安全评价

  • 开放式厨房燃气泄漏爆炸定量风险评价

    岑康;徐浩然;刘国庆;黎登辉;张瀚月;卢万;

    各地燃气公司面临越来越多给开放式厨房通气的诉求,但依据国内现行标准规范,开放式厨房不能通气。根据典型开放式厨房的布局尺寸与居民户内燃气系统参数,分别建立了开放式厨房、有隔断厨房布局下的燃气泄漏扩散爆炸数值模型。基于相似理论,研制了开放式厨房燃气泄漏扩散爆炸试验装置并开展了系列试验,验证了数值模型的准确性。提出了以室内爆炸危险区域占比表征事故发生概率、以室内加权平均超压表征事故后果的室内燃气泄漏爆炸定量风险评价方法,并将该方法运用于量化对比某典型户型在开放式厨房和有隔断厨房2种布局方式下的燃气泄漏爆炸风险差异。结果表明:1)开放式厨房布局由于无实体墙阻碍,燃气泄漏扩散范围相对更大,导致其事故发生概率为有隔断厨房布局的2.4倍;但开放式厨房布局具有更低的室内阻塞比,爆炸过程中的湍流强化效应相对较小,使得其事故后果影响也相对较小,仅为有隔断厨房布局的0.57倍;总体而言,开放式厨房布局方式的燃气泄漏爆炸风险更高,是有隔断厨房布局的1.37倍;2)可通过提高户内燃气管道及用气设备本质安全水平、设置燃气泄漏报警联锁停气通风等方式,有效消减和控制开放式厨房用气风险。

    2022年06期 v.22;No.132 2933-2943页 [查看摘要][在线阅读][下载 3968K]
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  • 基于Vague集理论的城市综合管廊运营安全研究

    崔袁丁;孟学雷;崔炳谋;杨玉艳;

    城市综合管廊是一种地下空间集约化应用方式,由于建成后运营周期长、穿越环境复杂、运营管理工作繁重的特点,其运营过程中会面临诸多复杂安全风险。为有效评估城市综合管廊运营期间的总体安全状况,首先从廊体情况、管线情况、管廊设备设施情况、人员组织管理、自然环境情况、运营情况6个方面对影响管廊运营安全的相关因素进行分析,建立了运营安全评价指标体系。随后提出了基于熵权-Vague集的综合评价方法,最后通过算例对不同运营时期的安全运营状况进行评价,以算例验证评价方法可行性。研究表明,该方法对于城市综合管廊运营安全的评估是科学的、有效的,其评价结果可以作为制定综合管廊运营维护方案与后续规划设计的参考。

    2022年06期 v.22;No.132 2944-2953页 [查看摘要][在线阅读][下载 1820K]
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  • 基于改进的径向基神经网络的道岔故障诊断

    谭丽;赵月月;温润;温斐斐;

    为实现高速铁路道岔故障智能诊断,根据信号集中监测系统的道岔动作功率曲线,提出了卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)和改进的径向基神经网络(K-Means-Extreme Learning Machine-Radial Basis Function,KERBF)相结合的道岔故障智能诊断模型。首先对故障曲线图片进行预处理,通过CNN特征提取器提取故障特征。为了在不降低准确度的同时提高训练速度,采用极限学习机(Extreme Learning Machine, ELM)改进径向基神经网络(Radial Basis Function neural network, RBF)网络中传统的梯度更新参数方法,针对ELM随机选择中心点可能导致模型在特征学习、抽象方面的表现大大减弱的问题,使用K-Means聚类得到极限学习径向基神经网络(ELM-RBF)隐含层各单元中心点,RBF输出权值通过最小化训练误差依据Moore-Penrose广义逆矩阵理论求出,以此建立CNN-KERBF道岔故障诊断模型。通过某铁路局现场数据验证模型,CNN-KERBF道岔故障诊断模型准确度为97.18%,对比其他模型,该模型在准确度与训练速度综合性方面有较明显的改善。

    2022年06期 v.22;No.132 2954-2961页 [查看摘要][在线阅读][下载 1874K]
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  • 基于Markov的列控中心多态动态可靠性分析

    齐金平;王康;李少雄;周亚辉;

    针对列控中心系统由冗余带来的动态时序特点和通信接口单元在实际工作环境中具有多种故障状态的问题,假设部件寿命和维修时间服从指数分布,且各单元相互独立,故障单元修复后的寿命仍服从指数分布。构建了基于马尔科夫的多状态热贮备可修系统可靠性模型,通过计算得到部件的稳态可用度、平均故障间隔时间、首次故障前平均时间、稳态故障频度、维修人员忙期稳态概率及可靠度函数等主要可靠性参数的解析表达式。最后,以CTCS-2级列控系统的列控中心为例,对该多状态热贮备可修系统可靠性解析模型进行了验证和分析。结果表明:随维修速率提高,部件的稳态可用度提高,部件的故障概率、稳态故障频度和维修人员忙期稳态概率降低;可为掌握列控中心在实际维修条件下的可靠性规律及合理开展列控中心维修工作提供技术支撑。

    2022年06期 v.22;No.132 2962-2970页 [查看摘要][在线阅读][下载 2321K]
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  • 加氢站风险分析及泄漏探测覆盖率评估

    王雅真;党文义;于安峰;刘迪;邝辰;

    为提高加氢站火灾/气体探测系统(Fire and Gas System, F&GS)氢气泄漏探测覆盖率,结合国内某加氢站,建立了适用于典型加氢站的风险场景库,采用基于加氢站风险场景分析与计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)数值模拟相结合的方法,对现有氢气探测器覆盖率进行评估并提出优化措施。该方法包括3个步骤:1)基于加氢站风险分析建立代表性泄漏场景库;2)建立加氢站三维模型,针对泄漏场景进行气体扩散CFD数值模拟并计算分析探测器的有效性;3)计算场景覆盖率并提出优化措施。经过评估优化后的加氢站全厂性氢气探测覆盖率大幅提高,1ooN(从N中取1,N表示某区域内用于表决逻辑的探测器数量)探测率可达到94.4%。

    2022年06期 v.22;No.132 2971-2977页 [查看摘要][在线阅读][下载 2057K]
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  • 基于工作风险分解法和模糊层次分析法的脐带缆安装风险评估

    谢锏辉;肖良;王庆松;杨昆;王懿;

    脐带缆的水上安装过程复杂,风险源众多,难以系统、全面地分析风险。基于工作风险分解法(Work Breakdown Structure-Risk Breakdown Structure, WBS-RBS)对脐带缆安装风险进行识别,构建脐带缆安装风险指标体系;基于模糊层次分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process, FAHP)构建评判指标模型,结合专家评价法建立模糊互补判断矩阵,对脐带缆安装风险进行定量评估。将提出的风险评估方法应用于陵水17-2气田工程,共识别出脐带缆安装作业过程中76项潜在风险源,得到设备操作使用风险、施工工艺方法风险、工作场所风险、设备工具质量风险等8项重大风险类型,脐带缆倒驳、中端正常铺设等需重点防控的5道作业工序,最后对相应风险给出了控制对策。研究成果为脐带缆安装风险评估提供了新的理论支持与技术参考。

    2022年06期 v.22;No.132 2978-2985页 [查看摘要][在线阅读][下载 1662K]
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  • 基于AHP-信息熵权-模糊集的岩溶塌陷风险评价

    阮永芬;张虔;闫明;郭宇航;蔡龙;

    为解决岩溶场地建设项目的塌陷灾害问题,优化模糊评价以实现塌陷风险精准预估并建立治理流程。首先,引进层次模型法选取诱发因子与损伤因子共4个一级指标及19个二级指标,建立了岩溶塌陷风险评价指标体系;而后,引入模糊集理论(Fuzzy Theory, FT)构建评价指标模糊关系,分别根据层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)及信息熵权法(Entropy Weight Method, EWM)得出指标的主客观权重,耦合主客观权重得到最终权重,并依据三标度法引入比较算子评判指标突出度,从而建立二级岩溶塌陷风险评价模型;最后,将风险评价模型与未确知测度法从计算原理、操作性、适用性等多角度进行了对比分析,同时以昆明地铁5号线某岩溶场地站点为例实施评价。结果表明:模型所得结果与现场实际情况吻合,并与未确知测度法及层次分析法评价结果一致,根据风险等级提出相应的治理措施,处治效果良好;该模型量化定性指标,减少了评价主观性,重视不利指标突出值的影响,简化了计算步骤,有助于提高岩溶塌陷风险评价的准确性与适用性,进而指导岩溶场地上建(构)筑物的设计施工及灾害治理。

    2022年06期 v.22;No.132 2986-2993页 [查看摘要][在线阅读][下载 1519K]
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  • 大客流下城市轨道交通站点韧性评估及划分

    陈锦渠;张帆;彭其渊;殷勇;

    为量化并提升城市轨道交通站点在大客流下的运营服务水平,以韧性为指标评估并划分了站点应对大客流的能力。首先,通过分析站点的3类乘客出行流线,考虑乘客在站点出行的便利性,提出了基于乘客在站出行时间的站点运营服务水平评价指标;接着,结合韧性三角理论,构建基于站点剩余运营服务水平的韧性指标评估,并运用模糊聚类分析法实现了站点韧性评估结果的划分;最后,评估了成都地铁各站点在早高峰大客流下的韧性。结果表明:早高峰期间站点的运营服务水平随时间呈3类变化趋势,分别对应于3类客流量分布;站点韧性与客流量及平均延误次数有关,1号线的站点因其客流量最大而拥有最差的韧性;聚类中心数的增加将加剧各类站点的重叠程度,成都地铁站点的韧性处于较低水平,着重关注1、2号线站点的运营有利于提升系统应对大客流的能力。

    2022年06期 v.22;No.132 2994-3002页 [查看摘要][在线阅读][下载 3185K]
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  • 基于多重影响力的公共交通网络中地铁车站脆弱性评价

    段晓红;周翰霖;熊怡莲;

    为全面衡量地铁车站的脆弱性水平,构建了兼顾自身脆弱性和所受影响的综合脆弱性评价模型。首先,从暴露性、敏感性和适应性3个特征要素出发,辨识客流扰动下地铁车站脆弱性的影响因素,并构建自身脆弱性评价模型;然后,引入多重影响力模型分析公共交通网络中节点脆弱性之间的影响关系,构建综合脆弱性评价模型;最后,利用该模型分析北京市典型车站的脆弱性。结果表明,西直门、东直门、国贸和西二旗站的自身脆弱度为0.309 7、0.684 5、0.331 9和0.709 0,而综合脆弱度为0.095 1、0.154 1、0.340 7和0.073 0。具有最高自身脆弱度和综合脆弱度的车站分别为西二旗站和国贸站。综合评价模型的计算结果兼顾了网络中其他车站对待评估车站的影响,较自身评价模型更具合理性。该模型不仅能够识别自身抵御能力较为薄弱的站点,还能把握脆弱性在网络中的传递和演变路径,为制定客流引导和控制方案提供了依据。

    2022年06期 v.22;No.132 3003-3013页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K]
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  • 全球气体运输船社会风险可接受衡准及应用研究

    汪金辉;王雨;庄磊;周雨;张睿卿;

    为制定气体运输船社会风险评判标准,选取IHS Sea-web数据库中2005—2019年的气体运输船事故伤亡数据进行统计分析,采用F-N曲线结合线性回归与潜在生命损失P_(LL)确定了气体运输船社会风险可接受衡准,并以此评判气体运输船在全球不同海区、事故类型、吨位和船级社等方面的风险水平。结果表明:所得到的气体运输船社会风险可接受衡准相较于国际海事组织(IMO)制定的衡准更严格,可容忍风险线与可忽略风险线的斜率为-1.664,锚点分别为(10, 7.980×10~(-5))和(10, 3.373×10~(-7));全球有4个海区的风险位于可容忍风险区;火灾/爆炸、船体损伤、沉没和救生设备故障事故的风险属于可容忍风险;总吨500~24 999和总吨25 000~59 999的气体运输船风险属于可容忍风险。

