安全评价

  • 基于熵权-云模型的精细化工园区脆弱性评价

    刘丹;孙晓云;王喆;范铃铃;

    为防范精细化工园区事故风险,提出了基于熵权-云模型的脆弱性评价方法。首先,引入物料的脆弱性,构建“人员、设施、物料、环境”4个维度的脆弱性评估指标体系,其次采用熵权法确定评价指标权重,运用云模型对精细化工园区进行脆弱性等级评价,最后以3个典型的精细化工园区为例开展实例分析,验证方法的合理性与有效性。结果表明:所采用的先逆向后正向正态云发生器,能够有效将定性概念和定量数据相互转换;脆弱性从大到小依次为响水化工园区、杭州湾上虞经济技术开发区、连云港化学工业园区;人员素质、物料存放、园区选址、园区内企业布局是研究脆弱性最重要的影响因素。

    2023年01期 v.23;No.133 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 332K]
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  • 基于盲数理论和物元可拓法的装配式建筑吊装施工风险评估模型研究

    方前程;李中原;

    针对装配式建筑吊装施工随机性和模糊性特点,引入盲数理论和物元可拓法,建立装配式建筑吊装施工风险综合评估模型。首先,根据装配式建筑吊装施工特点,从人员、设备、构件、环境和管理5个方面,选取了23个影响因素构建综合评价指标体系,并应用序关系分析法(Order Relation Analysis Method, G1法)确定指标权重;其次,采用专家打分法确定指标赋值范围,基于盲数理论构建盲数矩阵和计算指标综合得分,通过构建单指标隶属度函数,计算单指标隶属度和综合隶属度,以最大隶属度原则为判断准则确定风险等级;最后,以某市在建的装配式建筑小区为研究对象,进行吊装施工风险等级评价。结果表明,该项目吊装施工风险等级较低,与现场调研情况相符合。研究表明,本文所建立的盲数理论和物元可拓法的综合评价模型在装配式建筑吊装施工风险评估方面具有适用性,可以为吊装施工风险评估提供理论依据。

    2023年01期 v.23;No.133 8-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K]
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  • 非结构化空域下无人机冲突风险评估指标研究

    张启钱;牟思妍;张洪海;张宇帆;

    为解决无人机自由混合飞行时的冲突风险评估问题,采用建立体系-筛选指标的方法,开展非结构化空域下无人机冲突风险评估指标研究。首先,基于非结构化空域下无人机冲突风险特性,分别从冲突可能性和冲突严重度2个维度建立风险评估指标体系;然后,依据信息含量最大和冗余信息最小等指标筛选原则,利用因子载荷绝对值与因子方差贡献率相结合的方法计算指标信息含量,并利用皮尔逊相关性分析计算各指标间的相关系数,筛选出无人机冲突风险评估关键指标;最后,以城市低空空域为运行场景开展仿真试验,对指标进行验证。结果表明,筛选出的关键指标垂直轨迹误差、冲突关联程度、平均冲突时长和冲突解脱难度兼具代表性和独立性。

    2023年01期 v.23;No.133 17-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 460K]
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  • 基于QAR数据的着陆超限风险贝叶斯网络分析模型

    汪磊;孙景陆;王文超;齐心歌;王菲茵;

    为分析民机着陆超限风险及其影响因素,基于飞行快速存取记录器(Quick Access Recorder, QAR)数据,构建着陆超限风险贝叶斯网络分析模型。首先,采集2019年和2020年国内某航空公司B737-800机队共37 443个航段QAR数据作为样本数据;然后利用GeNIe 3.0软件GTT(Greedy Thick Thinning)算法进行参数学习,建立着陆超限风险贝叶斯网络(Bayesian Network, BN)模型,应用10-fold交叉验证方法对模型进行检验。结果表明,着陆超限风险贝叶斯网络可有效分析着陆超限事件的因果关系,计算得出样本机队减小着陆超限风险的飞行参数组合。该分析模型可用于对机队或飞行员个体的着陆超限风险预测,为降低着陆飞行超限风险、前移安全关口提供客观依据。

    2023年01期 v.23;No.133 26-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 591K]
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  • 基于模糊DEMATEL-BN的管制单位动态风险评估

    陈芳;向千秋;陈茜;

    为研究管制单位风险的动态性,提高风险评估的准确性,预防风险事故的发生,提出基于毕达哥拉斯模糊、试验与评估实验室(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory, DEMATEL)、贝叶斯网络(Bayesian Network, BN)和模糊损失率的管制单位动态风险评估模型。首先识别管制单位风险因素;其次应用毕达哥拉斯模糊和DEMATEL模型探究风险因素之间的相互关系;再次将因素间的相互关系映射到BN,构建管制单位风险演化过程;然后确定先验概率,并以前兆数据作为输入信息,推导计算管制单位的动态风险概率;最后利用模糊损失率量化风险后果,计算管制单位的动态风险评估值。以某管制单位为例,对构建的管制单位动态风险评估模型进行了实证研究。结果表明:特情处置预案不合理等高严重后果概率持续上升的风险因素是该管制单位的风险管控的重点;t_1~t_5时间段该管制单位的动态风险评估值从1.035×10~(-2)上升到1.106 3×10~(-2)。构建的管制单位动态风险评估模型克服了管制传统风险评估模型无法捕捉动态特征和过度依靠专家经验的不足,提高了评估的准确性,为管制单位控制和减少风险提供了决策支持。

    2023年01期 v.23;No.133 35-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K]
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安全工程

  • 氧气浓度和升温速率对煤自燃特性影响

    张玉涛;杨杰;李亚清;史学强;张园勃;林国铖;

