故车型分布为研究对象,在分析单多车事故车型分布规律的基础上,利用Pearson相关系数研究了多车事故中车辆类型的相关性特征;其次,利用社会网络分析(SNA)计算单多车事故影响因素的节点中心性,提出以决策试验和评价实验室(DEMATEL)方法求解的可达矩阵作为SNA的输入矩阵,然后从整体属性(凝聚子群)的角度分析单多车事故影响因素的凝聚性;最后,从事故的伤亡人数和持续时间分析单多车事故严重程度的变化规律。以陕西省2018—2019年168起高速公路重特大交通事故为例进行分析,结果表明:多车事故中同类型车型之间存在较强的正相关性,而不同类型车辆之间多为负相关;单多车事故的节点中心性存在明显不同,在事故致因方面存在较大差异;单车事故和多车事故分别得到5个凝聚子群,各凝聚子群均代表事故影响因素的凝聚特征;多车事故的受伤人数较高,单车事故的死亡人数较高;单车事故的持续时间集中在3 h内,多车事故的持续时间集中在4 h内和6 h以上;单多车事故在车型、影响因素和严重程度等方面均存在明显的差异性。

    2022年05期 v.22;No.131 2583-2591页 [查看摘要][在线阅读][下载 2315K]
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  • 基于ISM和网络计划的口岸站流程脆弱度分析

    汤银英;冯媛;陈思;

    为解决铁路国境口岸站流程中由于运作能力、运作方式导致的口岸瓶颈问题,应用解释结构模型(Interpretation Structure Model, ISM)和基于广义三角模糊数(Generalized Triangular Fuzzy Number, GTFN)的网络计划相结合的方法识别脆弱作业环节,并通过流程仿真进行了验证。首先,梳理铁路国境口岸站进口作业流程,构建进口作业流程的网络计划图,考虑作业时间统计的模糊性,使用GTFN表示流程时间,并基于信息向量的比较确定关键路径。然后,通过作业时间的比较,对关键节点进行排序,得到关键脆弱度,并结合ISM确定关键作业环节的层次,得到层次脆弱度,修正关键环节的综合脆弱度排序。最后,利用仿真技术定向攻击识别出的关键节点,根据攻击后流程输出数据变化,分析流程仿真的脆弱度。结果表明:ISM和基于GTFN的网络计划相结合的方法识别出了集装箱集结、审核报关单等脆弱环节;仿真结果与上述结果基本一致,验证了方法的可行性。

    2022年05期 v.22;No.131 2592-2601页 [查看摘要][在线阅读][下载 2814K]
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  • 货航飞行员睡眠质量与疲劳状况调查研究

    孙瑞山;陈汇宇;皇甫光霞;

    为评估货航飞行员的睡眠质量与疲劳状况及其影响因素,对货航飞行员使用多维疲劳量表(MFI-16)和匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)量表,调查某单位货航飞行员的睡眠质量与疲劳状况,运用方差分析、相关性分析对调查结果进行分析,探讨其睡眠质量与疲劳状况的影响因素,分析货航飞行员睡眠质量与疲劳状况的关系。结果表明,货航飞行员的睡眠质量显著低于普通成年人,疲劳状况较为严重,货航飞行员的睡眠质量与疲劳状况具有显著的相关性。不同年龄、健康自评、吸烟状况的货航飞行员的PSQI量表得分有显著差异,不同锻炼情况、健康自评、轮班制适应情况的货航飞行员的MFI-16得分有显著差异。

    2022年05期 v.22;No.131 2602-2608页 [查看摘要][在线阅读][下载 1268K]
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  • 国际航班飞行员复诵差错影响因素研究

    尚立琴;杨虎;汪磊;

    为研究我国航线飞行员在非母语陆空通话环境下复诵差错的影响因素,从航空公司采集跨越不同区域的46.2 h国际航班通话语音数据,采用文字记录分析法对数据进行处理,获取2 535句通话,同时针对相关飞行员实施问卷调查和深度访谈,提出通话特征、飞行员特点、管制员特点、空域特点和频率干扰5个维度的因素集,最后建立Logistic模型分区域定量分析飞行员复诵差错的影响因素。结果表明:飞行员语言能力和标准通话术语使用在各区域均与飞行员复诵差错水平呈现显著相关;频率干扰、通话复杂程度、管制员口音和管制员语速在部分区域与飞行员复诵差错水平呈现显著相关;针对区域差异提出的改进建议可进一步应用于飞行员通话复诵培训中,减少复诵人因差错的发生。

    2022年05期 v.22;No.131 2609-2617页 [查看摘要][在线阅读][下载 1315K]
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  • 微分对策理论在配对进近防撞安全间隔研究中的应用

    韩丹;蒋豪;陈亚青;

    针对配对进近方式中配对两机的防撞安全间隔问题,提出了一种用微分对策理论研究防撞安全间隔的方法。通过对配对进近模式配对两机相对运动关系的分析,构建了配对两机追逃博弈问题的微分对策模型;以运动时间和相对距离为基础构建了性能指标,求解微分对策的解析解,用微分对策的方法推导出了配对两机危险接近状态的最优控制策略;进一步设计配对博弈场景进行了数值仿真,通过对比分析得到3种机动避让程序下配对两机各自的航迹及运动特性。该模型和方法可以用于配对两机安全前界问题的分析和研究。

    2022年05期 v.22;No.131 2617-2623页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K]
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  • 基于多标签学习BP神经网络的承压设备介质分类方法

    郭永奇;王建林;周新杰;陈艺文;邱科鹏;

    合理的承压设备介质分类能够降低事故发生率,减少对人员、设施、环境等造成的损害。目前对于承压设备介质的分类依赖于领域专家,人工分类效率较低。提出了一种基于多标签学习反向传播(Backpropagation, BP)神经网络的承压设备介质分类方法,依据国家标准收集承压设备介质的危害特性数据,建立了承压设备介质危害特性数据库;构建了基于多标签学习BP神经网络的承压设备介质分类模型;采用承压设备介质危害特性数据库训练基于多标签学习BP神经网络的承压设备介质分类模型,实现了承压设备介质的多标签分类。试验结果表明,该方法能够综合考虑物理、健康和环境危害性,有效地实现承压设备介质的分类,为承压设备介质分类及管理标准制定提供了依据。

    2022年05期 v.22;No.131 2624-2631页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K]
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  • 人因视角下连续管作业失误影响因素辨识

    钟虹;何沙;胡尧;王好;