    2022年06期 v.22;No.132 3014-3020页 [查看摘要][在线阅读][下载 2080K]
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  • 基于BP神经网络的机场次日鸟击风险预测方法

    王维;石文郁;

    机场鸟击已成为中国民航机场运行安全的最大挑战。根据机场鸟击责任区的定义并结合飞行程序,分析了责任区的空间范围及该范围内飞机起飞爬升、着陆进近的位置和速度。从鸟类、飞机、机场、周边环境和自然气候这5个维度建立了机场鸟击风险水平日变化的评价指标体系,基于反向传播(Back Propagation, BP)神经网络方法构建了机场鸟击责任区次日鸟击风险预测模型和方法。案例机场实际应用表明,BP神经网络在机场次日鸟击风险预测中有良好的应用性,结果准确可靠,可为机场鸟击防范工作提供指导和参考。

    2022年06期 v.22;No.132 3021-3027页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K]
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  • ILS进近过程中多障碍物碰撞风险评估方法研究

    张洪;王强;

    为优化碰撞风险模型(Collision Risk Model, CRM)遮蔽角,从而准确计算基于仪表着陆系统(Instrument Landing System, ILS)进近过程中航空器与多障碍物的总碰撞风险,避免过度评估问题,首先,基于广播式自动相关监视(Automutic Dependent Surveillance-Broadcast, ADS-B)数据计算得到航空器位置偏差,并研究其水平分布特征;然后,建立障碍物分布模型,从而计算得到航空器与障碍物碰撞风险;最后,基于条件概率,得到沿跑道中线和垂直跑道中线(或其延长线)不同位置处的遮蔽角。结果表明:航空器水平分布不为正态分布,可通过拟合数据得到概率密度函数及累计分布函数,从而计算碰撞风险;沿飞行方向,遮蔽角逐渐增大,但变化范围不大;沿垂直跑道中线(或其延长线)方向,由近及远遮蔽角先减小后增大,距离较远时,遮蔽角甚至可超过14°。

    2022年06期 v.22;No.132 3028-3033页 [查看摘要][在线阅读][下载 1888K]
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安全工程

  • 纵向滑坡条件下顺坡敷设管道力学响应分析

    陈翠翠;黄忠宏;帅健;韦正鑫;

    为了研究纵向滑坡作用下顺坡敷设管道的力学特性,结合山坡的地形特征和管道结构,选用土弹簧模型模拟管土相互作用,建立了顺坡敷设管道有限元模型,分析管道在山坡发生纵向滑坡状况下的应变分布。结果表明:发生纵向滑坡时,管道在弯管处存在滑坡敏感区域,位于坡脚弯管、坡顶弯管及滑坡两侧等4处位置的轴向应变较大;当滑坡方向与管道轴向存在夹角时,滑坡边界两侧管道轴向应变迅速增大;滑坡位置对弯管轴向应变影响较大。研究成果可为山坡敷设管道的安全维护提供技术依据。

    2022年06期 v.22;No.132 3034-3040页 [查看摘要][在线阅读][下载 1768K]
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  • 改进灰色模型在含蜡原油管道蜡沉积厚度预测中的应用研究

    徐士祺;殷彦龙;杜胤;秦干;王磊;

    为了对含蜡原油管道中的蜡沉积厚度进行准确预测,分别基于函数cos(x~T)变换与函数cot(x~T)变换建立了GM(1, 1)蜡沉积厚度预测模型。通过理论证明比较了函数cos(x~T)变换和函数cot(x~T)变换对原始数据光滑度的提升能力。以现场管道结蜡数据和室内环道结蜡数据为例,对比了传统GM(1, 1)模型、基于函数cos(x~T)变换及基于函数cot(x~T)变换建立的GM(1, 1)模型之间的预测精度,并分析了T的取值变化对GM(1, 1)模型预测精度的影响。结果表明:原始数据经函数cos(x~T)变换相比函数cot(x~T)变换具有更好的光滑度;基于函数cos(x~T)变换的GM(1, 1)模型精度最高,其次是基于函数cot(x~T)变换建立的GM(1, 1)模型,而传统GM(1, 1)模型精度最差;在所取T范围内,基于函数cos(x~T)变换与基于函数cot(x~T)变换所建模型的精度均随T增大呈现出先增大后减小的趋势。

    2022年06期 v.22;No.132 3041-3049页 [查看摘要][在线阅读][下载 1265K]
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  • ARJ21飞机尾流遭遇响应研究

    潘卫军;王昊;罗玉明;韩帅;

    为研究ARJ21飞机在实际运行过程中与前机的尾流间隔是否满足国际民航组织(International Civil Aviation Organization, ICAO)标准,有必要建立ARJ21飞机遭遇尾涡空气动力学响应模型,分析其遭遇尾流后的安全性。首先选取超重型飞机A380、重型机A350和A330飞机作为前机建立尾涡耗散及诱导速度模型,针对ARJ21飞机高平尾、尾吊发动机和下单翼的特点,使用条状带法建立其空气动力学响应模型并进行仿真求解,分析其升力、高度和滚转力矩变化规律;然后选取滚转力矩系数作为安全性指标,对ARJ21飞机在ICAO尾流间隔标准下的运行安全性及未来尾流间隔进一步缩减的潜力进行分析。结果表明:ARJ21飞机在ICAO尾流间隔标准下,遭遇超重型飞机的滚转力矩系数小于0.5,遭遇重型机的滚转力矩系数小于0.31,运行标准满足安全性需求;当滚转力矩系数介于0.031~0.07时,ARJ21飞机跟随A380的临界安全间隔为9 021~11 960 m,跟随A350的间隔为6 791~8 736 m,跟随A330的临界间隔为6 486~7 842 m。

    2022年06期 v.22;No.132 3050-3058页 [查看摘要][在线阅读][下载 2800K]
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  • 城市隧道壁龛式通风壁龛角度对通风效率影响模拟

    彭安琪;梁印;李志远;秦文龙;杨斌;

    为分析城市隧道采用顶部壁龛式通风对通风效率的影响,基于ICEM和Fluent软件建立了壁龛角度变化范围在0°~40°的壁龛式纵向通风模型,并进行了数值模拟分析。结果表明:当城市隧道内设置壁龛时,在风机下方出现更低的速度,并在壁龛段出现压力先骤升后骤降的现象,产生负压区,且负压随角度增大而增大,该低速区和负压区均会降低隧道通风效率;同时当壁龛角度由0°增加至40°时,升压系数由0.85降至0.5,降幅达43.75%,通风效率明显降低。建议在满足施工安全及经济性的前提下,壁龛夹角可取最小值,但综合考虑夹角减小产生的漩涡区对通风效率的影响,夹角不宜小于15°。

    2022年06期 v.22;No.132 3058-3065页 [查看摘要][在线阅读][下载 2725K]
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  • 大跨径隧道不同车道火灾对侧向集中排烟效率影响研究

    赵超峰;谢宝超;于子涵;刘邱林;徐志胜;

    为探究大跨径隧道不同车道发生火灾时的烟气流动特性及其对侧向集中排烟系统的影响,应用FDS软件探究了大跨径水下隧道火灾特性。首先,研究火源位于不同车道对烟气温度分布特征的影响;然后,分析隧道内烟气流动特征,得到火源位于不同车道时的隧道流场分布情况、烟气蔓延范围;最后,根据数值模拟结果计算不同车道发生火灾时侧向集中排烟系统的排烟效率。结果表明:火源不在隧道中心位置时,两侧的烟气温度分布不对称,近壁面一侧烟气温度高于远离壁面一侧的温度;火源靠近隧道侧壁时,近火源处的烟气将因惯性力的作用而产生涡旋;火源位于不同车道对横向集中排烟的排烟效率影响较大,火源距排烟口的横向距离越远,排烟效果越好,其主要原因是当火源远离排烟口时,烟气在纵向蔓延中不会产生强涡流以及烟气分流现象,从而提高了排烟效率。

    2022年06期 v.22;No.132 3066-3074页 [查看摘要][在线阅读][下载 3798K]
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  • 火灾影响下储罐热后屈曲行为分析

    莫丽;陈行;陈超;郭振兴;

    研究了火灾影响下立式钢制储罐的热后屈曲行为。基于固体双层火焰模型,首先利用有限元分析软件Abaqus计算目标储罐的温度场分布,然后将温度场作为结构分析中的热载荷,通过人工阻尼法求解储罐的热后屈曲行为。在不同的环境因素下,根据罐壁径向位移幅度与壁厚的比值来判别热后屈曲行为对罐体造成的破坏,同时利用耐火时间来判断不同因素对热后屈曲行为的影响。结果表明,罐体的变形程度与风速和源罐直径成正比,与储罐间距成反比。储罐合理的排列布置,能够增大储罐的耐火时间,并且提高最低临界屈曲温度,防止热后屈曲行为的发生。该研究对于避免火灾险情的升级和扩大,防治罐区多米诺效应具有指导作用。

    2022年06期 v.22;No.132 3075-3081页 [查看摘要][在线阅读][下载 2200K]
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  • PVC护套线过电流诱发短路过程及绝缘燃烧速率研究

    李阳;金南江;孙烨;姜文宇;张瑾;

    为深入研究护套线过电流诱发短路过程及绝缘燃烧特征与引发火灾危险的关系,搭建电源护套线过电流诱发短路故障电路,统计初次短路的发生时间和位置,借助高速摄像机获取短路发生的过程,分析绝缘燃烧特征。结果表明:护套线在受到过电流作用后,其绝缘层逐渐失效,诱发短路故障,短路电弧引起绝缘层燃烧;短路后绝缘发生燃烧的最低概率为62.5%,发生在24 A时,48 A时燃烧持续时间最长为51 s,持续时间约为24 A时的2倍,最大火焰蔓延速率为2.08 mm/s,燃烧持续时间与火焰蔓延速率均随电流增大呈指数递增。

    2022年06期 v.22;No.132 3082-3086页 [查看摘要][在线阅读][下载 1651K]
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  • 甲苯-环己烷混合气体燃爆特性试验研究

    张金锋;张睛;董红雨;闫忠清;任红威;

    针对挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)治理工程易发生的有机气体燃爆问题进行研究,以甲苯、环己烷2种典型VOCs气体为研究对象,研究其在不同条件下闪点、自燃点和爆炸下限的变化规律。结果表明,随混合样品中甲苯体积分数增加,混合蒸气的闪点由-17℃增加到9℃,自燃温度由264.1℃增加至515.9℃,爆炸下限由0.917%上升到1.252%。当混合样品中闪点、自燃温度和爆炸下限均较低的环己烷体积分数增大时,气体混合物的燃爆危险性相应增大。甲苯-环己烷混合样品(体积比为1∶1)的自燃点随质量浓度增加呈现先降低后上升的趋势,质量浓度为0.417 g/L时自燃温度最低,为461.82℃,混合样品在此质量浓度下最易发生自燃。当初始温度从65℃上升到165℃时,甲苯-环己烷混合蒸气(体积比为1∶1)爆炸下限降低,由1.310%降至0.980%,初始温度升高使混合气体爆炸的危险性增大。

    2022年06期 v.22;No.132 3087-3093页 [查看摘要][在线阅读][下载 1618K]
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  • 掺氢甲烷非预混射流火研究现状及展望

    肖华华;赵春祥;