    为探究氧气浓度与升温速率对煤自燃特性的影响,利用TG/DSC-FTIR联用热分析技术测试3种不同变质程度的煤样在不同氧体积分数和不同升温速率下的放热特性,分析3种煤样在氧化过程中特征温度、热效应及标志性气体产生量等参数的变化规律。结果表明:氧体积分数一定时,升温速率越小,放热峰值、特征温度和指标气体释放峰值越向低温区偏移。在相同升温速率下,随着氧气体积分数的减小,煤氧化放热峰值温度降低;煤自燃指标气体峰值对应的温度逐渐向高温区域移动。煤变质程度增高,煤自燃特征温度呈增大趋势;放热量的峰值降低,对应的峰值温度增大;指标气体释放峰值温度增大,自燃危险性呈降低趋势。

    2023年01期 v.23;No.133 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 348K]
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  • 煤氧化放热特征及影响因素的关联分析

    李宗翔;张明乾;刘宇;杨志斌;苗春桐;王海文;许昊宇;

    为研究煤在低温氧化过程中的放热特征,确定影响煤氧化放热强度的主要因素,以4种不同煤化程度煤样为研究对象,采用封闭式煤氧化试验方法,结合键能平衡法计算煤在25~70℃、氧气体积分数0~21%范围内的氧化放热强度,获得煤氧化过程中氧氧气体积分数、温度和氧化放热强度三者间的关系表达式;运用灰色关联法分析挥发分、水分、含硫量、灰分、氧气体积分数和温度与煤氧化放热强度的关联度。结果表明,煤耗氧速度、CO释放速率和CO_2释放速率随温度升高呈指数增长趋势。通过比较挥发分、水分、含硫量、灰分、氧气体积分数和温度与煤氧化放热强度的关联度可知,影响不同煤化程度煤样氧化放热强度的主要因素是煤自身的挥发分质量分数,而外部因素中的温度对同一煤样氧化放热强度的影响要强于氧气体积分数。

    2023年01期 v.23;No.133 49-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 525K]
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  • Hele-Shaw通道内瓦斯爆炸火焰特性试验研究

    温小萍;刁守通;和文强;胡强;张素梅;郭志东;

    为探究甲烷/空气预混气体当量比对Hele-Shaw通道内火焰爆燃特性的影响,自行设计搭建尺寸(长×宽×厚)为950 mm×200 mm×6 mm的透明有机玻璃瓦斯爆炸管道试验平台。通过改变试验平台厚度研究通道间隙对甲烷/空气预混气体火焰结构与传播特性的影响。结果表明,不同的通道厚度和当量比对火焰锋面结构和火焰传播动态特性有显著影响。当通道厚度为6 mm时,最大火焰传播速度发生在化学当量比下,为12.84 m/s,且在该工况下火焰最先到通道末端,时间为518.57 ms。当量比为0.8的贫燃状态时,在火焰不稳定性的作用下,火焰传播后期出现二次振荡现象及手指形的火焰锋面。随着通道厚度的减小,火焰到达通道末端的时间逐渐变长,对火焰整体传播速度有明显的抑制作用。

    2023年01期 v.23;No.133 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 410K]
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  • 水雾喷洒时间对滑移装置下甲烷爆炸特性影响

    段玉龙;龙凤英;黄俊;俞树威;卜云兵;

    为提升滑移装置抑爆效果,在方形管中通入体积分数为9.5%甲烷/空气预混气体,分析细水雾协同不同弹性系数滑移装置作用下,水雾起始喷洒时间对预混气体爆炸特性影响。结果表明:先喷、指尖喷出现坡形火焰二次加速火焰传播,爆炸反应加剧,水雾不同程度充当障碍物加速火焰传播和碰壁断链,缩短火焰熄灭时间;后喷细水雾障碍物作用微弱,利用吸热降温作用抑制火焰传播,熄灭耗时相对较长。在爆炸超压方面,0.22 N/mm、0.42 N/mm 2种弹性系数滑移装置协同作用,先喷情形超压峰值增幅分别为9.25%、16.55%,指尖喷情形则高达88.71%、77.37%,促爆效果明显。后喷有一定的抑爆作用,超压峰值降幅分别为7.11%、2.93%。综上,后喷的抑爆效果优于先喷和指尖喷。

    2023年01期 v.23;No.133 64-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 554K]
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  • 谢苗诺夫热爆炸开创性论文的知识扩散研究

    李杰;冯长根;李生才;甘强;

    为了解谢苗诺夫热爆炸开创性研究论文在科学领域的知识扩散情况,从Web of Science数据库中采集了317篇引用谢苗诺夫(1928)的论文,并分别对该论文的时间和空间扩散、作者层面的扩散、主题层面的扩散及与关联文献的协同扩散进行了分析。结果表明,在过去90多年中,谢苗诺夫的热爆炸开创性论文受到了持续的引用扩散,并扩散到了美国、以色列、英国、中国及德国等37个国家或地区和以色列内盖夫本-古里安大学、英国利兹大学、台湾云林科技大学、俄罗斯科学院及北京理工大学等187个研究机构。该论文的主要引用者包含Gol'dshtein Vladimir、Gray P、Boddington T、Goldfarb I及Zinoviev A等一批热爆炸研究学者。谢苗诺夫(1928)扩散到论文的主题与热爆炸关系密切,包含积分流形、燃烧、差示扫描量热法、失控反应及自热等热爆炸研究主题及研究方法。其中,近期主要扩散到的主题有热失控、锂电池及差示扫描量热法等。谢苗诺夫(1928)与关联文献的协同扩散展示了知识扩散的知识基础及其各个时期的演化情况,揭示了热爆炸从早期理论探索到近期实践研究的历程。

    2023年01期 v.23;No.133 72-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 含不同质量分数三价铁离子乳胶基质的绝热分解研究

    李洪伟;杨策;聂华君;吴立辉;杨赛群;孙建辉;