    连续管作业常发生卡钻、工具失效、连续管失效、设备故障等事故,为预防连续管作业人因失误事故的发生,应用人因分析与分类系统(HFACS)识别出30个影响因素,采用决策试验与评价试验法(DEMATEL)和解释结构模型法(ISM)研究影响连续管作业人因失误的关键因素、复杂关联关系及影响程度,建立了连续管作业人因失误影响因素的递阶解释结构模型。结果表明:工艺设备变化、人力资源、安全管理制度、设计的合理性、生理状况、心理状态、资源环境和技术环境等因素是造成连续管作业人因失误的根源性因素和深层因素,资金资源、运营操作、设备的管理、经济环境及监督岗位设置等是直接影响因素;连续管作业人因失误风险的发生甚至恶化的关键原因是因素之间相互影响;对关键因素的识别和预警可减少连续管作业人因失误风险的发生。研究结论可为提高连续管作业安全管理水平提供决策参考。

    2022年05期 v.22;No.131 2631-2639页 [查看摘要][在线阅读][下载 1681K]
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  • “放管服”背景下消防安全告知承诺管理策略研究

    刘纪达;连晨希;安实;王健;

    为厘清“放管服”背景下消防告知承诺管理中消防救援机构与公共聚集场所间的互动博弈关系,基于演化博弈理论构建了消防告知承诺博弈模型。引入公众参与、信用监管等因素,探究了消防救援机构与公共聚集场所策略选择的稳定性,并采取数值仿真从消防救援机构策略参数与公共聚集场所策略参数两个维度考察了博弈主体策略组合的动态演化轨迹。结果表明:消防告知承诺管理博弈系统共可演化派生出9种策略组合,各存在2种分别向O(0, 0)、A(1, 0)、B(1, 1)、C(0, 1)收敛的演化稳定策略,以及1种具有循环往复波动特征的混合策略模式。加强消防救援机构的现场核查力度、优化政务信息化水平与监管奖惩机制,将形成较好的消防安全监管环境、确保社会火灾形势平稳。探索建立多主体参与的消防安全社会共治体系是有效破解消防监管难题、提升公众消防意识、充实消防监管力量的重要举措。

    2022年05期 v.22;No.131 2640-2648页 [查看摘要][在线阅读][下载 2371K]
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  • 一种基于人-机-环境-管理系统理论的安全文化评价方法

    陈伟炯;吴宇凡;李新;康与涛;焦宇;吴建军;

    为深入探究企业安全文化建设水平评价方法,完善安全文化建设的理论体系,基于MMEM系统理论提出安全文化评价三维方格模型,从“人、机、环境、管理”4个维度提炼出6种倾向性安全文化类型——起步型、趋人型、器物型、环境型、中游型和理想型,为界定企业安全文化类型提供了一种新的理论标尺。以海工企业为例,根据文献调研及实际工作经验构建了30项安全文化评价指标,通过对某海工企业458位从业人员开展问卷调查,结合结构方程模型(Structural Equation Modeling, SEM)提出了“MMEM-SEM”安全文化评价方法,并进行实证分析,以路径系数的形式定量证实了“人、机、环境、管理”四要素两两之间存在正向的相互影响关系,并界定该企业为环境型安全文化,针对性地提出了加强安全文化建设的策略。

    2022年05期 v.22;No.131 2649-2659页 [查看摘要][在线阅读][下载 1753K]
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  • 基于系统动力学的动态惩罚机制下食品安全生产监管博弈

    罗宏森;王传生;石夫磊;

    作为长期以来全社会密切关注的热门话题,食品安全不仅对人们的生活尤为重要,更与全社会的稳定有着千丝万缕的联系。为了研究动态惩罚机制对食品安全生产的影响,构建了基于系统动力学的食品安全生产监管博弈模型,分别在一般情形与动态惩罚机制下研究了食品企业与政府之间的演化过程。结果表明,在一般情形下,博弈双方之间的策略在中心点处是不稳定的,双方的策略随时间变化呈现周期振荡的状态,具有很强的不确定性。引入动态惩罚机制后,双方的策略会收敛到稳定的焦点。研究表明,动态惩罚机制会大大提高食品企业重视安全生产的积极性,因此政府部门增大对食品企业违规生产的惩罚力度、设定动态惩罚机制将是食品安全问题得以解决的重要举措。

    2022年05期 v.22;No.131 2660-2667页 [查看摘要][在线阅读][下载 2065K]
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  • 基于系统动力学模型的旧工业建筑再生利用项目监管演化博弈研究

    田卫;任秋实;王立杰;郭平;陈旭;

    目前,在旧工业建筑再生利用过程中,存在程序不规范、违规建设监管不足等问题,严重影响了项目的效益和建设进度。为了解决以上问题,采用演化博弈方法对旧工业建筑再生利用项目监管机制的内在机理、利益相关者策略选择的影响因素展开了深入研究。首先,基于一定的假设条件和参数设定,建立了“政府-开发商-社会公众”3个利益主体之间的演化博弈模型;然后,通过不同策略下各主体的支付矩阵得到了复制动态方程,求解了三方利益主体的策略选择和均衡点;最后,构建了包含3个利益主体的系统动力学模型,利用Vensim PLE软件对博弈模型进行仿真模拟,深入研究了演化博弈模型中敏感参数对三方利益主体演化策略的影响。结果表明:政府策略选择对监管成本、媒体可信度、政府声誉损失值较为敏感;开发商策略选择对处罚力度、社会形象损失值较为敏感;社会公众策略选择对监管收益较为敏感。因此,在旧工业建筑再生利用过程中,应鼓励社会公众参与监管,并通过降低政府监管成本、提高开发商违规建设的惩罚力度及额外信誉损失、加强与舆论媒体的合作、提高舆论媒体可信度等方式,促进建立有效的项目监管机制。

    2022年05期 v.22;No.131 2668-2676页 [查看摘要][在线阅读][下载 2533K]
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公共安全

  • 重大燃气管道泄漏爆炸事故组织因素定量分析方法研究

    孙逸林;郑小强;刘险峰;李洪兵;王冶;

    为研究重大燃气管道泄漏爆炸事故深层成因机制,首先基于24Model系统辨识和遴选事故组织因素与外部因素,然后集成模糊理论改进决策试验与评价实验室(Decision Making Trail and Evaluation Laboratory, DEMATEL)耦合解释结构模型(Interpretive Structural Modeling, ISM)方法,通过递阶层次结构模型探讨各因素间的逻辑关系;运用交互矩阵影响相乘法(MICMAC)深入剖析各因素属性特征并提取关键要素,最后对湖北十堰“6·13”重大事故开展了实例分析。结果表明:在政府安全管理政策和制度缺陷等外部客观风险因素的影响下,燃气公司对安全的重要程度认识不足、安全融入企业管理不足和对安全主体责任认识不足是事故爆发的关键主观组织因素,并对安全管理体系产生负面影响;应从政府和燃气公司2个角度采取针对性的措施,共同防范类似事故的再次发生。