    氢输运是推广和发展氢能的关键环节之一,其中将氢气掺入天然气(主要成分为甲烷)管网的策略是解决氢输运问题的一种新的有效途径。然而,输气管道一旦发生泄漏则易引发非预混射流火火灾事故。因此,研究掺氢甲烷非预混射流火对灾前风险评估和灾后应急处置均具有重要意义。首先介绍掺氢甲烷射流火研究的意义;接着阐述非预混射流火特性与稳定机制,综述前人关于掺氢比例(氢气所占掺氢甲烷的体积分数)与伴流特征对掺氢甲烷非预混射流火特性影响的研究进展,进一步评价归纳其性能与应用场景;最后对前人的工作进行总结,并对未来的研究进行展望。

    2022年06期 v.22;No.132 3094-3103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1882K]
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  • 变截面管道内瓦斯爆炸火焰与压力耦合趋势

    张新民;李米瑶;温小萍;郭志东;

    为研究变截面管道内瓦斯爆炸火焰传播与压力波的耦合趋势,在内部尺寸(长×宽×高)为50 mm×50 mm×250 mm的管道中进行甲烷体积分数为7.5%、8.5%和9.5%的甲烷/空气爆炸试验,在该管道距点火位置80 mm处有长50 mm的变截面管道,其截面(长×宽)为50 mm×17 mm,分别利用高频压力传感器、高速摄像仪采集爆炸超压及火焰结构的瞬态演变过程。结果表明:火焰穿越变截面通道经历了火焰加速、火焰降速到火焰再加速的过程,且火焰降速时间小于整体时间的1/5;变截面通道会诱导湍流的生成,爆炸火焰通过变截面通道后传播加速的主要原因是湍流对火焰传播速度的增强作用;火焰结构演变与超压的上升、下降趋势及最大超压密切相关,而压力波被壁面反射后使火焰阵面进一步出现褶皱和变形,火焰-湍流-超压之间形成多场耦合效应。

    2022年06期 v.22;No.132 3104-3110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1908K]
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  • 矿井L形巷道火灾蔓延规律模拟研究

    张春华;康璇;申嘉辉;

    为了掌握井下回采工作面巷道火灾发生后高温烟气蔓延行为和不同措施下火灾控制效应,利用PyroSim软件建立典型工作面“L”形巷道模型,模拟分析了不同风速下高温烟气蔓延行为,并分析了采取反风、反风联合喷水措施下火灾烟气和温度变化规律。结果表明:巷道风速越大火灾烟气蔓延越快,巷道温度越低,但风速过低会造成烟气逆退,风速过高会造成烟气单位长度消光率反弹升高,确定最佳风速为3.0 m/s;单独采取局部反风措施时,对工作面巷道烟气和温度控制效果明显,但会对火源上游附近巷道造成威胁;采取局部反风联合喷水措施可实现对整个工作面巷道火灾的控制,有效防止高温和烟气反向蔓延。

    2022年06期 v.22;No.132 3111-3118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2720K]
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  • 多组分酸酸化对中马村矿高阶煤增透效果的影响

    高建良;方迎香;刘佳佳;卢方超;胡建敏;

    为了研究酸化对中马村矿煤储层渗透性的影响,用同一体系酸液的不同配方对中马村矿粉状煤样进行了溶蚀试验,并开展了饱水煤样酸化前后的核磁共振试验研究。结果表明:1)针对中马村矿高阶煤优选出的多组分酸最佳配方为质量分数6%HCl+质量分数3%CH_3COOH,质量分数2%KCl作为防膨剂,添加适量SDS协同酸化,酸液浸泡煤样最佳时间为24 h; 2)经优选出的最佳酸液浸泡的6组煤样的t_2谱谱面积皆大于酸化前,酸化时间24 h时的煤样t_2谱谱面积约为酸化前谱面积的1.83倍;3)酸化前后煤样中水在各孔径上的比率表明,优选多组分酸溶蚀掉的矿物质主要存在于中马村矿煤样的小孔中。研究成果能为多组分酸对中马村矿低渗煤层酸化增透提供一定的理论基础。

    2022年06期 v.22;No.132 3119-3126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1954K]
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  • 洪水工况下某尾矿坝溃坝试验研究

    何文;陈豪;郑场松;汤紫凯;林凤翻;

    为探究洪水工况下某尾矿坝的溃坝形式及其破坏发展过程,开展了1∶100的大比尺物理模型试验,并进行了数值模拟试验。模型试验表明尾矿坝的溃坝形式为渗透破坏,其破坏表现形式为流土。模型试验显示浸润线上升的速率先快后慢。停止抬升水头后,由于滞后作用,浸润线在一段时间内仍然会小幅上升。浸润线在坝面出溢的顺序为:第二级子坝—第三级子坝—第一级子坝—第四级子坝。数值模拟得到了与模型试验一致的结果,尾矿坝稳定性分析得到坝体在上游水头为125 m时仍未发生失稳破坏,符合模型试验的观测现象。尾矿坝最终将因流土破坏发展至坝顶产生决口而引发溃坝。大型模型试验法与数值模拟方法相结合研究洪水工况下尾矿坝溃坝问题,可弥补单一研究方法的局限性,分析结果更可靠。

    2022年06期 v.22;No.132 3126-3134页 [查看摘要][在线阅读][下载 2733K]
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  • 热-流-固耦合作用下铀尾矿库坝体稳定性数值模拟

    李向阳;陈艳;洪昌寿;雷波;汪弘;

    为可靠评估铀尾矿坝的稳定性,以我国南方某铀尾矿坝为例,采用基于COMSOL软件的数值模拟方法,对坝体内温度、渗流和应力耦合进行建模分析,分别研究了自重应力、流-固耦合及热-流-固耦合作用下铀尾矿坝的稳定性,分析比较了安全系数、等效塑性及位移。结果表明,耦合降雨会使尾矿坝的安全系数下降4.7%,耦合温度后则进一步降低5.9%;单独改变降雨强度和温度,安全系数都会随之增大而减小,等效塑性应变随之增大而增大。总体而言,在强降雨和高温耦合天气下,该铀尾矿坝处于安全稳定状态,但长时间的强降雨和高温会降低铀尾矿库的安全系数。

    2022年06期 v.22;No.132 3135-3142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1922K]
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安全卫生工程

  • 局部强热辐射短时暴露下的脑电研究

    翟颖妮;牛浩波;黄艳秋;

    为探究同一脑力负荷下不同热辐射应力负荷对脑电特征及认知能力的影响,开展不同辐射温度(100℃、150℃、200℃、250℃、300℃)暴露下的短时脑力负荷试验。结果表明:相较于较低温度,强热辐射温度下认知任务完成更快,但错误次数增加;问卷调查显示,被试者更喜欢较低的辐射温度,此时脑力负荷与身体负担更低;β波平均功率随辐射温度升高而增大,300℃时减小,警觉性水平在200℃和250℃时最大,前额不对称度在250℃后减小,脑地形图中β波占比在250℃时最大,样本熵在250℃时最大,此时被试者的兴奋程度最高。相关性分析显示,WBGT(湿球黑球温度)、环境温度、热感觉、热舒适、脑力负荷得分与辐射温度存在高度正相关,工作效率、环境接受度与辐射温度存在高度负相关,前额不对称度、样本熵等非线性指标与辐射温度存在低度正相关。对局部强热辐射短时暴露下的认知能力研究能够为高温辐射作业下的安全工程与保护提供参考。

    2022年06期 v.22;No.132 3143-3151页 [查看摘要][在线阅读][下载 2484K]
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  • 高温高湿环境下人体水平衡预测模型的研究及应用

    李孔清;袁洪月;

    为研究高温高湿环境下职业工人的身体水分状况并减少工人由于脱水造成的工业事故,基于人体水平衡的调节机制,将人体抽象为2个水舱(核心层和表皮层),建立了人体内外水动态传输模型。运用本模型可从人体水的动态平衡角度去研究高温高湿环境下人体舒适性规律,进而预测工人的安全工作时长。对人体蓄水率和核心温度进行了模拟,结果表明:轻体力劳动时人体核心温度变化不大,用人体蓄水率预测安全工作时间比用核心温度更为准确;中等和重劳动强度下,用提出的水-热耦合模型计算得到的核心温度预测安全工作时间更准确。研究表明,该模型能较好地模拟人体水平衡调节机制,预测人体的水平衡状态。模型可为高温高湿环境下工人的健康安全评估提供可参考的思路与方法。

    2022年06期 v.22;No.132 3152-3157页 [查看摘要][在线阅读][下载 2120K]
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  • 消毒方式对N95口罩过滤性能及表面电势的影响

    柳静献;朱梦玉;常德强;

    新冠疫情期间N95口罩的消费量越来越多,对其消毒与再生的研究受到行业重点关注。研究了紫外线、烘箱、高压蒸汽锅和酒精4种消毒方式对N95口罩的过滤性能及表面电势的影响,为口罩的再生与利用提供参考。试验采用枯草芽孢杆菌模拟口罩的微生物污染,结果表明,对N95口罩进行紫外线处理30 min、120℃烘箱处理30 min、115℃高压蒸汽锅处理30 min都能起到有效的灭菌效果,但75%酒精浸泡30 min不能有效灭菌。其中紫外线对N95口罩的过滤性能和表面电势的影响最小,经过紫外线处理30 min的N95口罩,对直径为300 nm粒子的过滤效率仅下降0.51个百分点,表面电势下降率为7.18%;而烘箱对N95口罩的影响较大,经过120℃烘箱处理30 min的N95口罩,对直径为300 nm粒子的过滤效率下降6.19个百分点,表面电势下降率为22.43%;高压蒸汽锅的杀菌效果较好,对N95口罩的过滤性能和表面电势影响较小,经过115℃高压蒸汽锅处理30 min的N95口罩,对直径为300 nm粒子的过滤效率下降3.01个百分点,表面电势下降率为18.04%;酒精浸泡对N95口罩的过滤性能和表面电势的影响最大,经过75%酒精浸泡30 min的N95口罩,对直径为300 nm粒子的过滤效率下降10.07个百分点,表面电势下降率为100%。

    2022年06期 v.22;No.132 3158-3164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1959K]
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安全管理

  • 面向“数值-文本”大安全数据的企业风险分析

    段在鹏;张灿;谢汉青;王寓霖;李帆;

    为充分利用实际生产过程中产生的数值和文本数据,预防事故的发生,加强企业的安全管理水平,基于多种机器学习模型提出了一种能综合利用数值数据和文本数据的企业风险分析方法。首先,基于岭回归、被动进取、弹性网络回归、梯度增强等机器学习算法,构建了面向数据信息的生产风险分析模型;然后依次基于Jieba分词、LDA主题建模、单分类算法和集成算法等文本挖掘技术,构建了面向文本信息的生产风险分析模型;最后利用Pearson相关系数和回归算法,实现了面向“数值-文本”大安全数据的企业安全分析。结果表明:基于梯度增强回归算法的数据分析模型效果最好,基于Voting模型的文本分析模型表型分类效果最优,Pearson相关系数为0.443 8,基于GBR模型的“数值-文本”综合分析拟合度最高,“数值—文本—比对—综合”的大安全数据分析思路有助于提高企业的安全管理水平。

    2022年06期 v.22;No.132 3164-3173页 [查看摘要][在线阅读][下载 2296K]
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  • 基于合规有效性的政府安全生产监管执法模式评估机制研究

    李一奇;王利群;曾明荣;

