针对山区森林火灾应急物资保障中存在的多模态载具协同配送与动态调度难题,提出一种应急物资配送路径优化方法。考虑山区路网结构,需求紧迫性,摩托车与无人机参与,空-地协同配送等因素,以应急物资配送时间最短为目标,构建卡车-无人机-摩托车动态协同的山区森林火灾应急物资配送路径优化模型;设计一种带修复算子的整数多向量编码改进自适应大邻域搜索算法(IALNS)求解模型,并与传统自适应大领域搜索算法(ALNS)和禁忌搜索算法比较。研究结果表明: 提出的模型和算法可应用于山区环境森林火灾应急物资配送中; IALNS优于ALNS和禁忌搜索算法;动态协同策略优于静态协同策略,总配送时间下降2.49%~25.75%;应发挥摩托车与无人机的优势,构建多载具协同的优化配送模式。

为维持机场战时功能正常运转,开展常规武器蓄意攻击下机场跑道易损性分析。通过分析机场跑道目标特性和功能特性,基于蒙特卡罗法构建多类型常规武器蓄意攻击下机场跑道易损性评估框架,建立机场跑道易损性评估模型,并以我国沿海某机场跑道为案例进行评估。结果表明:蓄意攻击下二分法攻击策略明显优于随机攻击策略。当攻击机场跑道目标时,武器圆概率偏差的影响随武器毁伤半径的增大而减小,武器毁伤半径的影响也随着武器圆概率偏差的增大而减小,而武器圆概率偏差和毁伤半径的影响均随着打击数量的增大而减小。攻击策略上的优化在一定程度上能够弥补武器性能的不足,在二分法攻击策略下,按打击效果排序分别为外军典型巡航导弹、大型无人机、远程火箭炮和榴弹炮。考虑防护时,可通过采取多波段烟幕干扰、全球定位系统(GPS)干扰、提升混凝土强度等级等防护措施降低武器打击精度和武器毁伤半径,提升机场跑道起降效能。

为解决大中型化工装置区频繁发生的危险气体泄漏问题,利用少量无人机(UAV)之间的协同作用,提出一种基于多策略改进粒子群优化算法(MSPSO)的泄漏源定位方法。首先,考虑无人机在实际运动过程中受到的物理限制,将加速度的控制策略融入粒子群优化算法(PSO),同时,将大中型化工装置区划分为不同区域以更加精准模拟无人机在查找过程中的飞行状态;其次,根据泄漏源的扩散特点,引入逆风查找策略,利用风向信息加快无人机的查找过程;然后,为避免无人机陷入伪泄漏源,采用柯西变异扰动与模拟退火机制增强无人机跃出局部最优解的能力;最后,建立大中型化工装置区三维仿真环境,在仿真场景中对比分析多种群智能算法的性能。结果表明:文中提出的基于MSPSO的泄漏源定位方法具有较快的收敛速度及较高的定位成功率,定位效果更能够满足大中型化工装置区对泄漏源定位的要求。

为解决高风险逆向飞行冲突下解脱路径规划问题,综合考虑路径和转角、障碍物、安全间隔等多要素,构建基于最低能耗的无人机(UAV)解脱路径模型。通过改进混沌映射、黄金正弦策略以及跟随者位置更新策略,提出多策略融合的改进麻雀搜索算法;基于8个标准测试函数,将新算法与其他3种群智能算法进行运算比较,证明新算法的有效性;针对飞行冲突解脱问题,构造多机冲突场景和级联冲突场景,并运用4种算法进行多次试验,从收敛性能和运行时间2方面比对。结果表明:改进算法在4机逆向飞行冲突场景下的适应度和用时分别为8.86、4.06 s,在3机级联冲突场景下的适应度和用时分别为1.26、3.03 s,均为最优值。研究成果在解决复杂冲突问题中,兼顾计算效率与精度,可为多机逆向飞行冲突解脱快速规划路径。

为推动黏滞惯质阻尼器(VIMD)在高层基础隔震结构中的工程应用,以20层隔震钢结构模型为研究对象,首先,探讨VIMD的惯质对结构自振周期的影响;然后,从太平洋地震工程研究中心选取10条实际地震动并进行调幅使其匹配目标设计反应谱,研究VIMD对结构地震响应的控制特征及减震效果;最后,基于达文波特脉动风速谱,采用谱表示法生成10条随机脉动风速时程,研究VIMD对结构风振响应的控制特征及减振效果。结果表明:VIMD可延长该高层基础隔震结构的自振周期,且主要体现在前6阶。在地震激励作用下,VIMD对高层基础隔震结构隔震层相对位移响应的减震效果与黏滞阻尼器(VD)相当,但其对上部结构响应的减震率较VD可提升19.5%~24.5%。在风荷载作用下,VIMD和VD对高层基础隔震结构响应控制能力基本相同。

为提高中国氢能安全监管,系统梳理国内外氢能产业发展动态及安全监管框架。在此基础上,从安全监管机构、法律法规、标准体系和科技发展等方面进行对比分析,借鉴国际经验,结合中国实际,从明确监管职责、完善法规供给、健全标准体系、强化科技保障、深化交流合作等5方面提出政策建议。结果表明:全球氢能已进入快速产业化发展阶段,氢能产业发展较为成熟的国家,已构建起以顶层统筹规划、全产业链覆盖监管、标准化体系支撑为核心特征的安全治理体系。相较而言,中国氢能安全监管体系的整体性、标准体系的协调性及关键技术的支撑能力,与氢能产业高速发展的现实需求仍存在差距。需进一步厘清各相关部门在氢能制、储、运、加注及终端应用全链条的监管职责,建立健全跨部门协同监管机制;加快制定系统性的氢能安全专项法律法规,构建覆盖全产业链的标准体系;强化安全技术研发攻关与专业实验平台建设,全面提升我国氢能产业安全监管效能。

为管控风险传递,降低施工安全事故发生概率,探究高海拔地区水电工程施工安全风险传递的演化过程和特征。首先,基于高海拔地区水电工程施工事故报告和4M1E理论,从人员、机械设备及材料、管理、技术和环境5个方面构建施工安全风险因素体系,采用决策试验和评价试验法(DEMATEL)分析风险因素引发的风险事件;然后,基于系统故障演化过程(SFEP)理论建立施工安全风险传递网络,通过关联规则计算各路径风险传递概率;利用系统动力学(SD)构建施工安全风险传递网络SD模型;最后,以西藏某大型水电工程为例,开展仿真验证。结果表明:施工安全风险传递网络SD模型揭示了从17种边缘事件、15种过程事件至5种最终事件的29条风险传递路径及其演化趋势与敏感性,确定环境与管理风险事件为关键节点,识别出3条关键传递路径。据此,立足关键节点与关键路径阻断风险传递,有效降低事件发生与演化概率,减少施工安全事故。