    2022年05期 v.22;No.131 2677-2684页 [查看摘要][在线阅读][下载 3339K]
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  • 基于事故致因24Model的新冠疫情事件分析及应用

    吴大明;傅贵;

    为了科学系统地把握新冠疫情防控过程及措施,选用事故致因24Model对疫情防控4个阶段的影响因素进行分析,归纳总结了与疫情防控发展有关的直接原因、间接原因、根本原因和根源原因的具体涉及因素。结果表明:基于事故致因24Model归纳总结了疫情防控发展的影响因素,通过对其进行一定干预,可有效促进疫情防控工作开展;模型中的相关影响因素可能会互相影响,进而加快或减缓事件发展进程;事故致因24Model在“涟漪效应”的级联事件研究中具有一定的优势,可实现对影响范围大、持续时间长事件的分析。

    2022年05期 v.22;No.131 2685-2695页 [查看摘要][在线阅读][下载 1753K]
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  • 抗震救灾应急指挥组织结构效能研究

    李华;李琳倩;孔娇;谢辉;马力剑;蔺鹏;

    为了优化抗震救灾应急指挥组织结构,提高应急指挥效能,运用熵理论,从信息流的角度建立了抗震救灾应急指挥组织结构效能模型。从信息传递的时效熵、质量熵及变化熵考虑,探讨应急管理部成立前后组织结构质量、时效和柔性度3个指标的效能变化,寻找适应国家治理现代化并推进组织结构可持续发展的关键因素。结果表明:玉树和宜宾地震抗震救灾应急指挥组织结构的效能分别为0.293 9和0.325 2,整合后的宜宾地震抗震救灾应急指挥组织结构的效能有所提高,其中信息流的时效性、准确性及对外部环境适应的灵敏性略有提高;同时,应急指挥在不同救灾组织间的协调能力是影响其可持续发展的重要因素,不断提升多主体协同的效率有利于组织结构效能持续提高。

    2022年05期 v.22;No.131 2696-2702页 [查看摘要][在线阅读][下载 1856K]
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  • 基于STAMP模型的远海勘探作业反恐应急过程安全分析

    韩玉龙;李文拓;胡瑾秋;曹扬;樊建春;冯凌铵;

    随着近海油气勘探技术体系趋于成熟,远海油气田的勘探开发逐渐受到关注。远海作业面临的威胁主要包括外方渔船干扰、海盗和恐怖主义活动。基于STAMP模型,构建针对已有远海勘探作业反恐应急响应流程的分层安全控制结构。从系统论出发,将安全视为控制问题,从物理层、基础层和运营层分别分析了应急过程中可能存在的失效因素、不安全控制、安全需求和心理致因。同时,使用事故树模型和FRAM模型对应急流程的失效致因进行了分析。将3种模型的分析结果进行对比发现,STAMP模型对反恐应急流程中失效致因的识别能力相较于事故树法提高了133.3%;和FRAM模型相比,其在人员心理致因方面的分析结果更加全面。

    2022年05期 v.22;No.131 2703-2710页 [查看摘要][在线阅读][下载 2259K]
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  • 基于概率风险分析的地铁车站疏散性能评估

    王妤甜;李剑峰;龚宝钐;甘元庆;

    为研究火灾风险对地铁车站特殊空间结构人员疏散的影响,首先提出了一种基于蒙特卡罗模拟的地铁车站火灾风险概率定量方法作为地铁车站性能设计的技术依据,然后对各种可能的火灾场景建立各自的火灾风险极限状态方程,最后通过对方程进行蒙特卡罗模拟得到各火灾场景下人员死亡的概率,以此来评估社会风险值。将天津小白楼车站的社会风险值与英国的社会风险标准做对比,结果表明天津小白楼车站的社会风险值处于可忍受风险区域。

    2022年05期 v.22;No.131 2711-2719页 [查看摘要][在线阅读][下载 1613K]
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污染控制技术与原理

  • 基于土壤和气象条件的点源泄漏CO_2土壤扩散时空变化研究

    马俊杰;胡芊;薛璐;程萌;

    为了探究CO_2捕集与封存(Carbon dioxide Capture and Storage, CCS)项目近地表工程中CO_2泄漏对土壤环境的影响,通过大田模拟点源泄漏试验,监测土壤CO_2体积分数,并整理同步气象数据,调查土壤物理性质,以统计分析土壤CO_2体积分数与土壤性质及气象条件的时空关系分析。结果表明:土壤孔隙和容重表现为明显的水平和垂直分异特点,土壤温度和含水量表现为明显的时间变化特征。受降水事件影响,土壤CO_2体积分数随着时间延长明显波动,且与土壤温度呈正相关关系,与土壤含水量呈负相关关系(p<0.05);受土壤物理性质空间非均质特征影响,土壤CO_2体积分数随着离源距离的增加而明显衰减且表现为各向异性,与土壤通气孔隙度呈正相关关系(p<0.01),且其横向扩散距离为泄漏源埋深的2.85倍。建立了土壤CO_2体积分数与土壤温度及离源距离间的时间变化函数以及土壤CO_2体积分数与土壤通气孔隙度及离源距离间的空间变化函数。并得出,浅地表点源CO_2泄漏受土壤非均质性和降水事件影响明显,但其横向扩散范围有限。

    2022年05期 v.22;No.131 2720-2729页 [查看摘要][在线阅读][下载 2531K]
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  • 橡胶硫化过程中VOCs散发特性研究

    杨洋;钱博;高军;施博;王怡;陈虎;

    VOCs是橡胶硫化车间中的典型污染物,研究VOCs散发特性并制定相应的控制策略对保障室内环境、保护人员健康至关重要。通过试验研究了橡胶制品业中全钢子午线胎坯、半钢子午线胎坯、电动车胎坯和自行车胎坯等4种胎坯在硫化过程中各阶段VOCs散发特性。在橡胶制品行业,4种胎坯在正硫化阶段、冷却阶段、转运阶段的试验结果如下:胎坯硫化过程中VOCs散发速率与胎坯温度呈正相关,每吨全钢子午线胎坯在冷却阶段VOCs累积散发量是半钢子午线胎坯、电动车胎坯和自行车胎坯的4~6倍;相比于弱对流(v=0.3 m/s)条件,在冷却阶段利用3.5 m/s的强对流对四种胎胚进行降温,可降低冷却和转运阶段VOCs累积散发量16.90%~24.54%,研究结果为硫化车间实现VOCs有效控制提供了重要的参考。

    2022年05期 v.22;No.131 2730-2736页 [查看摘要][在线阅读][下载 2573K]
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  • 铜冶炼烟尘中重金属的赋存状态及浸出分析

    代群威;郭军;陈思倩;张永德;周磊;王岩;李佳;