    安全生产监管执法是政府督促企业降低安全风险、消除事故隐患、提高安全生产水平的重要行政手段,也是政府安全生产监管政策的具体体现,但目前尚缺乏对于安全生产监管执法更加系统化、标准化的普适性评估机制。针对安全生产监管执法工作,梳理执法工作流程,从执法模式和执法效果两方面设计评估机制,建立评估指标及模型,确定评估要点,对执法模式的合规性及执法结果的有效性进行评估,建立了一套客观分析政府安全生产监管执法工作模式和效果的安全生产监管执法评估机制。在某省对该机制进行了有效的实证应用,评估了该省异地执法工作的合理合法性,并提出了改进执法工作和促进该省安全生产监管工作的意见建议。

    2022年06期 v.22;No.132 3174-3179页 [查看摘要][在线阅读][下载 1587K]
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  • FSRU建造过程事故致因分析与关键管理技术

    汪侃;周明君;陈伟炯;张向宁;邢冀;

    液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)浮式储存及再气化装置(Floating Storage and Regasification Unit, FSRU)建造过程兼具高技术和高风险,以其建造全流程事故致因与系统安全管理为研究对象,旨在探究FSRU建造中各环节的危险因素,开展针对性风险评估并提出过程安全管理措施,结合当前先进的安全管理技术应对FSRU建造全流程事故隐患。根据FSRU建设现场调研进行危险因素辨识,针对大型液货舱、闪蒸气(Boil-Off Gas, BOG)处理系统等模块涉及的立体交叉作业多、模块化责任分界模糊等新问题,提出全新的FSRU建造过程安全检查表(Safety Checklist Analysis, SCA)以规范现场作业。同时,采用预先危险性分析法(Preliminary Hazard Analysis, PHA)对FSRU建造过程开展全面的风险评估和危险等级划分。PHA结果显示FSRU全周期建造中所涉及吊装、动火焊接、受限空间施工和船体涂装作业环节中存在大型设备倒塌、危险物质火灾、爆炸的重大危险源,事故风险等级最高。基于此,进一步提出FSRU建造过程适配的安全管理措施与科学的管理技术(如建筑信息模型、数字孪生技术等),为解决新型海工装备制造产业涉及的安全管理问题提供参考。

    2022年06期 v.22;No.132 3180-3189页 [查看摘要][在线阅读][下载 1238K]
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  • 危化品储运事故事理图谱构建与分析

    陈卓;魏锐;杜军威;常庆涛;

    为避免危化品储运事故演变导致次生事故的发生,改善事故风险识别领域依赖于人工的状况,应用事理图谱模型解析危化品事件之间的影响关系。首先,分析危化品储运事故语料库语义特征,抽取事故报告中危化品事件因果关系模式;然后,采用基于句向量的事件节点泛化方法,构建了基于因果情景的危化品储运事故事理图谱模型;最后,借助社会网络分析法对情景事件节点的度、特征向量中心性、介数中心性关键指标进行分析,得到了情景事件节点在演化模型中的关键程度。结果表明,通过构建事理图谱模型,发现事故演化中的关键节点,对危化品事故的发展能够进行直观的展示,可为危化品储运事故的分析提供新的思路,有助于提高企业避免连锁事故发生的应急水平。

    2022年06期 v.22;No.132 3190-3196页 [查看摘要][在线阅读][下载 2409K]
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  • 危险货物道路运输安全管理知识图谱的构建

    王明达;李云飞;张榜;王仲远;蔡文龙;

    针对危险货物道路运输领域知识体系零散及海量危险货物道路运输事件数据未能有效挖掘和充分利用的问题,提出了一种危险货物道路运输安全管理领域知识图谱的构建方法,采用自顶向下的方法从危险货物道路运输安全事故案例、调查报告和法律文件中抽取模式数据并构建知识图谱的数据层和模式层,利用Neo4j图数据库管理软件实现数据库的管理与存储,并实现了危险货物道路运输安全管理领域知识图谱的展示与信息统计可视化,为提升危险货物道路运输突发事件应急和从业人员的安全知识储备提供了良好的数据支持。

    2022年06期 v.22;No.132 3197-3207页 [查看摘要][在线阅读][下载 5688K]
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  • 山区高速公路桥隧道段事故预测

    张敏;宋潮安;张驰;吴斌;吕茂;

    为准确预测山区高速公路桥隧道段的交通事故数,首先通过探讨桥隧道段组合结构安全长度,考虑驾驶员识别视距与通风照明需求后对桥隧道段的定义重新进行诠释。然后,选取我国西南山区某高速公路符合桥隧道段定义的2条路段作为研究对象,以该路段2013—2017年的事故数据为样本,采用路段长度一致法将路段划分为1 km的路段单元。最后,考虑桥隧道段风险特性,从构造物设计、道路线形、交通流参数及路面状况4个方面选取13个解释变量,以事故率与事故数作为被解释变量,通过K-S检验与Q-Q图检验分析选用事故数作为最终的被解释变量,并选用负二项模型进行解释变量显著性分析,进一步确定显著性解释变量并对所选路段进行事故预测。结果表明:隧道长度占比、相邻路段纵坡差、抗滑性能指数及年平均日交通量是影响桥隧道段事故发生的显著影响因素,采用负二项回归模型进行事故预测拟合程度较高,预测结果与实际平均单元事故起数误差仅为1.5%,模型具有较好的准确性。

    2022年06期 v.22;No.132 3208-3216页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K]
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  • 多制式区域轨道交通网络关键节点识别

    李宗平;陈宇帆;鞠艳妮;李达;冯润超;

    为提高多制式区域轨道交通网络(Multi-mocle Regional Rail Transit Networks, MRRTN)关键节点识别精度,提出MRRTN拓扑建模方法,将MRRTN关键节点分为结构性关键节点和系统性关键节点。构建基于熵权法和多准则妥协解排序法(VIsekriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje, VIKOR)的节点结构重要度评价模型,识别MRRTN结构性关键节点;将客流因素引入重要度评价体系,利用蚁群聚类算法识别MRRTN系统性关键节点;基于网络效率指标验证识别方法的有效性。以重庆MRRTN为例进行关键节点识别与分析,给出对应节点保护建议。结果表明:不同类型关键节点对网络结构和网络运营产生不同影响;熵权-VIKOR法和蚁群聚类算法可以保证MRRTN结构性和系统性关键节点评价与识别的客观性;MRRTN可从一体规划设计、协同调度指挥和开展直通运营三方面进行优化。

    2022年06期 v.22;No.132 3217-3226页 [查看摘要][在线阅读][下载 1924K]
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  • 基于改进XGBoost算法的船舶事故风险与类型预测

    王清斌;王文亮;赵睿;

    为科学合理地对船舶进行安全管理,就船舶安全问题的特点,建立带有海洋气象特征的事故数据集。针对数据类别不均衡问题,在比较多种机器学习算法后,用具有代价敏感的损失函数改进XGBoost算法求解。结果表明:改进后的模型AUC值和预测正确率有了明显提高,可达0.708 5和81.51%。相比于其他方法,模型的可解释更高,能更好地揭示风险因素与船舶风险之间的交互关系。最后,对提取到的载重吨、航行海域和船员数等重要风险因素进行偏依赖关系分析,针对性地提出管理意见并通过实例加以说明,为航运公司及海事局等相关组织提供决策参考。

    2022年06期 v.22;No.132 3227-3234页 [查看摘要][在线阅读][下载 2473K]
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  • 山区低等级公路典型路段驾驶人视觉差异性分析

    秦雅琴;杨妮;谢济铭;赵仕林;钱正富;

    为分析山区低等级公路各典型路段驾驶人视觉的差异性,提升山区公路行车安全,运用VS-Design三维场景搭建了长12 km的山区四级双向单车道公路,包含傍山险路、急转弯路、反向弯路及长上下坡5个典型路段,基于驾驶模拟器进行试验。采集了25位驾驶人的眨眼、扫视、注视等眼动数据,进行视觉指标和视觉负荷差异性分析,而后用动态聚类法将视野平面分为5个区域,基于马尔可夫链预测驾驶人一步注视转移概率,并得出注视平稳分布概率。结果表明,驾驶人在山区低等级公路各典型路段存在视觉差异性。弯道路段扫视幅度较大,扫视速度较快,视负荷较纵坡路段及傍山险路大,驾驶人在坡道路段对行车速度的关注度显著高于弯道路段。5种路段中驾驶人在车辆正前方的注视平稳概率都达到70%以上,注视点集中于正前方有助于驾驶人更好地观察道路交通情况。

    2022年06期 v.22;No.132 3235-3243页 [查看摘要][在线阅读][下载 2772K]
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  • 基于集成学习的驾驶人避险安全效果影响因素研究

    朱彤;王驰恒;李青;景云超;朱秭硕;李海梅;

    为准确分析影响避险安全效果的关键因素及其非线性影响关系,设计并实施了驾驶模拟试验。首先,利用模拟器及眼动仪采集各场景下驾驶人行为、眼动特征数据;其次,在相关性分析的基础上,采用随机森林等多种集成机器学习算法分析影响避险安全效果的因素,并对其重要度进行排序,采用GridSearch算法优化参数;最后,利用部分依赖图(Partial Dependence Plot, PDP)可解释性方法分析影响因素与避险安全效果之间的非线性关系。结果表明:影响特征与避险安全效果之间非线性关系明显;当特征数为6,特征分别为制动反应位置、制动反应时间、车速、刹车深度、纵向加速度、首次注视时间时的LightGBM模型效果最好,此时F_1为86.07%。如制动距离较近,则高危险状况可能性明显增加;反应时间影响并不明显,但如反应过慢(超过0.9 s)则会造成风险概率升高;车速明显低于正常速度时避险安全效果不佳,往往是因为驾驶技能不强或处于分心状态;较低的减速度往往造成高危险状况,高减速度对于避免高危险状况有一定作用;制动深度不足往往伴随着高危险状况;首次注视时间过早或过晚都容易造成高危险状况,过早的注视往往是无意的注意,过晚的注意则表明发现时间过晚。

    2022年06期 v.22;No.132 3243-3251页 [查看摘要][在线阅读][下载 2757K]
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  • 基于结构方程模型的飞行员疲劳影响因素研究

    孙瑞山;王平;

    为研究飞行员的疲劳影响因素及其作用机理,分析各影响因素之间的区别与联系,首先建立了飞行员疲劳影响因素的研究假设,然后对国内120名飞行员进行信息采集与量表测试,通过Amos 24.0软件建立结构方程模型(Structural Equation Modeling, SEM),对假设路径的路径系数及其显著性进行估计,最后使用Bootstrap法检验了影响因素的中介效应。结果表明:飞行员的睡眠情况、心理健康、个体特征和机组排班直接对其疲劳程度产生正向显著影响,影响程度依次递减;机组排班可通过影响中介变量心理健康和睡眠情况两种方式影响疲劳程度;个体特征仅可通过影响中介变量睡眠情况影响疲劳程度。同时,飞行员的心理健康和睡眠情况之间存在正向相关关系。研究可为飞行人员的疲劳管理提供决策依据,改进飞行安全。

    2022年06期 v.22;No.132 3252-3258页 [查看摘要][在线阅读][下载 1670K]
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  • 基于北斗的亚太航班安全监视与追踪

    汪万维;吴仁彪;孙可;陈敏;倪郅博;

    为解决我国运输航空暂无可用的自主可控安全监视系统的问题,利用北斗独特的定位与短报文通信特点,设计和实现了基于北斗的亚太航班安全监视系统,并提出了北斗追踪性能评估方法。首先读取飞机身份模块(Airplane Personality Module, APM)中的飞机注册号,从ARINC429总线获取航班号、航姿、地速、剩余油量等,与北斗定位获取的4D位置信息进行优化组合编码,通过北斗短报文下传至地面;然后经过报文解析、坐标转换、背景地图加载后形成综合飞行态势;最后选取报文数据中的关键数据项,从覆盖范围等5个维度进行追踪性能评估。结果表明,北斗在亚太区域监视覆盖完善,1 min间隔下的短报文通信成功率约为94%,具备独立的航班安全监视与追踪能力。利用北斗能摆脱对国外监视技术的依赖,填补我国航空器在境内外运行时的自主监视空白,极大节省航空公司运营成本。