    为研究绝热条件下Fe~(3+)对乳胶基质的热稳定性和热危险性的影响,采用加速量热仪研究了含不同质量分数Fe~(3+)的乳胶基质的绝热分解行为,计算了绝热分解动力学参数和T_(SAD)。结果表明,绝热条件下,Fe~(3+)会促进乳胶基质的热分解,使其起始分解温度降低,绝热温升和放热量提高,释放更多的气体产物,这种促进效果随着Fe~(3+)质量分数提高会有所减弱,Fe~(3+)质量分数为0.04%时,乳胶基质的起始分解温度降低了34.65℃,放热量提高了44.74%。加入Fe~(3+)后,乳胶基质达到最高放热温度所需时间更短,Fe~(3+)质量分数为0.08%时反应最快,但Fe~(3+)质量分数达到0.10%时,乳胶基质内部结构被严重破坏,到达最高放热温度所需时间增加。通过比较选取不同反应级数时所作回归直线的拟合优度,得到4种样品绝热分解反应的反应级数为2,含Fe~(3+)乳胶基质的活化能和T_(SAD)都有一定程度降低,热危险性更高,在Fe~(3+)处于低含量时更明显,Fe~(3+)质量分数为0.04%时,乳胶基质的活化能降低了44.61%,T_(SAD)降低了60.61℃。

    2023年01期 v.23;No.133 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 367K]
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  • 四面火墙作用下中心油盘燃烧速率研究

    许涛;吴恩杰;郑豪;

    为解决在实际溢油事故处理过程中,油膜、燃料、溢油范围及特征将限制就地燃烧法使用的问题,利用多油池火燃烧试验模拟就地燃烧法现场燃烧速率变化特征。首先,利用火旋风发生装置与多油池火模型建立四面火墙燃烧模型;然后,搭建火焰燃烧试验平台,利用现场试验法研究中心油盘高度、燃料体积(油膜厚度)及相邻火墙间距h对中心油盘燃料燃烧速率的影响,最后对所得数据进行拟合分析,探究燃烧速率变化特征。结果表明:相比于单一油池火燃烧,四面火墙条件下中心油池火火焰燃烧更为剧烈;平均燃烧速率与油盘高度呈负相关,与燃料体积呈正相关,相同条件下油盘高度每增加1倍,平均变化率约减小20%;燃料体积每减少一半,平均燃烧速率约减小25%;相邻火墙间距h=16 cm时对中心油盘燃烧速率的促进作用最强,最大可达32.4%。

    2023年01期 v.23;No.133 87-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 234K]
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  • 隧道挡风板对竖井自然排烟效率的影响研究

    徐志胜;陶浩文;刘耀辉;陈研;

    通过数值模拟研究了隧道内挡风板的设置对竖井自然排烟系统效率的影响,探讨了不同火源热释放速率与不同挡风板安装参数(挡风板高度、挡风板与竖井距离)下隧道火灾的烟气温度分布规律、流动规律及竖井自然排烟系统排烟效率。采用N系数法确定了烟气层与冷空气的界面,用于判断是否发生烟气层吸穿现象。结果表明,与无挡风板的工况相比,设置挡风板后,竖井排烟效率提升显著。设置挡风板对向下游方向运动的火灾高温烟气产生了一定的阻滞作用,使高温烟气在竖井下方蓄积,在一定程度上避免了竖井自然排烟系统出现烟气层吸穿现象。设置挡风板后,竖井的排烟效率随挡风板高度增加而增加,而挡风板与竖井间距离的变化对竖井排烟效率的影响较为有限。对于相同的火源热释放速率,竖井排烟效率与挡风板高度在一定范围内几乎成线性变化。建立了排烟效率与无量纲挡风板高度及无量纲火源热释放速率之间的经验公式,可对不同挡风板高度与热释放速率下的竖井自然排烟效率进行预测。

    2023年01期 v.23;No.133 92-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 528K]
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  • 矿岩-充填体组合试件能量传递规律研究

    李祥龙;赵品喆;段应明;王建国;母永烨;

    为探讨矿岩-充填体组合试件的动态力学特征,使用取自云南玉溪大红山铜矿的含铜矿岩和分级尾砂制作矿岩和配比分别为1∶4、1∶10的充填体组合试件,利用分离式霍普金森冲击杆分别在0.20 MPa、0.22 MPa、0.24 MPa、0.26 MPa、0.28 MPa和0.30 MPa的冲击气压下对矿岩-充填体组合试件进行动态冲击试验,研究组合试件的能量传递规律和破坏模式。结果表明:当试件开始发生破坏时,宏观裂隙首先出现在试件边缘,并随着冲击气压增加而扩展,直到裂隙使充填体试件完全贯通,最终试件会完全破碎;组合试件的破坏模式主要表现为剪切破坏、张拉破坏及共轭剪切破坏3种;充填体试件的波阻抗变化反映了试件在冲击过程中的损伤演化规律;试件的吸收能密度随入射能量增加线性增加;在冲击气压为0.20 MPa时,矿岩和配比为1∶10的充填体组合试件较早发生剪切破坏;当冲击气压为0.24~0.30 MPa时,矿岩和配比为1∶4的充填体组合试件虽然发生破坏,但仍具有一定吸能特性,并且相较于完整状态下变化不大,而在此冲击气压下,配比为1∶10的充填体粉末占比达到约80%,这表明灰砂比较高的充填体部分具有更稳固的力学结构。

    2023年01期 v.23;No.133 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 282K]
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  • 改进非线性海鸥算法在矿震定位中的应用

    罗浩;史金朋;潘一山;张寅;宋宝燕;丁琳琳;