    以铜冶炼烟尘为对象,通过消解和Tessier五步提取法等手段对冶炼烟尘中重金属进行提取,并采用X-射线衍射(XRD)、X-射线荧光(XRF)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)进行分析,以探究铜冶炼烟尘的矿物相及元素组成、重金属含量、赋存状态、生物有效性和浸出行为。结果表明:铜冶炼烟尘中含有的主要重金属有Pb、Bi、Zn、As、Cd、Sn、Cu和Fe,且含量依次降低;冶炼烟尘的矿物相主要为PbSO_4、PbS、CdS、ZnO。针对重金属的赋存状态,As、Bi、Sn、Fe主要存在形态为残余态,Cd、Cu、Zn主要存在形态为可交换态,Pb主要存在形态为硫化物结合态及残余态。生物有效性系数较高的重金属为Cd、Zn、Cu,表明Cd、Cu、Zn具有较高的迁移性。冶炼烟尘在酸性环境中各金属元素的浸出率明显大于中性或碱性条件,其中在pH=2.0条件下Cd、Cu、Zn的最高浸出率达到80%,Fe的最高浸出率达到了50%,其他金属元素的浸出率都小于12%。

    2022年05期 v.22;No.131 2737-2742页 [查看摘要][在线阅读][下载 1999K]
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  • 不同粒径含氯盐尾矿砂固化的配比优化

    孙婧;安艳玲;王君;刘勇智;李家园;

    针对冀北风沙地区交通干线附近尾矿堆积、大风吹蚀影响交通等问题,将风沙区5种不同粒径的含氯盐铁尾矿作为骨料,以水泥和工业废料矿渣、离子固化剂、氧化钙制备尾矿固化试件,探究其最优配比。基于无侧限抗压强度试验,设计6因素5水平的正交试验,从宏观角度分析固化剂、含水率、尾矿粒径对试件固化效果的影响,借助数据分析软件对其进行配比优化;结合数码显微镜(USB)、电镜扫描试验(SEM)和X射线衍射试验(XRD),从细微观角度对试件进行了固化机理分析。结果表明,影响固化试件强度最显著性的因素为颗粒粒径,其次由大到小为水泥、矿渣、氧化钙、离子固化剂、水;含氯盐尾矿固化试件最优配比为m(铁尾矿)∶m(水泥)∶m(离子固化剂)∶m(矿渣)∶m(氧化钙)∶m(水)=1∶0.12∶0.022∶0.14∶0.08∶0.10,最佳尾矿粒径范围是0.075~0.3 mm;最优配比试件28 d强度可达18.29 MPa。微观分析表明试件内部生成了大量纤维状、片状、针棒状水化产物和连续褶皱状、团簇状C—S—H凝胶体,结构致密、孔隙率低;铁尾矿砂总体活性偏低,其主要起骨架支撑和物理填充作用。固化含氯盐铁尾矿砂作为制备机械沙障的材料,与环境相容性好,具有应用价值和推广前景。

    2022年05期 v.22;No.131 2743-2751页 [查看摘要][在线阅读][下载 2884K]
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  • pH值对碱性煤矸石碱度和重金属释放规律影响研究

    周新华;舒悦;周亮亮;张建新;孟凡康;杨逾;狄军贞;

    为研究碱性煤矸石在不同pH值条件下碱度及重金属污染物的释放规律,以陕西省榆林市某矿区碱性煤矸石为研究对象,通过静态浸泡和动态淋滤试验,探究不同pH值条件下煤矸石中碱度与重金属元素Mn、Cu、Zn、Fe和Cr的释放规律。结果显示:在pH值为7,固液比(g∶mL)为1∶10条件下,煤矸石浸出液初始pH值为10.21,碱度释放量为0.154 mol/kg(碱度以H~+消耗量计);随pH值降低,煤矸石碱度释放能力增强,pH值为2时,碱度释放量增加至0.399 mol/kg;碱度释放具有明显的阶段性,在pH值为7的条件下,煤矸石碱度释放过程中前15.5 h为快速期,15.5 h后进入平稳期,快速释放期大约可释放总碱度的33.1%。结合煤矸石样品矿物成分及含量的XRD分析测试结果,本文阐明了碱度的释放机制。pH值对碱性煤矸石中重金属离子的释放同样有较大影响,pH值越低,重金属离子的释放率越高。当环境体系的pH值由7降至2时,Mn、Cu、Zn、Fe和Cr离子的释放率分别提升39.78%、37.83%、16.58%、11.20%与12.75%。动态淋滤试验结果表明:在淋滤液pH值为7,淋滤量为500 mL/次条件下,碱度和重金属离子的累积释放率均随淋滤次数的增加而增加,且碱度和重金属离子释放具有明显的异步效应。从矿区环境污染防控角度考虑,当煤矸石堆体环境体系中的pH>6时,各重金属元素的释放率相对较低,可有效减缓Mn、Cu、Zn、Fe和Cr离子对矿区环境的污染。

    2022年05期 v.22;No.131 2752-2758页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K]
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  • 取食PVC塑料膜对黄粉虫生长发育及肠道微生物的影响

    徐健全;杨爱玉;欧阳勇;张燕;胡文静;曾建立;

    聚氯乙烯(PVC)塑料是世界第三大合成塑料,对其进行无害化处理一直是一项难题。为研究黄粉虫取食PVC塑料膜对其生长发育的影响并探究其肠道中对PVC降解起关键作用的微生物,以PVC塑料喂食黄粉虫,每3 d记录存活的黄粉虫数量、PVC膜质量和黄粉虫净重,60 d后取肠道内容物对16S rRNA基因进行PCR扩增和高通量测序,以分析肠道菌群结构变化。研究发现PVC组黄粉虫可正常生长,PVC膜失重率达到41.6%,但存活率、化蛹率和体重增长率显著低于麦麸组。属水平上,PVC组中优势菌种为Spiroplasma(74.44%)、Bacteroides(1.61%)、Escherichia-Shigella(1.18%)和Enterococcus(1.16%)。结果表明黄粉虫可通过取食PVC膜获取能量,但尚不能完全满足其生长发育需要,其肠道菌群结构发生明显变化,为今后进一步研究多菌种协同降解PVC塑料奠定了基础。

    2022年05期 v.22;No.131 2759-2767页 [查看摘要][在线阅读][下载 2372K]
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  • 真空条件下飞秒激光制备纳米铝颗粒的分子动力学计算

    李生才;周屹炜;陈朗;鲁建英;耿德珅;

    纳米铝颗粒作为新式储氢及储能材料,在环保方面有重要意义,其可以在真空中由激光烧蚀废铝制造。为了分析激光烧蚀制造纳米铝颗粒反应过程,更好地指导纳米铝颗粒的制备,将双温模型与分子动力学结合,利用Lammps分子动力学软件对烧蚀及溅射过程进行了模拟,获得了激光烧蚀过程中溅射团簇的种类、数目及体积的变化情况。在整个模拟过程中,团簇的主要变化依次为溅射原子结合生成大团簇、大团簇裂解为小团簇及团簇分解生成铝原子。