    2022年06期 v.22;No.132 3259-3268页 [查看摘要][在线阅读][下载 2963K]
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  • 考虑引力关联的机场网络节点重要度分析

    张兆宁;曲晨瑞;

    机场网络中关键节点的失效会对网络运行造成一定影响。准确识别关键节点可提升整个网络运行的安全性、正常性和高效性,同时为基于空中交通网络的大面积航班延误治理提供一定的决策依据。基于万有引力定律,以节点间的引力构建具有引力关联的机场网络,对传统的邻域结构洞指标进行改进并结合复杂网络选取适当的评估指标;结合指标之间的差异和冲突,采用基尼系数、肯德尔系数来计算权重,以此建立评估指标体系。同时,引入弹性系数并结合改进的前景理论,得到前景值,采用以相对熵代替欧氏距离的TOPSIS方法计算节点的综合度,将前景值和综合度结合得到节点的重要度。另将节点延误状态作为一种失效模式,建立考虑延误波及的级联失效抗毁性模型,量化网络抗毁性。最后,以中国东北、华北、华中、华东部分机场网络进行实例对比和仿真分析。分别以所提方法和其他3种方法评估该网络节点的重要度,并各选取排名前五的节点计算网络抗毁性。结果表明,所评估出的北京、郑州、青岛、大连、太原节点对于整体网络的重要性最高,一旦发生延误对网络的抗毁性影响最大。

    2022年06期 v.22;No.132 3269-3279页 [查看摘要][在线阅读][下载 1630K]
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  • 基于文本挖掘的空中危险接近事件致因研究

    陈芳;沈芮宇;

    空中危险接近事件是两机相撞事故的前兆事件,传统的依赖于分析人员知识和简单统计的致因分析模型无法适用于大量空中危险接近事件,因此提出了基于文本挖掘的空中危险接近事件致因研究框架,利用潜在狄利克雷分配模型(Latent Dirichlet Allocation, LDA)提取空中危险接近事件致因主题和关键词,基于全局词向量模型(Global Vectors for Word Representation, GloVe)和关键词共现网络分析各个主题及其关键词之间的潜在关系,充分利用全局统计信息以准确挖掘大量事件报告。结果表明:利用LDA挖掘得到组织因素、现场运行管理和应急管理等6个主题,其中人的因素主题重要度最大;基于GloVe词向量模型分析得到现场运行管理主题与应急管理主题、陆空沟通及配合主题与人的因素主题2组主题存在较强关联;“意识”是空中危险接近事件发生的关键细节。提出的致因研究框架可以帮助安全管理人员准确认识和高效利用空中危险接近事件报告等文本数据,同时基于数据分析有效减少了人为分析的主观性,提高了致因分析的效率,为精准防控空中危险接近事件提供基于数据的科学决策支持。

    2022年06期 v.22;No.132 3280-3287页 [查看摘要][在线阅读][下载 1792K]
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  • 融合空域无人机与有人机冲突风险预测与解脱

    高扬;郭钒;陈靖淞;李高磊;王向章;

    为降低无人机和有人机在融合空域的相撞风险,针对其冲突风险进行预测,并提出解脱方法。利用速度障碍法建立改进速度障碍冲突风险预测模型,对无人机的解脱方向进行优化。根据无人机和有人机实时运行状态参数,构建冲突解脱模型坐标系,分析二者基本物理运动要素,得到冲突条件和解脱方向,并通过改航、改速的方法,建立冲突解脱模型,求出解脱完成时间,即无人机开始恢复原速度、原航向的时间点;进行仿真模拟,验证了模型的可行性。研究表明,改进速度障碍模型可为无人机提供解脱方向,确定恢复原航向、原速度的时间。

    2022年06期 v.22;No.132 3288-3294页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K]
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  • 领导授权赋能对项目成员安全建言行为的影响机制研究

    倪国栋;张子垚;安瑶瑶;李聚蕾;

    为促进工程项目成员的安全建言行为,改善项目安全绩效,以领导授权赋能为切入点,在文献研究和理论分析的基础上,构建了领导授权赋能对项目成员安全建言行为的影响机制理论模型,以工程建设领域的356名项目成员为研究样本,运用层级回归和Bootstrap等数据分析方法进行实证研究。结果表明:领导授权赋能与项目成员安全建言行为之间存在显著的正向关系;关系需求满足在领导授权赋能和安全建言行为之间起到部分中介作用;内部人身份认知对安全建言行为存在积极影响,并且能够正向调节领导授权赋能对安全建言行为的影响关系。研究结果为有效促进项目成员的安全建言行为提供了理论借鉴。

    2022年06期 v.22;No.132 3294-3302页 [查看摘要][在线阅读][下载 1355K]
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  • 任务沟通与团队情境意识对机场应急救援绩效的影响机制分析

    王燕青;林育任;马宇飞;

    为了探究任务沟通、成员情境意识和交互记忆系统对机场应急救援绩效的影响机制,采用任务沟通量表、成员情境意识量表和交互记忆系统量表,对146名机场应急救援人员进行了问卷调查与数据分析,以验证假设模型。结果表明,任务沟通、成员情境意识、交互记忆系统和机场应急救援绩效两两呈显著正相关。但任务沟通对机场应急救援绩效无直接影响,而是通过3条路径间接影响机场应急救援绩效:成员情境意识的中介作用、交互记忆系统的中介作用,以及成员情境意识和交互记忆系统的链式中介作用。有效提高机场应急救援各部门之间的任务沟通、成员情境意识和交互记忆系统水平,可提升机场应急救援绩效,减少航空事故中的人员伤亡。

    2022年06期 v.22;No.132 3303-3311页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]
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公共安全

  • 重大城市燃气管道泄漏爆炸事故定量分析方法研究——以湖北十堰“6·13”事故为例

    孙逸林;郑小强;刘险峰;周密;王冶;李洪兵;郭向国;

    为深入探讨重大城市燃气管道泄漏爆炸事故致因的属性特征,有效预防和控制事故,集成系统理论事故模型与过程(System Theoretic Accident Modeling and Process, STAMP)方法和复杂网络构建分析框架。运用STAMP模型详细分析事故,建立安全控制结构,据此逐级辨识事故致因;将事故致因及其逻辑关系转化为复杂网络的节点和边,并建立事故网络拓扑结构;通过平均路径长度、聚类系数、度和PageRank值等参数定量分析事故致因性质,确定关键影响因素;以湖北十堰“6·13”事故为例进行分析。结果表明:政府安全生产理念与属地责任未贯彻落实、安全生产监管工作严重失察等是事故的客观深层根源;燃气公司和物业公司等企业未落实安全生产主体责任和安全生产监督指导不力是事故的主观关键致因;应从政府部门、燃气公司和物业公司等方面采取多元协同的风险防控措施;STAMP-复杂网络集成方法能够有效地刻画事故系统及致因特性,是STAMP模型的有益补充。

    2022年06期 v.22;No.132 3312-3320页 [查看摘要][在线阅读][下载 3148K]
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  • 基于模糊支持向量机的深远海应急物资优先级研究

    王伟涛;杜洋;宋雪娇;樊建春;王雅杰;

    浮式码头是深远海油气勘探开发的重要保障,为了提高深远海勘探作业的应急保障效率,对浮式码头的应急物资储备优先级进行了研究。首先,基于事故应急响应过程进行应急物资需求分析,得到海上作业事故应急所需的10个类型的物资。其次,运用模糊支持向量机方法,结合重要度、时效性、需求度3个评价指标,对不同类型的应急物资进行储备优先级划分。最后,根据储备优先级的不同对应急物资在浮式码头的储备管理方式提出建议。结果表明,深远海应急物资优先级为Ⅰ级的物资有4类,优先级为Ⅱ级的物资有4类,优先级为Ⅲ级的物资有2类。研究了深远海应急物资的分类方法,并基于模糊支持向量机对应急物资进行了分级,为实现科学、高效的深远海应急物资储备管理提供了参考性建议。

    2022年06期 v.22;No.132 3321-3325页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K]
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  • 体质指数变化对民机人员应急疏散的影响研究

    杜红兵;胡辉;张世博;杜晖;

    为解决民机应急疏散试验过程中,不同类型人员难于组织、成本高昂、可重复性低的问题,采用计算机仿真技术模拟国产支线客机人员疏散试验。首先,根据《中国居民营养与慢性病状况报告(2020年)》中对我国居民的体型变化描述,收集整理所需的人员体型数据;然后,确定不同体质指数(Body Mass Index, BMI)人群的反应延迟时间、行走速度,在Pathfinder中构建ARJ21-700客舱人员疏散模型;最后,按照CCAR-25-R4中对人员年龄和性别比例的要求,分别对设计的机上人员肥胖率按比例逐渐增加的5种场景进行疏散仿真。结果表明,相较于场景1中的正常BMI组,当成年组、老年组的BMI为超重肥胖的比例达到报告中的数值时,平均疏散时间为逼近规定阈值的76.91 s,增幅为26.39%,人员的平均堵塞时间也会有较大增加,应引起适航部门和航空公司的重视。

    2022年06期 v.22;No.132 3326-3332页 [查看摘要][在线阅读][下载 1938K]
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  • 考虑行人心理异质性的地铁站应急疏散仿真研究

    王立晓;盖筱培;郝闵熙;

    为深入探讨地铁站应急疏散过程中行人路径决策机制,构建考虑行人心理异质性的潜类别模型刻画个体的决策过程,基于仿真模拟对比其与不考虑心理异质性的多项Logit模型的疏散差异,并通过在仿真中设置不同心理类别人群比例,深入分析各类别人群的偏好差异及对疏散效率的影响。结果表明:潜类别模型比较符合现实中疏散人员的路径选择,能更好地揭示真实场景下行人的行为决策本质,比多项Logit模型描述的应急疏散更加合理;不同心理特征人群的选择偏好具有较大差异,恐慌型人群倾向于选择次长路径,焦虑型人群偏好最长路径,冲动型人群对最短路径有明显偏好,镇定型人群路径选择偏好更为多元。

    2022年06期 v.22;No.132 3333-3341页 [查看摘要][在线阅读][下载 2942K]
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  • 基于昼夜人口变化的应急避难场所可达性评价——以天津市西青区为例

    孙艳玲;李俊蓉;张夏坤;裴新蕊;刘子菲;郭鹏;

    应急避难场所可达性对于其空间布局的合理配置具有重要意义,事关灾时居民的生命与财产安全。基于手机信令获得昼夜人口分布数据,采用高斯两步移动搜索法与统计指标法对天津市西青区应急避难场所的可达性及空间布局进行了评价。结果表明:基于高斯两步移动搜索法的个体可达性整体呈现出西北高东南低和由内侧向外围递减的双重分布格局;西青区各街镇应急避难场所的昼夜个体可达性存在明显的差异,总体上夜间可达性要优于白天;基于统计指标法的昼夜地点可达性差异较大,白天和夜间呈现出不同程度的人口配置缺口,现有的应急避难场所不能同时满足西青区昼夜人口的避难需求。

    2022年06期 v.22;No.132 3342-3349页 [查看摘要][在线阅读][下载 1996K]
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  • 复杂城市建成环境对居民地震避难行为安全性和效率的影响

    陈晨;程林;