    为了提高矿震定位精度,保证算法能快速收敛且具有较强鲁棒性,提出了一种基于改进非线性海鸥算法的矿震定位算法(Robust Difference Seagull Optimization Algorithm, RD-SOA)。该算法首先计算差值矩阵,提出采用稳健差值法作为目标函数,其次基于海鸥算法,提出非线性惯性权重,最后通过海鸥间相互作用求解震源点位置。通过模拟试验分析,当波速在-1%~1%、-3%~3%和-5%~5%的范围内浮动时,RD-SOA的定位精度均优于传统的非线性最小二乘法(Nonlinear Least Square, NLS)和Geiger定位法及改进前的SOA,相同情况下,RD-SOA比SOA的收敛速度提高了67%。通过柿竹园金属矿人工爆破数据进行对比分析,RD-SOA定位结果的绝对误差由原始SOA的13.7 m降低至3.8 m。对某煤矿的一次大能量矿震事件进行定位,震源位于采空区顶板上方38 m厚细砂岩层中,受开采影响导致工作面后方顶板断裂,为本次事件提供了能量源。

    2023年01期 v.23;No.133 107-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 350K]
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安全卫生工程

  • COVID-19病区医护人员的人工环境及生理指标变化规律

    蒋小强;赵敏;龚北川;陈斌;逯焕杰;陈业伟;

    为了保护COVID-19病区医护人员身心健康并分类制定合理的工作标准,对医用防护套装下的人工热湿环境及影响生理指标变化规律进行了研究。首先,通过试验测定了防护服内外的热湿环境,然后测试了心率、体温、呼吸频率、血氧饱和度、收缩压、舒张压和血糖等生理指标的变化情况,探明了人体在二级医用防护套装下工作时长和劳动强度对人体生理状态的影响规律。结果表明,夏季穿戴医用防护服的人体长期处于温度高于33℃、相对湿度大于80%的高温高湿环境中,生理指标如体温、心率、呼吸频率和血糖与常规环境下有极大区别,且受劳动强度影响显著,生理指标容易达到极限值。因此,在制定医用防护服下的工作标准时,需同时考虑劳动强度和引发潜在疾病等风险,这些结论可为在COVID-19等传染隔离病区工作的医护人员的职业安全和安全预警提供依据。

    2023年01期 v.23;No.133 116-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 540K]
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  • 袋式除尘器滤料纤维的制备及性能研究

    郑琰;毛宁;柳静献;

    滤料作为袋式除尘器的核心,对其过滤性能具有决定性作用。为了提高过滤性能以满足日益严格的排放要求,基于熔融静电纺丝法自行设计了熔融静电纺丝装置,并进行了滤料纤维的制备。此外,运用扫描电镜(Scanning Electron Microscopy, SEM)、差示扫描量热(Differential Scanning Calorimeter, DSC)、红外光谱分析(Infrared Radiation, IR)、分粒级过滤效率和阻力测试等多种方法对纤维性能进行了分析。结果表明:自行设计的试验装置可用于熔融静电纺丝;在一定范围内,随着纺丝温度、电场强度和接收距离的提高,纤维直径减小;熔融静电纺丝前后,高分子材料结晶程度和分子结构没有发生明显变化;熔融静电纺丝纤维滤料具有“高效低阻”的特点,验证了其在改善袋式除尘器滤料性能上应用的可行性。

    2023年01期 v.23;No.133 125-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 463K]
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安全管理

  • 风险偏好中介作用下矿工工作压力对不安全行为的影响

    田水承;匡秘姈;丁洋;

    矿工不安全行为是造成煤矿事故的主要原因。为了进一步预防不安全行为造成事故,以矿工为研究对象,分析风险偏好、工作压力与不安全行为之间的关系。首先,在相关文献的研究基础上提出假设和构建模型。然后,对陕西煤业化工集团下2家具有代表性的煤矿进行问卷形式的调查。最后,运用SPSS 26.0和AMOS 25.0软件对调查问卷进行统计分析、假设检验分析及风险偏好中介作用的检验分析。结果表明,在风险偏好中介作用下,家庭环境压力、岗位职责压力、工作环境压力、职业发展压力和组织体制压力对不安全行为有显著的影响,其中工作环境压力影响最大。因此,为减少煤矿事故的发生,需改善员工工作环境,降低员工工作压力,培养员工形成正确的风险观念。

    2023年01期 v.23;No.133 132-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 290K]
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  • 考虑社会监督行为的工贸企业安全监管演化博弈分析

    谭钦文;郎流胜;

    为有效遏制工贸企业不安全行为的发生,探究工贸企业安全生产及监管的交互机理和影响因素。首先,在政府监管部门和工贸企业具有有限理性的前提下,采用演化博弈方法,建立了政府监管部门与工贸企业之间的演化博弈模型;然后,运用复制动态方程分析博弈主体的策略选择以及演化稳定策略;最后,以绵阳市工贸企业为研究对象,基于实地调查和专家访谈的基础上,对相关参数进行赋值,并运用MATLAB软件进行仿真试验,探究社会监督行为的作用规律。结果表明:工贸企业安全监管博弈系统中的演化稳定状态与安全成本、监管成本、处罚力度、期望事故损失、社会监督率等因素相关;社会监督率有3个取值区间,当社会监督率大于2/3时才能有效改善安全监管博弈系统。

    2023年01期 v.23;No.133 139-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 428K]
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  • 针对特定驾驶员的疲劳驾驶检测方法

    辛嵩;宋明达;王泽明;赵刚;

    疲劳驾驶是导致交通事故的重大诱因,而降低交通事故发生概率是交通系统的重要研究方向之一,结合当下的车辆驾驶实际情况,提出了针对特定司机的疲劳检测方法。该检测方法首先存储该车司机正常状态下的面部信息,然后利用多任务卷积神经网络(Multi-Task Convolutional Neural Network, MTCNN)检测摄像头所读取画面中的人脸,返回人脸的位置信息,其次通过全梯度下降树算法根据人脸位置信息得到驾驶人面部特征点,利用特征点中存储的信息判断眼部与嘴部的状态,最终与被检测司机的正常状态对比,根据设定的条件阈值来判断其是否疲劳。与其他检测方法相比,该方法只针对车辆的常驻司机,符合大部分车辆极少更换驾驶人的情况,并且成功消除了个体差异,提高了准确率。