    2022年05期 v.22;No.131 2767-2774页 [查看摘要][在线阅读][下载 3612K]
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  • 基于生命周期评价的核电环境影响分析

    穆献中;徐琴;刘宇;胡广文;

    核能发电是电力领域深度减排的关键技术之一,研究核电的环境影响可为碳中和背景下能源政策设计提供参考。以典型核电站为研究对象,运用生命周期评价方法建立核能发电系统的生命周期清单并进行环境影响评价;与传统火力发电及风电、水电和太阳能发电等可再生能源电力的生命周期评价结果进行对比;进一步根据电力行业“十四五”规划,预测未来电网的改进潜力。结果表明:核能单位发电量的碳排放量为3.37 g/(kW·h),低于火电、水电及太阳能发电的碳排放强度,但略高于风电;核能单位发电量的综合环境影响指标低于火电和太阳能发电,但略高于风电和水电;到2025年,随着核电和其他可再生能源发电的优化部署,中国电力行业平均单位发电的生命周期环境影响将减小约17%。总体来说,核电的各项指标小于火电,接近各类可再生能源电力,积极有序地发展核电,有助于促进中国电力系统的净零碳排放转型。

    2022年05期 v.22;No.131 2775-2781页 [查看摘要][在线阅读][下载 1625K]
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  • 中国车用催化剂中铂族金属的回收潜力研究

    胡彪;胡礼丹;

    我国铂族金属矿产资源稀缺,而汽车尾气排放标准的不断提升以及燃料电池车的出现加大了铂族金属的需求。因此为了更好地利用城市矿山解决铂族金属的供需矛盾,从我国铂族金属的第一大消费领域出发,研究铂族金属在汽车领域的代谢状况。通过自下而上模型计算车用催化剂中铂族金属的库存,并基于不同的模型分别预测2021—2035年汽油车催化剂、柴油车催化剂和燃料电池催化剂的在用库存,并在此基础上分别求得铂、钯、铑的再回收生产潜力及需求量。结果表明:到2035年铂、钯、铑需求分别为64.00 t、109.35 t、24.99 t;相应地,再回收生产潜力分别为46.10 t、105.51 t、18.34 t。在提高回收率的情况下,钯有望实现行业内部循环,而铂和铑还存在严重的供需矛盾。研究结果可为我国建立车用催化剂的回收体系和实施相关政策提供理论依据。

    2022年05期 v.22;No.131 2782-2791页 [查看摘要][在线阅读][下载 2434K]
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  • 烟梗丝模板制备TiO_2及其光催化降解尼古丁的研究

    李振杰;王钰田;蒋昆明;张凤梅;吴治邦;刘志华;姜亮;陈永娟;王家强;

    以烟梗丝为模板,在甘油或氢氟酸的作用下,经浸渍煅烧后分别制备得到Gly-STiO_2和HF-STiO_2光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附分析和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对样品进行表征。结果表明,以烟梗丝为模板备,在甘油和HF的作用下所得样品,分别为具有棒状和多孔的锐钛矿型TiO_2。在模拟太阳光下条件下,研究了制备的光催化剂对于尼古丁光催化降解性能,Gly-STiO_2和HF-STiO_2在光照6 h后对尼古丁水溶液(5 mg/L)的降解率分别达到66.3%和62.8%,表现出较强的光催化活性。

    2022年05期 v.22;No.131 2791-2798页 [查看摘要][在线阅读][下载 2986K]
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  • 铁/铝/钛电极脉冲电场强化厌氧氨氧化工艺处理效果的研究

    胡筱敏;牛玛窦;向希一;

    脉冲电场在一定程度上可以强化厌氧氨氧化工艺,通过对持续运行的厌氧氨氧化反应器R1、R2、R3施加铁电极、铝电极、钛电极脉冲电场,探究电极材质对厌氧氨氧化工艺脱氮效果及菌群结构的影响。结果表明,R1的脱氮效果要优于R2、R3,经过76 d的连续培养,R1的总氮去除率为85.23%,而R2、R3的总氮去除率分别为68.65%、73.47%。同时长期培养导致3组反应器中的菌群结构较接种污泥发生了变化,根据Shannon和Simpson指数,反应器中微生物的群落多样性逐渐降低,R1中厌氧氨氧化菌属的相对丰度逐渐提升,至64 d, R1、R2、R3污泥中Candidatus Kuenenia的相对丰度分别为54.05%、42.06%、43.96%(接种污泥为44.69%)。铁电极脉冲电场强化更有利于厌氧氨氧化菌的富集及工艺脱氮性能的提升。

    2022年05期 v.22;No.131 2799-2807页 [查看摘要][在线阅读][下载 2635K]
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  • SEPR技术对土壤中芘的强化去除机制研究

    吴云霄;雷忻;孙杨朝;杨艳艳;

    为探讨表面活性剂强化植物修复(SEPR)技术对土壤中芘的强化去除机制,选用延安市常见的紫花苜蓿为材料,以Tween 80为表面活性剂代表,通过室内栽培试验,系统分析研究SEPR技术对土壤中芘的强化去除效果和强化去除途径。结果表明:1)紫花苜蓿在一定芘初始质量比的土壤中能够正常生长,对污染土壤有一定的治理作用,而表面活性剂Tween 80能够促进植物的生长;2)表面活性剂Tween 80能够提高土壤中芘的去除率,其强化去除率为8.96%~14.02%;3)SEPR技术能够减少植物体内芘的富集量,对植物具有减毒效应;4)表面活性剂Tween 80可通过增强土壤中不同去除要素的去除效果以达到对芘的强化去除,其中最为明显为植物-微生物交互作用,且在中等污染程度去除效果最好。因此,SEPR技术对土壤中芘的强化去除可行、安全。

    2022年05期 v.22;No.131 2807-2814页 [查看摘要][在线阅读][下载 1787K]
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环境监测与评价

  • 徐州市某老旧垃圾填埋场堆体污染特征及评价

    杨成方;党梦婷;赵鑫;姚帆;葛令芽;乔淑云;