    居民避难行为具有一定的动态性和不确定性,其安全性和效率往往受到复杂城市建成环境及居民对建成环境感知的共同影响。以西安地震事例为背景,通过田野调查,获取大量个体避难行为微观数据。运用地理信息系统(Geographic Information Systems, GIS)技术,通过多层回归模型探讨城市客观建成环境和感知建成环境对居民地震避难行为安全性和效率的影响机理。结果表明,在控制个体社会经济属性变量后,避难行为受感知和客观建成环境的影响显著。从感知建成环境层次看,居民对房屋建筑质量、居住环境安全性和附近避难地充足性的感知,以及对应急避难场所和危险源的关注度是影响其避难行为安全性和效率的重要因素。从客观建成环境层次看,密度方面的变量对居民避难行为安全性和效率有强烈影响,包括照明设施、人口、路网、建筑及人行道密度;此外,应急避难场所面积占比和开敞空间可达性也是影响居民避难行为安全性和效率的重要因素。

    2022年06期 v.22;No.132 3350-3360页 [查看摘要][在线阅读][下载 2505K]
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污染控制技术与原理

  • 环境治理中的多元主体参与研究——基于西北地区问卷调查数据的实证分析

    齐晓亮;

    环境治理是社会治理的重要内容之一,多元主体参与是我国环境治理发展的必然趋势。为了探索多元主体参与对环境治理的具体影响,以785份调查问卷数据为基础对各主体的参与程度进行测度,分别提出了政府参与度感知、企业参与度感知、社会组织参与度感知、公众参与度感知对环境治理成效感知具有显著正向影响的假设。然后,利用SPSS 20软件分别对政府参与度感知、企业参与度感知、社会组织参与度感知、公众参与度感知和环境治理成效感知的相关性展开了分析,并通过回归分析检验了多元主体参与感知和环境治理成效感知之间的具体关系,以此测度多元主体参与和环境治理之间的关系。结果表明,在控制受访者性别、年龄、受教育程度以及居住地等因素后,政府参与度感知对环境治理成效感知的影响最大,公众参与度感知对环境治理成效感知的影响次之,企业参与度感知对环境治理成效感知的影响最小,社会组织参与度感知对环境治理成效感知的影响不显著。这种现象大体符合我国当前环境治理的现实情况,通过探究这种现实情况背后所折射出的深层次问题,有利于明确各主体参与环境治理过程中的现实困境。研究可以为西北地区的环境治理、生态建设等决策提供依据,从而进一步助力于我国多元主体参与环境治理的路径探索进程。

    2022年06期 v.22;No.132 3360-3369页 [查看摘要][在线阅读][下载 1257K]
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  • 风与诱导气流协同影响半开放厂房扬尘的评估

    刘建麟;郑熔堃;钟佳定;沈恒根;

    半开放厂房卸料时,矿料下落的诱导气流引起的扬尘在自然风作用下扩散,增加了厂房周围粉尘治理的难度。现有研究尚未对矿料下落时诱导气流和自然风共同作用扬尘扩散的影响进行定量分析。研究采用RNG k-?模型建模探究在自然风作用下该类卸料时3种无量纲诱导流速对污染物扩散的影响。采用的模型及数值方法通过模拟结果与风洞试验结果对比吻合较好。结果表明卸料过程中不同诱导风速对半开放厂房背风面风速场影响不明显,但对背风面污染物浓度分布影响显著。特别在无量纲诱导流速高于0.4时,气流从料坑流向室外的区域接近一半,卸料侧的涡流区域扩大且在无量纲高度z/H为0.16处污染物浓度达到峰值。研究结果为工业园区半开放厂房卸料扬尘治理提供技术参考。

    2022年06期 v.22;No.132 3370-3378页 [查看摘要][在线阅读][下载 4388K]
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  • 复杂系统视角下建筑垃圾治理系统协同度评价

    刘华;陈夏;

    为了提高建筑垃圾的协同治理水平,减少建筑垃圾对社会和生态环境的影响。基于复杂系统理论,将建筑垃圾治理系统分为3个子系统,运用文献梳理和实地调研相结合的方法筛选各子系统的序参量,以复杂系统协同度模型为基础构建建筑垃圾治理系统协同度评价模型,对西安市、青岛市、成都市和深圳市建筑垃圾治理系统协同度进行了实证分析,结果表明4市建筑垃圾治理系统协同度不高且差异较大,政府在建筑垃圾治理系统中处于主导地位,提高企业和社会参与建筑垃圾治理的积极性,有助于建筑垃圾治理系统协同度的提升,测度结果与现实情况相类似。准确的测度建筑垃圾治理系统的协同状态可以为政府制定相关政策提供理论依据,提高建筑垃圾协同治理效率。

    2022年06期 v.22;No.132 3379-3386页 [查看摘要][在线阅读][下载 1245K]
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  • 基于分数阶GM(1,N)模型的深圳市生活垃圾产生量预测

    贾积身;陈振坤;

    城市生活垃圾的处理关乎城市环境卫生治理大局。针对人口、经济、消费结构和环保投入等要素对城市生活垃圾构成的复杂系统预测问题,选取深圳市2012—2019年生活垃圾产生量及9个相关因素数据进行灰色关联分析,筛选出灰色关联度较大的食品消费、人均支配收入、年底常住人口和衣着消费共4个因素作为因变量建立FGM(1, 5)模型,利用智能优化算法寻找出FGM(1, 5)模型的最优阶r为0.531 0,并与经典灰色模型的模拟结果对比,结果表明FGM(1, 5)模型模拟精度较高,预测性能较好。最后利用FGM(1, 5)模型预测深圳市2020—2025年的生活垃圾产生量,期望能为未来城市生活垃圾产生量的系统分析、预测以及环境保护政策的制定提供依据。

    2022年06期 v.22;No.132 3387-3395页 [查看摘要][在线阅读][下载 1808K]
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  • 基于机载数据的飞行过程大气污染排放研究

    任强;王立婕;姚婷玮;

    民航飞机飞行过程中发动机会排放NO_x、SO_2、CO、未燃碳氢化合物(HC)及颗粒物(PM)等多种大气污染物,随着民航运输业的发展,机队规模的迅速扩大对环境影响日益严重。为精确评估飞行对于大气环境的影响,可利用飞机QAR(快速存取记录仪)获取精细化的飞机实际运行参数及实时大气环境参数,实现飞行过程中大气污染物排放量的计算。选取中国当前占比最高的A320飞机为典型机型,提取一段航程中的机载数据,基于波音修正模型和一次逼近方法,计算获得了飞行中NO_x、HC、SO_2、CO及PM实时排放因子及航程排放总量。结果表明,CO及HC排放因子变化趋势与推力相反,飞行中数值分别在0.48~1 701.12 g/kg和0.03~0.56 g/kg;而NO_x排放因子的变化规律随发动机推力的升高而上升,数值在0.74~99.60 g/kg; PM排放因子变化幅度较小,在0.19~0.36 g/kg波动。在237.4 min的航程中,NO_x排放量最高,约为590.96 kg; SO_2、CO、PM及HC的排放总量分别为42.17 kg、12.46 kg、3.82 kg和0.75 kg。在本次航程的起降阶段,NO_x排放量约等于79辆重型柴油车行驶1 d的排放量,或相当于一辆重型柴油车行驶6 770 km的排放量。

    2022年06期 v.22;No.132 3395-3402页 [查看摘要][在线阅读][下载 1962K]
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  • 基于燃油消耗的终端区进场航迹效率指标研究

    赵嶷飞;王梦琦;

    随着空域、机场、航路等资源的日益紧张,如何提升航班的运行效率成为民航业发展中的一个关键性问题。为量化航班的运行效率,更好地衡量航空运输的经济性,对终端区进场航班的航迹效率进行研究。基于欧洲航空安全组织提出的BADA模型,利用天津滨海国际机场终端区内的航迹数据对航班的燃油消耗进行计算;基于连续下降运行概念,结合水平效率,筛选出综合最优航迹,并以此提出基于燃油消耗的航迹效率指标。对上述指标与其他效率指标进行相关性分析,并基于上述指标从总体、聚类、终端区拥挤程度、恶劣天气等方面对天津机场终端区进场航迹效率的影响因素进行分析。结果表明:基于燃油消耗的航迹效率指标用作综合航迹效率指标的合理性较强;航迹效率会随着队列长度的增大而降低;风、降水、雷暴等恶劣天气等气象、空域活动因素会增大航班绕飞引导的比例,从而导致更多非典型的噪点轨迹产生,而这些噪点轨迹会导致航迹效率大幅降低。

    2022年06期 v.22;No.132 3403-3411页 [查看摘要][在线阅读][下载 3421K]
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  • 基于KPCA-IF-WRF模型的多源VOCs数据清洗方法研究

    黄光球;赵羲轩;陆秋琴;

    为了解决多源挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)数据存在数据维度高、数据关系复杂、数据存在异常的问题,建立了基于核主成分分析(Kernel Principal Component Analysis, KPCA)、孤立森林(Isolated Forest, IF)、加权随机森林(Weighted Random Forest, WRF)混合方法的VOCs数据清洗模型。首先对研究区域进行网格划分,建立了基于KPCA-IF的VOCs降维异常数据识别模型,通过KPCA方法对多源混合VOCs数据降维,使用IF算法识别异常数据并进行剔除。然后设计了基于WRF的VOCs数据补偿算法,对降维与异常识别后的数据集进行缺失值回归填补。最后,以西安市为例,选取空气质量数据、气象数据等多源VOCs数据进行数据清洗。结果表明,该混合模型可有效对多源VOCs数据降维,进行数据清洗的平均绝对误差为5.08、均方根误差为10.24、中值绝对误差为3.54,均优于对比模型,证明了KPCA-IF-WRF混合模型的鲁棒性更强、精确度更高,具有科学性和可行性。

    2022年06期 v.22;No.132 3412-3423页 [查看摘要][在线阅读][下载 3422K]
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  • 筒体顶板对旋风分离器性能的影响

    黄志强;李万松;叶闯;钟绍鹏;

    为探究旋风分离器筒体顶板结构对旋风分离器性能的影响,通过数值模拟的方法,对3种不同筒体顶板结构旋风分离器的分离性能和流场分布进行数值模拟研究。结果表明:改进后的两种顶板结构对气流具有导向作用,不仅可有效抑制排气管下端的短路流现象,还可抑制气体的回流现象,改善流场分布,并有利于颗粒分离;改进后的顶板提高了总分离效率,其中弧形顶板提高了7.7%,楔形顶板提高了29.1%;改进后的顶板降低了压降,分别降低了22.3%和45%。总体来看,楔形顶板旋风分离器的性能较好。两种改进后的筒体顶板结构改善了旋风分离器内部流场,提高了旋风分离器的分离性能,可为旋风分离器的结构改进提供一定参考。

    2022年06期 v.22;No.132 3424-3433页 [查看摘要][在线阅读][下载 3111K]
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  • 滤料内部颗粒物对其阻力的影响

    刘志强;李凯凯;邵泽轩;常德强;