    2023年01期 v.23;No.133 147-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 270K]
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  • 进近管制运行风险动力学演变机理与控制研究

    吴维;罗欣然;

    为探究进近管制风险形成及演化机理,科学制定风险控制策略,从网络化视角构建系统动力学模型分析风险演变与控制策略。首先,利用过程识别理论将风险分为主动控制失效和反馈控制失效,从动力学视角分析致因间作用机制;然后,构建系统动力学模型与动力学方程;最后,给出风险致因对风险水平影响机理和控制策略。结果表明:扇区超容、同时指挥航空器数量增加、协作效率低是风险演变核心因素;在单一策略中调整流量时空分布最有效;组合策略中调整流量时空分布系数同时优化交叉点结构效果具有叠加性,比单一策略可进一步降低54%运行风险;调整流量时空分布与增加可调配空域具有替代性;完善监控体系与提升人机熟悉度组合策略效果具有1~2月时滞性。

    2023年01期 v.23;No.133 153-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 515K]
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公共安全

  • 灾害事故中应急志愿者与救援任务双边匹配影响因素分析

    林丽金;陈圣群;申亮;

    分析应急志愿者与救援任务双边匹配影响因素,有助于在灾害事故中高效派遣志愿者和分配救援任务。基于文献数据、权威网站、街头采访、专家咨询等数据构建应急志愿者与救援任务双边匹配的初级指标;采用皮卡尔系数方法分析影响因素与被解释变量相关性,以及热力图方法观察指标特征。随后采用随机森林与弹性网络组合方法分析志愿者与救援任务双边匹配影响因素。结果表明:随机森林方法在分析救援任务选择志愿者影响因素时,模型稳定,测试集的损失函数均方误差较小,因此采用随机森林方法确定救援任务选择志愿者的影响因素。弹性网络方法在分析志愿者选择救援任务影响因素时,模型更稳定、精度更高,其测试集的损失函数均方误差比随机森林模型提升近3倍。因此采用弹性网络方法确定志愿者选择救援任务的影响因素。

    2023年01期 v.23;No.133 161-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]
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  • 机场需求响应式应急救援车辆调度优化

    周和平;文若兰;徐雨洁;向梓源;张兆磊;

    为快速应援受损机场接驳车辆,提出机场接驳车辆受损情况下应急救援服务决策模型和算法。以最小化车辆运行成本为目标函数,建立接驳车辆预排班模型。在此基础上,明确一般需求响应式接驳与受损情况下应急救援机场接驳之间的联系,以最小化运行时间和救援等待时间为目标建立应急救援模型,该模型通过设置救援等待约束和虚拟车场发车时间约束提升救援可靠性;运用列生成算法求解应急救援模型,采用优化求解器与混合编程获得精确解;最后以无锡市苏南国际硕放机场和无锡市部分地区为例,随机选取2个时间点为接驳车辆受损时刻,验证了模型与算法的有效性。

    2023年01期 v.23;No.133 170-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 325K]
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  • 南海海域应急资源存储选址及调度方案研究

    王雅杰;樊建春;

    南海油气田的勘探开发属高风险作业。由于复杂的作业环境,现有研究成果无法满足南海探区的应急保障。因此,如何解决南海作业的应急工作问题是目前面临的首要问题。考虑南海特有的作业环境影响,以应急响应时间最小化及调度资源满意度最优化为目标函数,建立了一种基于浮式码头的多作业点、多供应点、多需求点的多目标优化模型,采用设计的混合启发式算法对其求解。以油气泄漏为例,定量分析了南海特有土台风在不同季节的影响权重,并对模型进行了验证。结果表明,在外部环境具有显著差异的情况下,资源存储地选址-调度的应急决策方案不同。所选择的目标探区中夏季和秋季更适合进行南海勘探作业。此外,根据不同季节应急点资源需求量的变化,同一锚泊点在不同季节具有不同的资源储备数量,决策者需根据作业时间窗按照应急需求合理配置应急资源。所得结果证实了模型及方法的有效性和可行性。

    2023年01期 v.23;No.133 178-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 315K]
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  • 坡度对地铁区间隧道火灾中人员疏散影响研究

    张培红;叶成豪;

    为探究地铁区间隧道发生火灾时坡度对人员疏散的影响,运用Pyrosim和Pathfinder软件对区间隧道发生火灾时人员的疏散情况进行数值模拟,分析火灾烟气影响下的人员疏散速度系数,重点研究不同坡度以及不同疏散策略下的人员疏散过程。结果表明:在列车中部发生7.5 MW火灾并紧急停靠在区间隧道中部的情况下,随着坡度的增大,火灾烟气对上坡方向疏散人员的影响逐渐增大,造成人员的疏散速度逐渐减小;当隧道坡度大于1.3%时,与火灾烟气的威胁相比,人员密度对下坡方向人员疏散速度的影响占据主导作用,建议尽量采用往下坡方向疏散的策略;对于坡度小于1.3%的隧道,可同时选择上下坡2个出口疏散。

    2023年01期 v.23;No.133 186-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 541K]
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  • 新冠肺炎疫情下应急医疗点的选址鲁棒配置研究

    纪颖;严梦凡;刘臣;

    为了高效防控新冠肺炎疫情的传播和救治感染者,从快速建立应急医疗点出发,建立健全完善的疫情应急响应机制。以湖北黄冈市在2020年疫情爆发初期的感染数据为例进行实证研究,通过熵权法对应急医疗点进行选址作为疫情爆发初期的应急预处理,选出最佳的应急点。考虑到应急点医疗设备不足等条件限制,同时感染人数也难以精确预知,进一步利用多面体不确定集来刻画患者数并以总成本最小为目标构建具有容量和时间窗约束的鲁棒配置模型,为最佳应急点配置大型基地医院,保证当感染者病情恶化时能得到及时治疗。结果表明,熵权法可为疫情爆发初期的应急医疗点选址提供实证参考,基于不确定患者数所构建的鲁棒配置模型可为高效开展疫情防控活动提供保障。