    对徐州市某老旧生活垃圾填埋场堆体进行调查分析,地质勘探显示中间层中含有大量渗滤液,底部黏土层颜色已经为黑色,渗滤液已经渗透至底部的黏土保护层。有机质、总氮、总磷生物可降解性在2层明显高于1层和3层。堆体重金属污染较轻,未超过建设用地标准。Pb、Cu、Zn、Cd主要分布在堆体2层之中,As、Ni、Cr 3种重金属在垃圾堆体中向下迁移能力最强,黏土层中3种重金属的质量比分别达25.2 mg/kg、0.2 mg/kg、36.1 mg/kg。浸出毒性分析表明,9种重金属的浸出毒性都低于浸出毒性标准值,安全隐患较小。但是Zn在堆体中3层质量比最高,浸出量也最高,未来需重点关注周边地下水中Zn的安全性。污染负荷评价结果显示,Cr和Pb是生活垃圾填埋场的主要污染物。通过堆体含水率和有机质质量分数进行稳定性分析,除1#堆体2层外所有监测点处于基本稳定和较稳定状态,可判断垃圾堆体的垃圾稳定性较好,对周边环境影响低,这些有利于未来对该垃圾堆体的处置。本文对垃圾堆体环境污染风险的分析,将为决策部门未来决定老旧生活垃圾场治理提供参考。

    2022年05期 v.22;No.131 2815-2822页 [查看摘要][在线阅读][下载 3533K]
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  • 甘肃黄土塬典型地区窖水水质分析及健康风险评价

    张国珍;牟海生;马金叶;刘春;武福平;周添红;

    为明确甘肃黄土塬地区窖水水质现状及其潜在的健康风险,以甘肃陇东黄土塬地区某县的16口水窖的水质检测结果为基础,采用水质标识指数法对该县窖水水质进行评价,同时结合水环境健康风险评价模型首次对黄土塬地区窖水中重金属健康风险进行评估。结果表明:该县窖水水质满足地表水Ⅱ类标准,影响水质的主要限制性因子为总磷、总氮和溶解氧的含量;重金属年均致癌风险值在2.319 5×10~(-5)~3.760 16×10~(-5),介于美国环保署和国际辐射防护委员会可接受标准之间,年均非致癌风险值在1.791 71×10~(-10)~2.54×10~(-8),远低于上述标准,表明该地的健康风险主要来自于重金属致癌风险。2种评价方法均显示水窖集雨面优劣顺序依次为水泥地面、砖混地面、土路/打麦场面,窖体材质红胶泥优于混凝土,并对不同类型水窖的用途提出了建议。研究结论可为该县开展水窖集流面及其材质优选以及选择合适的水处理技术提供依据。

    2022年05期 v.22;No.131 2823-2832页 [查看摘要][在线阅读][下载 1682K]
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  • 区域VOCs聚集态势RF-LSTM智能感知方法

    陆秋琴;潘婉琪;黄光球;

    为了提高VOCs质量浓度预测精度,实现VOCs聚集态势感知,采用RF-LSTM方法提出了基于浓度预测的VOCs聚集态势感知法,简称聚集态势感知法,该方法将态势感知的概念引入VOCs研究,将区域VOCs聚集态势直观展示出来。首先在区域网格划分的基础上利用距离平方反比进行空间插值,收集区域VOCs数据信息;其次利用随机森林结合长短时记忆神经网络对网格VOCs质量浓度进行预测;最后根据预测结果计算VOCs聚集态势值,并将态势感知结果可视化。以西安市某区为例进行VOCs质量浓度预测及VOCs聚集态势感知,结果表明:与RF模型、LSTM模型相比,RF-LSTM模型减少了输入变量,实现了VOCs质量浓度预测模型输入参数的优化,降低了预测模型的复杂度,提高了预测精度,得到RF-LSTM模型的平均绝对误差、均方根误差、平均绝对百分比误差分别为6.24、9.75、10.36%;VOCs聚集态势感知能够对区域VOCs聚集的发展趋势和状态进行可视化,传达了更多的信息,具有一定的实用价值。因此,该聚集态势感知方法可以为区域VOCs污染防治和预警提供决策支持。

    2022年05期 v.22;No.131 2832-2844页 [查看摘要][在线阅读][下载 4512K]
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  • 环境磁学方法在珠三角表层土壤和沉积物环境质量监测中的应用

    付淑清;韦振权;吴翼;欧阳婷萍;

    为了解环境磁学方法在珠三角地区表层环境质量监测中的作用,在野外采集该区陆地表土和河口表层沉积物样本共417件,并对所有样本进行多个环境磁学指标测试。通过系列分析,得到以下结论:1)表层环境系统中两类环境物质中磁性矿物颗粒均以亚铁磁性磁铁矿为主,人类活动产生的次生物质是其重要来源;2)区内表层土壤和沉积物中磁颗粒均以粗粒稳定单畴为主,与其他许多地方一般为多畴至准单畴粒级的结果不同;3)磁化率、非磁滞剩磁和等温剩磁等结果可以指示该区表层环境物质中V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd等重金属污染情况,但在该地区对Pb污染基本不具指示意义;4)沿珠江口西部的陆地和水域都是区内污染物的关键汇聚区,粤港澳大湾区规划和建设过程中,应加强对该片区的环境监管。

    2022年05期 v.22;No.131 2845-2854页 [查看摘要][在线阅读][下载 2441K]
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  • 利用高低频土壤介电常数预测土壤Cd质量比研究

    石英;黄忭;罗焱瑾;宋艳梅;

    通过研究Cd质量比对土壤相对介电常数影响的变化规律,为地质雷达快速无损地探测重金属污染程度提供理论依据。首先在100 MHz和15 MHz频率下,使用高频Q表对已知含水率(0.05 cm~3/cm~3、0.13 cm~3/cm~3、0.16 cm~3/cm~3、0.20 cm~3/cm~3、0.25 cm~3/cm~3和0.28 cm~3/cm~3)和Cd质量比(0、15.2 mg/kg、68.4 mg/kg、83.6 mg/kg、100 mg/kg、152 mg/kg、190 mg/kg和250 mg/kg)的土壤样品进行相对介电常数的测量。在剔除异常值后,使用最小二乘法对所获得的数据进行拟合得到在100 MHz下的相对介电常数与含水率之间的关系,并在15 MHz的相对介电常数条件下得到2个经验公式,即不同含水率下的Cd质量比与相对介电常数的关系式。最后在100 MHz和15 MHz 2个频率下测试了验证组土壤样品的相对介电常数,并使用经验公式对验证组样品的含水率和Cd质量比进行预测计算。结果表明:1)测量频率为100 MHz时,土壤介电常数与水分含量的拟合系数高达0.998 4;2)测量频率为15 MHz时,各含水率下的土壤介电常数与Cd质量比的拟合系数在0.85以上;3)使用验证组数据对前述两组定量公式的校验结果表明,含水率的预测值和实测值差异在0.01 cm~3/cm~3,Cd质量比的预测值和实测值差异约为6 mg/kg。因此,使用多个频率测定土壤的相对介电常数,并根据得出的经验公式可以定量分析相对介电常数与含水率和Cd质量比的数量关系,这为定量估算土壤中重金属质量比提供了新途径。