    为了研究覆膜滤料和不覆膜滤料在老化过程中的阻力变化,设计了滤料动态过滤性能试验,通过脉冲喷吹清灰方式加速滤料的老化过程并记录滤料在老化过程中的阻力变化,进一步分析进入滤料内部的颗粒物质量对滤料阻力的影响。结果表明,经过9 000次的喷吹不覆膜滤料的滤料增重大于2 g,远大于覆膜滤料的滤料增重,然而不覆膜滤料的阻力增长均小于110 Pa,低于覆膜滤料的阻力增长。对于同种材质的滤料,进入不覆膜滤料内部的颗粒物造成的滤料阻力增长值小于2 000 Pa/(g·m~2),小于覆膜滤料的1/10。覆膜滤料因其表面附着一层微孔薄膜,滤料表面孔隙率低,在使用过程中部分颗粒物堆积在滤料表面,堵塞薄膜孔隙;而不覆膜滤料由于没有表面微孔薄膜的存在,表面孔隙率远高于覆膜滤料表面孔隙率,在过滤初期颗粒物会进入滤料内部填充滤料纤维之间的空隙,到过滤稳定期时才会堆积到滤料表面。因此覆膜滤料阻力在过滤初期会快速增长,然后慢慢趋于稳定,而不覆膜滤料的阻力随滤料增重增加呈线性缓慢增长。这表明在实际使用过程中,在相同的工况下不覆膜滤料因其阻力增长缓慢而有更长的寿命周期。

    2022年06期 v.22;No.132 3434-3438页 [查看摘要][在线阅读][下载 2181K]
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  • 垂直潜流人工湿地对农村污水的净化及微生物群落

    周日宇;张弘弢;周明罗;李密;

    为解决农村生活污水直接排入自然环境所造成的水污染问题,提升河流污染防控水平和脆弱河流水质稳定性,根据农村分散式污水特征,综合考虑经济、高效和景观因素,选用悬浮球、沸石、陶粒、煤矸石、碎石和铁碳6种湿地填料,搭配美人蕉、吉祥草、鸢尾、再力花4种植物构建多级垂直潜流人工湿地系统。以该湿地系统为研究对象,研究其在室外动态条件下对污水中COD、NH~+_4-N、TP等污染物质的去除效果,并利用高通量测序手段探讨了湿地系统水流沿程上的各级单元微生物群落结构。结果表明:在0.2 m~3/(m~2·d)进水负荷下,湿地系统对水中COD、NH~+_4-N和TP均有较好的净化效果,去除率分别为84.38%,65.78%,74.67%,出水浓度稳定满足DB 51/2626—2019《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》二级标准。微生物测序显示各单元微生物群落结构在水流沿程上差异性并不显著,但在相对丰度上具有一定差异性,门分类水平上以变形菌门(Proleobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)为主,纲水平上以酸杆菌纲(Acidobacteria-6)和α-变形菌纲(Alphaproteobacteri)占优势,属水平上以硝化螺旋菌属(Nitrospira)、节杆菌属(Arthrobacter)、红游动菌属(Rhodoplanes)、不动杆菌属(Acinetobacter)为主。这些优势菌属对湿地系统降解COD、NH~+_4-N、TP等污染物起着重要作用。

    2022年06期 v.22;No.132 3439-3447页 [查看摘要][在线阅读][下载 2555K]
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  • SBR活性污泥系统对废水中Cu~(2+)去除研究

    刘国华;唐湘南;袁俊莉;齐鲁;叶正芳;赵泉林;

    为探究活性污泥法处理含铜废水的可行性,以活性污泥和模拟含铜废水为研究对象,开展了静态吸附和SBR系统动态去除试验,分别研究了Cu~(2+)静态吸附效果、影响因素、吸附模型和吸附机理,以及Cu~(2+)动态处理效果和系统变化。结果显示,活性污泥静态吸附Cu~(2+)的适宜pH值为4~7,25℃下最大吸附量为41.13 mg/g;准二级动力学模型和Langmuir模型对吸附过程拟合较好,吸附机理主要包括表面有机络合、离子交换和静电吸附;SBR活性污泥系统对不同质量浓度(3 mg/L、5 mg/L、10 mg/L)Cu~(2+)的去除率分别为95%~98.7%、67.8%~76.2%、72.9%~82.4%,化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)去除率稳定在90%以上,系统中污泥浓度(Mixed Liquid Suspended Solids, MLSS)和污泥体积指数(Sludge Volume Index, SVI)明显下降;在Cu~(2+)长期作用下,活性污泥系统性能呈现先波动后稳定的趋势,微生物种群结构趋向于单一化。

    2022年06期 v.22;No.132 3447-3456页 [查看摘要][在线阅读][下载 2737K]
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  • 脉冲电场活化过硫酸盐降解废水中环丙沙星的研究

    胡筱敏;戴驰;马冬;李响;

    环丙沙星为氟喹诺酮类抗生素,其分子结构较稳定,生物降解性差。利用脉冲电场活化过硫酸盐产生的强氧化性的SO■·对废水中的环丙沙星进行降解。考察脉冲电源的电压、频率、占空比等参数,PMS用量、pH值、极板间距等因素对环丙沙星降解率的影响,分析比较不同体系中环丙沙星的降解情况,并通过淬灭试验探究脉冲电场作用下自由基的生成情况。结果表明,在脉冲电源电压为7 V,频率为3 kHz,占空比为50%,过硫酸氢钾投加量为0.5 g/L,溶液初始pH值为3,极板间距为3.5 cm的条件下,反应2 h后,环丙沙星最高降解率达73%。相较于单独PMS氧化体系和直流稳压+PMS体系,降解率分别提高了45%和18%。通过自由基淬灭试验,分析溶液中存在SO■·和·OH,且·OH对SO~-_4·的产生具有一定影响。

    2022年06期 v.22;No.132 3457-3463页 [查看摘要][在线阅读][下载 2217K]
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  • 微波生物炭对阴、阳离子型染料的吸附特性

    张学杨;曹苓玉;徐悦;王灵之;

    以小麦秸秆为原材料、以活性炭为催化剂,在微波辐照下制备了生物炭并进行了理化表征,而后对比考察了其对阴离子染料甲基橙(MO)和阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附特性。结果表明,提高微波辐照功率,生物炭的比表面积和孔体积逐渐增大,对染料的吸附量也相应增加,对MB的吸附量达87.72 mg/g。相关性分析表明微波生物炭对MO的吸附主要是受比表面积和孔体积决定的物理吸附,对MB的吸附则兼具有物理吸附和静电吸引作用。动力学和等温线研究表明微波生物炭对染料的吸附受多种因素控制,低功率制备的微波生物炭符合Langmuir吸附,而高功率制备的炭更符合Freundlich多分子层吸附。影响因素研究表明,受静电作用、络合作用的影响,溶液pH值、阳离子浓度以及吸附温度都会影响吸附效果。

    2022年06期 v.22;No.132 3464-3472页 [查看摘要][在线阅读][下载 3319K]
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  • 改性山竹壳炭对废水中Ni(Ⅱ)的吸附效果与机理研究

    单锐;谈莉;陈凤鸣;李汇春;王亚琢;

    选用山竹壳为原料,在100~500℃条件下慢速热解和KOH、K_2FeO_4改性制得改性山竹壳生物炭,用于水中Ni(Ⅱ)的吸附和机理研究。XPS、FTIR、BET等表征手段表明:改性后的山竹壳生物炭表面出现了丰富的孔状结构,比表面积高达13.1 m~2/g,有利于对Ni(Ⅱ)的吸收。—OH、C—C、CO、C—O等官能团含量显著改变,促进了离子交换过程,有利于生物炭对重金属的吸附。改性后的山竹壳生物炭对Ni(Ⅱ)的吸附量从9.71 mg/g显著上升至75.91 mg/g。吸附量的上升可能是由于Ni(Ⅱ)与改性生物炭表面的金属阳离子发生了离子交换,部分Ni(Ⅱ)与改性山竹壳炭表面的—OH、—COOH等官能团发生了反应,并以络合物或沉淀的形式存在。改性生物炭吸附Ni(Ⅱ)的动力学符合拟二级动力学方程,该吸附过程主要以化学吸附为主。同时,改性生物炭在六次吸附-脱附循环试验后对Ni(Ⅱ)的吸附量仍高达19.18 mg/g,与其他生物炭吸附量对比,证明了该改性山竹壳炭具有良好的重复使用性能。改性山竹壳生物炭炭被认为是一种有效处理废水中Ni(Ⅱ)的吸附剂,该改性以及生物炭的制备方法为后续水中污染物吸附提供了新的见解和方向。

    2022年06期 v.22;No.132 3473-3483页 [查看摘要][在线阅读][下载 2464K]
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  • 石墨烯和超高交联树脂对苯和对二甲苯的动态吸附特性

    贾李娟;沈翔斌;杨茗璇;牛犇;

    芳香烃对人类和环境健康有害,为高效吸附、回收芳香烃气体,选择氧化石墨烯(GO)为吸附剂,并与超高交联树脂(HPA)比较,研究苯和对二甲苯的动态吸附性能。结果表明:在2种吸附剂上,苯和对二甲苯的穿透时间都会随温度升高而降低,而吸附速率常数会随温度升高而增大;在相同条件下,苯和对二甲苯在GO的穿透吸附时间受温度的影响较小,但在HPA和GO 2种吸附剂上的吸附速率相近。当VOCs质量浓度相同时(15 mg/L),苯的动态吸附速率比对二甲苯高。值得注意的是,由于π-π作用力的存在,苯在GO上的单比表面积穿透吸附量比HPA高,而对二甲苯在HPA和GO上的单比表面积穿透吸附量相近。石墨烯是治理回收VOCs非常有潜力的吸附剂,尤其是小分子VOCs。

    2022年06期 v.22;No.132 3483-3492页 [查看摘要][在线阅读][下载 3163K]
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  • CMC修饰的镍铁双金属对水中2,4-二氯苯酚的降解

    钟金魁;包想乐;张建宇;丁莉;王正新;

    以镍为催化剂、羧甲基纤维素(CMC)为改性剂,利用液相还原法制备了修饰型纳米镍铁双金属(CMC-Ni/Fe),并用SEM、XRD和EDS对其进行了表征,然后将其用于水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的降解。SEM表征结果表明,制备的CMC-Ni/Fe颗粒均匀、粒径小、呈球形,CMC改善了纳米颗粒的分散性,降低了其团聚现象;XRD表征结果表明在衍射角2θ约为44.8°左右出现了衍射峰,说明制备的样品中存在零价铁;EDS元素分析图表明制备的CMC-Ni/Fe纳米颗粒中存在镍、铁元素。通过批平衡试验法研究了CMC-Ni/Fe对2,4-DCP的降解效果,重点考察了CMC-Ni/Fe投加量、溶液pH值、2,4-DCP初始浓度、CMC修饰量及Ni添加量对2,4-DCP降解的影响。结果表明,在1 g/L CMC-Ni/Fe、10 mg/L 2,4-DCP、CMC在Fe~0上修饰质量比为1∶1、Ni添加质量分数5%的条件下,2,4-DCP的降解率可达95%;降解率及反应速率随着CMC-Ni/Fe投加量、CMC修饰量、Ni添加量的增加呈现出上升和加快趋势。2,4-DCP的降解率在酸性条件下比碱性条件下好,但pH<3及Ni的添加质量分数超过5%时,反而不利于2,4-DCP的降解。试验结果表明CMC改性后的纳米CMC-Ni/Fe双金属材料提高了2,4-DCP的降解率,为CMC-Ni/Fe去除地下水中2,4-DCP的应用研究提供理论依据和技术支持。

    2022年06期 v.22;No.132 3493-3499页 [查看摘要][在线阅读][下载 1838K]
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环境监测与评价

  • 基于神经网络的PM_(2.5)质量浓度预测模型

    范昕炜;宣泉森;