    2023年01期 v.23;No.133 193-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 424K]
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环境监测与评价

  • 杭州地铁1号线颗粒物污染水平监测与分析

    夏凤毅;王馨;叶丹;唐庆;

    为更好地了解杭州地铁运行环境,于2021年7月采用实地监测的方法对杭州地铁1号线部分车站站厅、站台、车厢内的PM_1、PM_(2.5)以及PM_(10)的质量浓度进行了监测。结果显示,杭州地铁现有空调通风设备能够较好地控制车站及列车内颗粒物的质量浓度,仅PM_(2.5)最高质量浓度(67.7μg/m~3)超出国家一级标准;站台颗粒物的质量浓度普遍高于站厅颗粒物质量浓度,且两者相关性强;地铁运行时车厢内PM_1、PM_(2.5)以及PM_(10)的质量浓度变化平稳,客流量对PM_(2.5)的质量浓度变化没有显著影响,两者相关性低;各地铁车站站厅ρ(PM_1)/ρ(PM_(2.5))均值为0.73,站台ρ(PM_1)/ρ(PM_(2.5))均值为0.74,站厅ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10))均值为0.88,站台ρ(PM_(2.5))/ρ(PM_(10))均值为0.87,表明地铁环境中存在的主要污染物为细颗粒物。

    2023年01期 v.23;No.133 204-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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  • 基于XGBoost-ARIMA方法的PM_(2.5)质量浓度预测模型的研究及应用

    刘拥民;罗皓懿;谢铁强;

    针对PM_(2.5)时间序列的非线性、高噪声、不平稳与波动性的特征,提出一种基于分解集成框架以及相关性去噪的新型XGBoost-ARIMA混合预测模型。以石家庄市为例,选择PM_(10)、SO_2等4个影响因子,PM_(2.5)为目标因子,构建混合预测模型以合理区分与处理时间序列中高频、低频数据,并通过Pearson相关性去噪方法对时间序列中的噪声因子进行去除。实例验证及与经典预测模型的对比研究表明,提出的新型XGBoost-ARIMA混合预测模型适用于大气污染治理以及环境政策制定所需的PM_(2.5)质量浓度日均数据预测,实现了针对大气污染物日均质量浓度的准确预测,能够为污染治理与政策制定提供科学的数据支撑;该方法与经典预测模型相比,具有更优的预测性能(平均绝对误差仅为10.465 18,且希尔不等系数低至0.085 89)。

    2023年01期 v.23;No.133 211-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 运用多因子LUR模型的长沙市PM_(2.5)空间预测模拟

    万大娟;赵敏;王俊钦;王开心;王长梅;

    利用长沙市中心城区2015—2019年PM_(2.5)质量浓度监测数据,结合SPSS多元线性逐步回归功能和Arc GIS空间分析功能,构建土地利用回归(Land Use Regression, LUR)模型模拟长沙市2020年PM_(2.5)质量浓度空间分布。各季节的LUR模型拟合效果均较理想,模型的自变量可解释70%以上的PM_(2.5)质量浓度变化;在构建土地利用回归模型中,研究区内的耕草地和气温对PM_(2.5)质量浓度影响最大,餐饮和道路次之;利用构建的LUR模型对研究区PM_(2.5)质量浓度进行2020年空间尺度的预测模拟,在空间上整体则呈现出由城中心区域向四周逐渐降低的态势。

    2023年01期 v.23;No.133 222-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K]
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  • 基于IFS-TOPSIS的矿山地质环境评价

    许锐;张文勇;隋国晨;王广璐;李寻昌;杨威;

    为掌握矿山地质环境问题的影响程度,以调查区多年遥感图像为信息源,通过图像识别技术,解译矿山地物信息,提取量化评价数据;然后结合改进序关系法与拉开档次法,最终建立基于直觉模糊集(Intuitionistic Fuzzy Set, IFS)-理想解法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS)的矿山地质环境综合评价模型。最后以陕西省富平县曹村镇为实例,基于遥感信息提取数据的分析,并结合研究区矿山开发与自然地理情况,构建矿山地质环境评价指标体系,应用所提出的模型对研究区的矿山进行地质环境评价,得出以矿山为单元的评价等级分区。结果表明,所提出的方法能够客观地反映研究区矿山地质环境现状,能为政府进一步制定矿山地质环境保护与治理政策提供合理参考。

    2023年01期 v.23;No.133 230-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
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  • 某页岩气开发场地重金属污染风险分析

    朱天菊;宋娇;张超;贾旭;王玉荥;

    为探究页岩气开发不同阶段对开发场地土壤中重金属含量的影响,以长宁区块某平台为例,监测开发过程中场地土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的质量比变化,并对其分布特征评价。结果表明:页岩气开发各阶段场地土壤中重金属元素As的超标率最高达到了76.92%,页岩气开发对场地土壤中重金属Hg、Cd、As质量比变化影响程度相对较大;部分采样点土壤受重金属元素Cd与Hg影响存在中等生态危害风险,但场地内土壤重金属的综合生态风险指数RI平均值为70.357<150,仍有0.67%的比例存在中等生态危害风险;4.35%采样点土壤中因重金属元素As影响为中度污染风险,场地内土壤重金属的综合污染指数P的平均值为0.880,但1.35%采样点的土壤为中度污染风险。因此页岩气开发场地内土壤重金属存在一定的污染风险,为避免页岩气开发过程对场地土壤的污染,应加强重点区域防控与措施整改降低页岩气开发过程对场地土壤的污染风险,减少页岩气开采对资源地环境的影响。

    2023年01期 v.23;No.133 240-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K]
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  • 热辐射与灰分耦合对矿区表层土壤Cr、As、Cu和Zn赋存及浸出影响机制研究

    刘艳艳;叶晓春;陶俊;李雅茹;谢晓晓;冯嘉鹏;