    2022年05期 v.22;No.131 2855-2864页 [查看摘要][在线阅读][下载 2208K]
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  • 氨基硫脲-罗丹明6G荧光探针的合成及对Hg~(2+)的选择性识别

    谢黎霞;闫文波;李瑞歌;李鑫;

    设计合成了一个基于氨基硫脲和罗丹明6G的衍生物作为金属阳离子检测探针,其结构得到核磁和X射线单晶衍射分析确认,研究了其对汞离子的选择性识别性能。结果表明,含水体系中,探针在汞离子诱导下生成分子内胍类衍生物,伴随罗丹明螺酰内环开环,荧光信号实现由“关”到“开”的状态变化。在551 nm处荧光强度随着汞离子的加入呈现显著的线性增强,同时溶液颜色由无色变为粉色。该探针对环境中汞离子有高灵敏度和高选择性,可以实现荧光和显色双重传感检测。

    2022年05期 v.22;No.131 2865-2871页 [查看摘要][在线阅读][下载 2097K]
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  • TiO_2/聚乙烯醇纳米复合材料电化学检测雨水径流中微量抗生素研究

    黄鹏程;孙健;靳伟;杨迅;

    针对雨水中抗生素污染问题,开发了基于TiO_2/聚乙烯醇(PVA)纳米复合材料电化学检测技术,以期解决传感器存在的检测限较低、检测范围较窄等问题。通过SEM和XRD技术研究TiO_2/PVA纳米复合材料的形貌和结构性能,结果显示制备的TiO_2纳米颗粒均匀分布在PVA的结构中。循环伏安法结果显示TiO_2/PVA纳米复合物对四环素的检测具有高稳定性和响应性。采用微分脉冲伏安法探究TiO_2/PVA-玻璃碳电极作为四环素传感器的电化学性能,结果表明该复合材料具有检测限低(0.03μmol/L)、灵敏度高(0.818 3μA/(μmol·L))和线性范围广(1~140μmol/L)的优势。该传感器可有效检测出实际雨水中的四环素,表明其在实际雨水检测中具有较高的应用前景。

    2022年05期 v.22;No.131 2872-2878页 [查看摘要][在线阅读][下载 1806K]
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区域环境与生态

  • 新疆三工河流域生态环境质量演变及其影响因素研究

    刘勤;曹开军;

    通过对遥感数据的分析可以实现区域生态环境的快速、客观和全面评价。以Landsat影像为数据源测算遥感生态指数,通过栅格计算和地理探测器对三工河流域生态环境质量时空演变进行评价和影响因素分析。结果表明:1)2003—2020年,三工河流域向“绿”、“湿”、“热”的方向发展,但区域内“干”、“热”、“湿”、“绿”的极端差异明显;2)三工河流域生态环境质量等级以较差和中等为主,并呈现人工绿洲优于山地/荒漠、南部优于北部的空间分布特征;3)2003—2020年,该流域生态环境整体表现出好转的趋势,不同等级之间的交换主要发生在相邻质量等级内;4)2003—2020年各影响因子对生态环境空间分布的解释力由大到小依次为土地利用类型、降水、气温、海拔、地形起伏度、坡度,影响因子之间表现为双因子增强和非线性增强2种交互作用类型。

    2022年05期 v.22;No.131 2878-2889页 [查看摘要][在线阅读][下载 2402K]
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  • 基于POI数据的河岸带“三生功能”解译与空间格局分析——以煤炭资源型城市古交为例

    常江;钱尤馨;顾思浩;李成;

    流域生态保护和高质量发展是国家重大战略,通过“生产-生活-生态”功能解译来识别“三生空间”是认识流域发展格局的重要依据和决策基础。以煤炭资源型城市古交市“一河三川”河岸带为例,利用兴趣点(Point of Interest, POI)数据,采用GIS空间分析法进行“三生功能”识别和分析。结果表明:古交市“三生空间”整体沿河谷地带呈串珠式分布;生产空间呈“小聚集、大分散”点状分布;生活空间沿汾河下游的南岸聚集并与生产空间交错分布;生态空间整体呈破碎的散点状分布,缺乏整体联动;混合功能空间围绕主要的生产空间和生活空间呈向心分布。结合煤炭资源型城市的特殊性,提出以“三生融合”为目标的城水格局构建、“刚柔并济”的岸线功能分区、项目带动沿岸腹地功能转型的策略,以期为河流生态修复和流域空间规划提供参考依据。

    2022年05期 v.22;No.131 2890-2899页 [查看摘要][在线阅读][下载 2779K]
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  • 基于熵权TOPSIS模型的长春市水资源承载力评价

    徐政华;曹延明;

    为了对长春市水资源承载力进行评价,涵盖水资源系统、社会系统、经济系统和生态环境系统4个方面,选取单位面积水资源量、人口密度、万元工业增加值用水量和生态环境用水率等共14个指标的区域水资源承载力评价指标体系;引用改进熵权的TOPSIS模型评价方法,介入信息熵计算各评价指标的权重,利用欧式距离的最优解法对水资源承载力进行评价。结果表明:从各市县来看,水资源承载力由高到低依次为德惠市、榆树市、长春市区、双阳区、九台区,水资源承载力处于III“中等”水平;农安县排在最后,水资源承载力处于II“较弱水平”。单位面积水资源量、地表水资源占比、人均水资源占有量和城镇化率指标为影响长春市水资源承载力的有利因子,人均水资源利用量、单位面积灌溉用水量等其余10个指标则为不利因子。总体来看,该区域具有相对的开发利用潜力,在一定区域和时间里,能够为整个长春市经济社会的发展提供水资源保障,但未来发展情况不容乐观,也要给予必要关注和采取有效措施予以应对。评价结果与各市(区)县水资源实际情况相吻合,该评价模型能够综合考虑影响因素,有效降低了评价中主观因素的影响,为水资源承载力评价提供理论依据和可行性参考。

    2022年05期 v.22;No.131 2900-2907页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K]
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数据统计与分析

  • 2018—2020年全球安全科学研究态势

    李杰;李生才;甘强;冯长根;