    随着经济发展和工业化水平提高,空气污染问题日渐凸显。其中PM_(2.5)对人类健康以及生产生活有较大影响,因其具有非线性、多因素影响等特点,采用一般预测手段难以获得理想的效果。为能更准确预测PM_(2.5)质量浓度,提出一种基于深度残差、卷积神经网络和门控循环单元交叉的融合模型(Residual-Cross-CNN-GRU neural network, RCCG-net),结合杭州地区的气象因素和空气污染物进行PM_(2.5)质量浓度预测,平均绝对误差为3.963 3μg/m~3,均方根误差为5.614 6μg/m~3,绝对系数为0.962 5。随后利用皮尔逊相关系数作为PM_(2.5)与各特征因子的相关测度,剔除弱相关因子,试验结果表明,该模型结合皮尔逊相关系数之后,预测的平均绝对误差为3.684 1μg/m~3,均方根误差为5.405 0μg/m~3,绝度系数为0.965 3。

    2022年06期 v.22;No.132 3499-3507页 [查看摘要][在线阅读][下载 2190K]
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  • 聚吡咯复合二氧化钛纳米颗粒固相微萃取纤维的制备及应用

    马明广;魏云霞;魏慧娟;叶鹤琳;刘芳;周敏;

    为了开发一种用于环境水样中痕量氯酚类化合物样品预处理及灵敏检测的方法,以钛丝表面原位阳极氧化生成的二氧化钛纳米颗粒为基体,在石英管式炉内高温退火后,通过电聚合吡咯组装得到新型聚吡咯复合二氧化钛纳米颗粒纤维(PPy@TiO_2NPs/Ti),用于固相微萃取(SPME)氯酚类污染物。讨论了吡咯单体浓度、聚合电压、聚合时间对吡咯电化学聚合的影响。利用场发射扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱(EDS)进行纤维表面形貌和成分分析。PPy@TiO_2NPs/Ti纤维涂层兼具二氧化钛和聚吡咯纤维的优点,与单独的聚吡咯和二氧化钛涂层相比,具有萃取效率高、机械稳定性好和使用寿命长等优点。将PPy@TiO_2NPs/Ti纤维与带紫外检测器的高效液相色谱联用测定实际水样中的多氯酚(CPs),结果表明所制备的纤维对一些CPs具有良好的萃取能力。试验对影响该纤维SPME酚类化合物的影响因素进行了优化。在最佳的萃取条件下,该纤维对CPs萃取分析的特征数据如下:回归方程线性相关性(R~2)大于0.996 5,检出限(LOD,信噪比为3)和定量限(LOQ,信噪比为10)的范围分别为0.008~0.026μg/L和0.03~0.09μg/L,单个纤维测定5次和3个纤维平行测定得到的相对标准差(RSD)数值范围分别在3.5%~5.8%和4.6%~7.2%。对实际水样黄河水、废水和自来水中的酚类化合物测定并加标分析,平均回收率在89.7%~112%。与商品纤维相比,该纤维萃取效率高,操作性强,可灵敏测定复杂环境样品中的CPs。这种新型纤维具有化学稳定性和制备复制性好的特点。

    2022年06期 v.22;No.132 3508-3517页 [查看摘要][在线阅读][下载 2611K]
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  • 北江沉积物中As和Tl污染历史演变规律研究

    李锐;曹英杰;付志平;胡月;张伽秋子;

    为重建北江沉积物中As和Tl污染的历史演变过程,揭示人类活动对北江水体环境质量的影响,采集北江干流7个代表性的沉积柱,分析沉积物理化性质(如pH值、有机质、粒径等)、As和Tl质量比以及过剩~(210)Pb(~(210)Pb_(ex))活性。北江沉积物中As和Tl质量比平均值分别为109.6 mg/kg和1.7 mg/kg,是广东省土壤背景值的12.3倍和2.43倍。富集系数(E_f)和地积累指数(I_(geo))评价结果表明:参照广东省土壤元素背景值,沉积物中As质量比处于显著或强烈富集水平,污染程度达到中-强度水平;Tl处于轻度富集和污染水平。代表性沉积柱沉积年代和沉积速率计算结果显示:1998年前,年平均沉积速率约为0.35 cm/a;而1998年飞来峡水库建成后,年平均沉积速率增加到1.1 cm/a。沉积柱(S6)中As和Tl过剩金属通量经历了5个阶段的变化:受区域矿山开采活动影响,As和Tl过剩金属通量在1954—1988年增长缓慢,1990—1998年快速增加,1999—2002年出现下降,2003—2005年再次增长,2006年后逐渐下降。其中2003—2005年增长是矿山活动和“镉污染事件”共同作用所致,2006年后As和Tl过剩金属通量逐渐下降是政府干预的结果。沉积物中As质量比与铁、锰质量比呈现显著正相关关系,而Tl质量比受细颗粒组分的影响更显著。“洪水事件”改变了沉积物粒径特征,减小了沉积物中As和Tl质量比。多种污染评价方法和铅同位素年代学的有机结合,更清晰地揭示了水体环境质量的演变过程。

    2022年06期 v.22;No.132 3518-3528页 [查看摘要][在线阅读][下载 3407K]
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区域环境与生态

  • 荆南三口地区生态系统服务价值时空特征分析

    李静芝;杨丹;

    基于遥感与GIS技术,运用相关评价模型,对荆南三口地区2000—2018年土地利用变化与生态系统服务价值时空变化进行定量评估,为区域国土空间规划编制以及开展荆南三口地区绿色GDP核算、建立相关生态补偿机制提供依据。结果表明:2000—2018年研究区内共有483.47 km~2的土地发生了转移,占区域土地总面积的13.09%,其中水域转换面积最大,达到了219.19 km~2;2000—2018年研究区生态系统服务总价值呈现先上升后下降再上升的趋势,累计减少13.14亿元,水域面积减少是其生态系统服务价值减少的主要驱动因素;2000—2018年研究区水文调节的生态系统服务功能值由392.43亿元降至372.18亿元,对生态系统服务总价值变化贡献率最大;2000—2018年研究区生态系统服务价值空间自相关性较为显著,高值区主要集中在水域及周围地区,其中华容县的东湖区域高值区有缩小趋势,其余地区较为稳定;2000—2018年研究区土地利用结构与生态系统服务价值总量的关联度较高,其中耕地与水域面积关联性最大,平均关联度为0.994 3。

    2022年06期 v.22;No.132 3529-3540页 [查看摘要][在线阅读][下载 3009K]
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  • 基于多源数据的生态环境与经济耦合协调水平时空演变——以京津冀城市群为例

    于奇;季建万;张锐;刘文亮;

    定量研究城市群生态环境与经济二者之间的耦合协调关系对于区域可持续发展目标的实现具有重要意义。针对已有研究较少利用多源时空数据从空间视域角度定量评价二者耦合协调水平的时空演变情况,以京津冀城市群为研究区,基于中分辨率成像光谱仪数据(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)、夜间灯光和人口密度等数据,分别计算得到2010—2020年3期遥感生态指数(I_(RSE))、夜间灯光差异指数(I_(NTD))以及耦合协调度指数(I_(CCD)),之后利用空间自相关等方法分析3期I_(RSE)、I_(NTD)以及I_(CCD)的时空演变状况,并定量探究了I_(RSE)、I_(NTD)以及I_(CCD)三者之间的关系。结果表明:1)在2010—2020年,京津冀城市群3期I_(RSE)均值分别为0.504 4、0.456 0和0.478 3,呈现出先下降后上升的变化趋势;3期I_(NTD)均值分别为0.213 0、0.268 1和0.343 2,呈现出不断上升的趋势,且92.96%区县的夜间灯光差异指数表现为上升趋势;I_(CCD)均值表现为上升趋势,其从2010年的0.562 2提升到2020年的0.634 5;在区县尺度上,94.47%区县的I_(CCD)表现为增加趋势;2)在2010—2020年,京津冀城市群I_(CCD)空间聚集性表现为下降趋势,全局空间自相关值从2010年的0.557 4下降到2020年的0.404 2,但“低-低”聚集行政单元减少数明显低于“高-高”聚集减少数;3)I_(RSE)、I_(NTD)以及I_(CCD)三者之间存在线性关系,3期拟合方程均值为R~2为0.959 3,其中I_(NTD)对I_(CCD)的贡献度大于I_(RSE)。

    2022年06期 v.22;No.132 3541-3549页 [查看摘要][在线阅读][下载 3103K]
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数据统计与分析

  • 2022年9-10月国内环境事件

    李生才;安莹;

    简要统计了2022年9—10月国内发生的各种环境事件71起,包括沙尘天气2起,污染事件6起,地震57起,山体滑坡和泥石流4起,旱灾2起。

    2022年06期 v.22;No.132 3550-3553页 [查看摘要][在线阅读][下载 1111K]
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  • 2022年9-10月国内生产安全事故统计分析

    李生才;笑蕾;

    统计了2022年9—10月国内发生的各种生产安全事故37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37起事故中,交通事故占40.54%,矿业事故占18.92%,化工事故占2.70%,市政事故占29.73%,其他事故占8.11%。37起事故共死亡115人。死亡人数的百分比分别为交通事故45.22%,矿业事故占23.48%,化工事故占6.09%,市政事故占22.61%,其他事故占2.61%。2022年9—10月生产安全事故发生较多的3个省和市分别为山西(5起)、上海(4起)和四川(3起);死亡人数较多的3个省分别为贵州(18人)、吉林(17人)和河北(14人)。

    2022年06期 v.22;No.132 3553-3555页 [查看摘要][在线阅读][下载 1105K]
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书评

  • 突发公共卫生事件下的应急药品救治管理策略——评《突发公共卫生事件下的新技术应用与应急管理》

    赵学萍;王晨宇;汤建华;

    <正>科技发展使得人口流动规模增加,使人们可以更广泛地接触世界,城市聚居人口规模与密度较大,容易引发突发公共卫生事件。每一次突发公共卫生事件都意味着一次威胁多人生命健康的危机,针对突发公共卫生事件的应急救治是当今社会最为重要的应急治理与救援工作内容之一。药品治疗是控制和解决突发公共卫生事件的关键,迅速及时且有效的应急药品救治不仅可以守护突发公共卫生事件中病者的生命健康,也有利于维持社会稳定,降低负面影响。

    2022年06期 v.22;No.132 3556页 [查看摘要][在线阅读][下载 1006K]
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  • 新能源电力安全管理技术发展趋势思考——评《新能源项目安全成本形成机理及优化方法》

    姚朝;廖芳宇;胡东林;

    <正>能源是维持现代社会生产生活运转的动力基础,能源安全是一个国家安全战略的重要组成部分,也与社会民众生命财产安全有着密切关联。新能源由于清洁、高效和环保等特点,其应用领域正在持续扩展,带动新能源产业发展。新能源电力广泛应用在交通、电子信息等产业领域中,深刻改变着能源安全局面。电力能源安全具有特殊性,电力能源一旦出现安全问题,容易引发安全事故,每年发生的新能源电力安全事故案例并不鲜见。在新能源电力产业发展过程中,安全技术是安全管理的基础,尤为重要。

    2022年06期 v.22;No.132 3557页 [查看摘要][在线阅读][下载 1013K]
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  • 城市发展中生态安全治理格局建构策略——评《生态安全治理新格局》

    侯娟;邹平;

    <正>当代城市在追求可持续、高质量的发展,因此城市生态安全治理工作就显得尤为重要。在过去不少城市的发展历程中,走的是一条“先污染后治理”的道路,在发展城市经济阶段没有很好地保护城市生态环境,等到经济发展到一定水平之后,却发现城市生态环境已经遭受到严重破坏,给居民生活健康带来了负面影响,因而不得不投入巨资来修复城市生态环境。根据已有经验,一座城市要想真正实现可持续发展目标,必须重视生态安全保护。在世界范围内,各种生态污染导致城市发展出现严重问题的案例并不少见,应引起深刻警惕与反思。

    2022年06期 v.22;No.132 3558-3559页 [查看摘要][在线阅读][下载 1043K]
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