    为了解热辐射与灰分耦合对矿区表层土壤理化性质及其重金属Cr、As、Cu、Zn赋存和浸出毒性的影响,采用锥量仪在不同热辐射温度(400℃、600℃、750℃)及生物质负载量(1 kg/m~2、3 kg/m~2、5 kg/m~2)下开展室内燃烧试验,对样品理化性质、Cr、As、Cu、Zn质量比和形态进行分析,并通过TCLP法对重金属潜在的浸出风险进行评估。结果表明:热辐射与灰分耦合作用显著改变表层土壤的理化性质。其次,耦合作用使得表层土壤Cr、As、Cu和Zn的总质量比增加,说明生物质燃烧产生的热辐射与灰分是影响矿区林地表层土壤重金属浓度的重要因素。此外,耦合作用使得Cr有效态的比例由50%下降到40%,As有效态的比例由14%增加到22%,对Cu和Zn有效态的作用则不明显,说明其对表层土壤Cr、As的迁移性分别起到了抑制和促进作用。TCLP试验结果表明,仅土壤受热或生物质与土壤共同燃烧都会使土壤中Cr、As、Cu和Zn的浸出水平增大;Cr、As、Cu和Zn浸出质量比最高分别为0.88 mg/kg、0.81 mg/kg、654.13 mg/kg和35.58 mg/kg,其中Cu、Zn均超出监管值。

    2023年01期 v.23;No.133 249-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 876K]
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污染控制技术与原理

  • Co-NCP非均相催化过硫酸盐降解N,N-二甲基甲酰胺的研究

    何争光;席高阳;邢雨;陈树勋;张旭航;

    采用煅烧-浸渍法制备了钴改性天然黄铜矿(Co-NCP)高效催化剂,并采用Co-NCP活化过一硫酸盐(PMS)对N,N-二甲基甲酰胺(DMF)进行氧化降解。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能量-色散光谱(EDS)对Co-NCP反应前后的理化性质进行表征。结果表明煅烧后的天然黄铜矿的粗糙度变大,颗粒排布也更加紧密,可以提高浸渍法制备催化剂的性能。系统地研究了Co-NCP催化剂的投加量和PMS的投加量、初始pH值对反应体系的影响,确定了该反应的最优参数。结果表明,在中性条件下,Co-NCP投加量为4.0 g/L、PMS为4.0 g/L时,质量浓度为120 mg/L的DMF水溶液可以在40 min内达到91.61%的降解率。根据动力学方程对Co-NCP活化PMS降解DMF反应进行拟合,结果表明该反应符合准一级反应动力学。不同体系反应的动力学速率常数显示Co-NCP/PMS体系反应速率远大于其他反应体系,说明Co-NCP催化剂对PMS有高效的活化作用。通过自由基淬灭试验以及电子顺磁共振(EPR)分析结果表明体系中的活性物种有OH·、SO_4~-·和~1O_2,其中SO_4~-·、OH·是主要的活性物种,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析得出反应过程中有少量的金属溶出,但溶出量不大。该研究确定了Co-NCP体系降解DMF的最佳反应条件并阐明了反应机理,对含DMF废水的处理具有一定的指导意义。

    2023年01期 v.23;No.133 261-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 452K]
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  • 改性竹蔗渣生物炭对水中阿莫西林的去除性能研究

    周琰;史娟娟;钱顾杰;胡家朋;陈祖亮;

    以福建特色百年蔗废弃物(竹蔗渣)为原料,分别在250℃、450℃和650℃温度下制备了未改性(BBAC)和磷酸改性的生物炭(P-BBAC),并用于去除水中的阿莫西林(AMX)。通过初步吸附试验,筛选出最佳吸附剂P-BBAC_(650)(制备条件为浸渍蔗渣:磷酸固液比(质量与体积比)为1∶1.16(mg∶mL)、热解温度650℃以及热解时间60 min)。随后,系统探究了吸附时间、溶液pH值、投加量、初始浓度以及温度对P-BBAC_(650)吸附溶液中的AMX的性能影响。选择准一级、准二级和颗粒内扩散动力学模型拟合吸附过程,同时采用Langmuir和Freundlich方程拟合等温吸附过程,结合比表面积测试(BET)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)及傅里叶红外光谱(FTIR)等表征手段对生物炭的结构变化以及吸附特征进行分析。结果显示,在自然pH值和室温条件下(25℃),使用1.33 g/L的P-BBAC_(650)吸附50 mg/L的AMX,可以在60 min内达到吸附平衡,AMX去除效率高达96.0%。AMX吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,其中Langmuir的理论最大吸附容量在65℃时高达198.8 mg/g。吸附热力学结果说明,该吸附是自发、吸热和熵增的吸附过程。表征分析和pH值影响结果证明了P-BBAC_(650)具有更多良好的AMX吸附点位,已成功把阿莫西林吸附在其表面,其吸附机理主要是静电与氢键共同作用。因此,P-BBAC_(650)可作为一种高效去除水中AMX抗生素的吸附剂。

    2023年01期 v.23;No.133 268-277页 [查看摘要][在线阅读][下载 393K]
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  • 电驱可控震源永磁同步电机气动噪声特性分析

    李琴;闫瑞;黄志强;李刚;张惟超;

    为分析电驱可控震源永磁同步电机在不同运行工况下的气动噪声特性,采用了定常SSTк-ω湍流模型,建立了永磁同步电机仿真模型,开展了永磁同步电动机的气动噪声流场分析,锁定了永磁同步电机离心风扇与导风罩部位为电机最主要的气动噪声源区域。基于声类比法(FW-H)耦合非定常流场计算了永磁同步电机气动噪声声场特性,开展了永磁同步电机声场试验,结果表明:离心风扇表面声功率级峰值达到166 dB,为永磁同步电动机的主要噪声源;离心风扇远场气动噪声具有明显的指向性并沿着轴向方向进行传播,噪声的主要能量集中在频率225~2 500 Hz;试验与仿真结果在不同测点处声压级基本一致,验证了仿真模型与结果的准确性。