    为了解2018—2020年全球安全科学技术的研究态势,在《安全科学学术地图》(综合卷)的研究基础上,应用科学计量与知识图谱的方法,对来自Web of Science数据库23种国际安全综合期刊的9 722篇论文,从论文产出的时间趋势、国家/地区、机构的空间态势和论文产出的主题分布方面进行了分析。结果表明,2018—2020年全球安全科学的产出呈现显著的线性增长趋势。论文主要源自五大安全科学期刊,分别为《安全科学》《国际减灾与风险》《可靠性工程与系统安全》《过程安全与环境保护》及《事故分析与预防》,其论文数占到了总论文数的59.93%。在国家/地区分布上,2018—2020年我国论文总量已经位居世界第一,并与核心的国家或地区建立了广泛的合作关系。此外,美国、英国和澳大利亚也一直表现突出,是安全论文的核心产出国。在机构层面上,荷兰代尔夫特理工大学作为国际知名安全研究机构,论文产出总量为全球第一。此外,美国德州农工大学、中国矿业大学、清华大学及挪威科技大学等也表现突出。在2018—2020年,我国有大量机构位于高产机构的行列,中国矿业大学、清华大学、中国科学院、北京航空航天大学及南京工业大学等安全相关研究在国际论文的产出上表现活跃。在主题层面上,国际安全科学研究主题群相对稳定,主要分布在#1职业安全和灾害风险、#2工业过程安全、#3系统安全与可靠性及#4交通安全四大领域,并出现了以新冠病毒安全与风险、台风、长时记忆、卷积神经网络、深度学习及自动驾驶为代表的安全研究的新问题与新方法。

    2022年05期 v.22;No.131 2908-2917页 [查看摘要][在线阅读][下载 5579K]
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  • 2022年7—8月国内环境事件

    李生才;安莹;

    简要统计了2022年7—8月国内发生的各种环境事件84起,包括沙尘天气3起,污染事件6起,地震48起,山体滑坡和泥石流9起,旱灾2起以及其他自然灾害16起。

    2022年05期 v.22;No.131 2918-2922页 [查看摘要][在线阅读][下载 1171K]
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  • 2022年7—8月国内生产安全事故统计分析

    李生才;笑蕾;

    统计了2022年7—8月国内发生的各种生产安全事故60起,其中包括交通事故、矿业事故、化工事故、市政事故和其他事故。统计表明,在60起事故中,交通事故占38.33%,矿业事故占13.33%,化工事故占5.00%,建筑事故占3.33%,市政事故占23.33%,其他事故占16.67%。60起事故共死亡142人。死亡人数的百分比分别为交通事故35.92%,矿业事故占14.79%,化工事故占4.93%,建筑事故占6.34%,市政事故占19.72%,其他事故占18.31%。2022年7—8月生产安全事故发生较多的3个省和市分别为山西(10起)、四川(5起)和安徽(5起);死亡人数较多的5个省和市分别为山西(27人)、浙江(16人)和河北(13人)。

    2022年05期 v.22;No.131 2922-2924页 [查看摘要][在线阅读][下载 1155K]
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书评

  • 大学生心理健康教育与高校安全育人管理分析——评《安全行为心理学》

    胡黎香;

    <正>高校承担着为社会主义建设事业培育人才的重任,安全是高校育人的前提要求。在安全的校园氛围中,大学生会有心理安全感,可以安心求学。大学生心理健康问题是一个现实问题,每年都会发生由心理健康引发的高校安全事故。大学生个体心理健康状况会影响到他们的行为特征与模式,在健康的心理状态下,大学生行为模式会更加稳定安全;当大学生出现心理健康问题时,其行为方式就会产生某些安全隐患,在特定环境中可能会成为引发安全事故的因素。在大部分国家和地区,大学校园安全都是社会安全中最重要的一个领域,这是因为大学生自我安全保护能力相对较弱。

    2022年05期 v.22;No.131 2925-2926页 [查看摘要][在线阅读][下载 1088K]
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  • 基于仿真建模研究模式推动农村公共卫生安全管理研究——评《面向公共卫生管理的传染病传播建模与仿真研究》

    王益兰;

    <正>中国正致力于新型乡村社会建设,努力缩小城乡差距,实现特色社会主义建设目标。在新农村建设中,公共卫生安全管理既是一个现实难题,也是一个关系到农村民众福利的重要问题。农村地区公共医疗资源偏少,民众公共卫生安全意识偏弱,因此公共卫生安全管理工作难度大,责任重,需要探索更有效的公共安全管理制度建设路径,提高农村地区公共卫生安全管理水平。农村地区公共卫生安全管理制度建设,既要着眼于突发公共卫生事件应急管理体系建设,提升农村地区医疗机构组织的应急处理能力;更要建立常规稳定的公共卫生管理模式,强化农村居民公共卫生意识。

    2022年05期 v.22;No.131 2927页 [查看摘要][在线阅读][下载 1077K]
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  • 幼儿园安全治理策略与路径思考——评《幼儿园安全治理实践与探索》

    刘满荣;张苗;

    <正>做好幼儿园安全治理工作不仅可为幼儿创造一个安全幸福的成长环境,也能保障幼儿园正常教育教学秩序。幼儿安全关联着无数家庭的幸福,也关系着一个国家民族未来的希望。幼儿园安全治理工作的有效开展是社会共同心愿,也是社会文明幸福的体现。近年来,幼儿园安全危机事故时有发生,给幼儿、幼儿教师,以及当事人家长带来了伤害,因此加强幼儿园安全治理也是社会发展的现实要求。幼儿园安全治理工作需制定科学的策略,且探索有效的路径,让安全治理工作有效且高质量地开展,为幼儿园师生提供安全保障。

    2022年05期 v.22;No.131 2928页 [查看摘要][在线阅读][下载 1067K]
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  • 网络时代信息技术安全教育策略——评《网络信息安全技术》

    田伟;

    <正>我们生活在网络信息时代,网络影响力已然深度渗透到当今社会生活生产的方方面面。网络信息安全与每一个人的权益有着密切关联,一旦出现网络信息安全问题,与网络相关的隐私信息安全、财产安全,乃至生产生活安全都可能受到影响,甚至遭受损失与伤害。尤其随着移动互联网和物联网的广泛普及,个人或企业的各种生产生活信息都被转化为各种数据,这些数据中蕴含丰富的隐私信息,若没有得到有效保护,则会带来各种信息安全风险。在现实中,因为网络数据信息泄露或被窃取,从而给企业或个人带来损失与伤害的案例并不鲜见,也给信息安全教育敲响了警钟。

    2022年05期 v.22;No.131 2929-2930页 [查看摘要][在线阅读][下载 1111K]
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  • 文化安全观念与意识的培养路径——评《文化安全的多重思考》

    李玉亭;

    <正>文化是国家民族精神的沉淀,也是文明的基因,一个国家和民族的文化是维持他们发展壮大的精神动力来源。在人类发展历史中,有不少民族湮没在历史长河中,其根本原因不在于其人种或土地的消失,而在于文化消亡。文化消亡使得群体失去了精神纽带,最终被其余文化同化,成为历史长河中的一段记忆。在当今世界激烈的竞争格局中,文化竞争力是核心软实力,目前欧美世界依然占有显著优势。文化竞争力强,意味着他们输出文化理念,制定诸多行业文化规则,影响普通民众的文化思维观念,最终让自己国家和民众在国际文化竞争中处于优势地位。

    2022年05期 v.22;No.131 2931-2932页 [查看摘要][在线阅读][下载 1078K]
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