    2023年01期 v.23;No.133 278-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 767K]
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  • 再生水铸铁管道腐蚀管垢的特征分析

    田一梅;李壮;贾世超;郭浩;赵伟高;李强;

    为分析再生水铸铁管道腐蚀管垢的物质组成特征以及管垢形成的理化因素,并与自来水管垢进行对比,采集两种铸铁管的典型腐蚀管垢,通过扫描电子显微镜及能谱分析(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)等微观表征技术,系统性地研究了两种腐蚀管垢的微观形貌、元素组成和化合物构成等物理-化学双态特征差异。结果表明两种管垢具有相似的分层结构,但再生水管垢的沉积层厚度大,且内核层的孔隙小、沉积杂质丰富。两种管垢成分均以铁的(羟基)氧化物为主,自来水管垢的主要成分为α-FeOOH和Fe_3O_4,而再生水管垢除了α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe(OH)_3等主要成分外,还包括再生水的沉积物SiO_2、Ca(OH)_2和Al(OH)_3等。影响再生水管垢异于自来水管垢的主要原因源于再生水的水质成分及水力条件。

    2023年01期 v.23;No.133 288-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K]
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生态毒理

  • 沥青烟中16种PAHs组成及毒性当量变化规律研究

    王盟;李萍;念腾飞;陈修乐;

    因含有“三致作用”的多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)类物质,沥青烟对人体健康具有潜在威胁。为更合理评价沥青烟产生的健康风险,基于室内试验对沥青产烟规律进行分析,并采用气相色谱-质谱联用法,对不同温度下产生沥青烟中美国环保署(Environmental Protection Agency, EPA)优先控制的16种PAHs进行了定性定量检测,同时结合等效毒性当量法对沥青烟气毒性当量及其变化规律进行分析。研究表明,在试验温度区间,沥青产烟量随温度升高呈非线性增大的变化趋势,随暴露面积增大呈线性增大的变化趋势。沥青烟中16种优控PAHs质量比随温度升高呈增长的变化趋势,其中,低相对分子质量PAHs增长速率随温度升高显著增大,高相对分子质量PAHs增长速率随温度升高增长较为稳定。在16种PAHs总量中,高相对分子质量PAHs质量比最低,低相对分子质量PAHs质量比最高。16种PAHs的毒性与其质量比相反,高相对分子质量PAHs对沥青烟毒性当量贡献值超过83%,低相对分子质量PAHs对沥青烟毒性当量贡献值低于4%,几乎可忽略不计。降低产烟温度可显著降低沥青烟毒性当量;当沥青加热温度由170℃降低10℃、20℃和30℃时,相同质量沥青产生的烟气对从业人员健康威胁降低率分别为57.9%、75.1%和86.7%。

    2023年01期 v.23;No.133 296-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 411K]
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  • 纳米金属氧化物对人体细胞毒性效应的构效关系研究

    曹洪印;袁蓓蕾;潘勇;史海华;

    为建立高效的纳米金属氧化物细胞生物毒性构效关系预测模型,研究了20种纳米金属氧化物在不同生物条件下对人正常肺上皮细胞(BEAS-2B)和角质层细胞(HaCaT)的毒性效应构效关系,并首次将元素周期描述符(定量描述符)与试验条件参数(定性描述符)相结合,共同表征金属氧化物的纳米结构特征。在采用支持向量机-特征递归消除法(Support Vector Machine-Recursive Feature Elimination, SVM-RFE)筛选的最优描述符作为输入参数的基础上,分别应用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和随机森林(Random Forest, RF)2种高效的建模方法,建立纳米材料构效关系(Structure-Activity Relationships for Nanoparticals, Nano-SAR)预测模型。2个算法训练集的准确率(ACC)均大于0.9,内部验证准确率均大于0.7,测试集外部验证的准确率也均大于0.8,模型验证结果表明2个算法均具有良好的稳定性和较强的预测能力。对比2个算法研究结果表明,RF算法优于SVM算法,且优于文献报道的已有算法。模型机理解释结果表明,水合粒径和电负性是影响两种细胞毒性的主要因素。

    2023年01期 v.23;No.133 304-312页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
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书评

  • 中小学安全教育课程设计策略探究——评《中小学安全教育手册:学科教学融合框架、路径与示例》

    赵翠明;

    <正>安全教育是建设幸福平安校园的重要路径,其目的提高中小学生安全意识与自我保护能力。在过去,我国中小学安全教育多为基于主题教育模式,即根据中小学生不同阶段的安全教育要求,结合社会所发生的学校安全热点事件,临时性针对中小学生开展安全教育,如夏天暑假期间的防溺水安全教育、火灾之后的消防安全教育等。此类安全教育方式内容零散且相对粗浅,并未形成一个完整的安全教育体系,

    2023年01期 v.23;No.133 313-314页 [查看摘要][在线阅读][下载 109K]
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  • 高校安全教育方法与路径研究——评《大学生安全教育与自我防范》

    王俊哲;

    <正>建设平安和谐校园,为大学生成长创造幸福环境,让学生内心感受到安全与自由,此为高校办学的基本职责与使命。大学阶段是大学生从校园走向社会的关键阶段,大学生不仅要学会知识技能,更要学会在独立生活中保护自我,实现身心健康成长。与义务教育阶段的学习生活不同,大学生活相对独立,大学生将会直接面临各种现实风险。正确应对处理学习与生活的风险,保护自身生命财产安全是大学生的基本能力之一。每一次高校安全事故,都会给大学生及其家人带来深深的伤害,也会给高校安全管理工作带来负面影响。高校通过多种途径加强安全教育,

    2023年01期 v.23;No.133 315-316页 [查看摘要][在线阅读][下载 110K]
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