1、Dynamic simulation of urban railtransit operation risk evolution networkXUHui1，2，DENGNing-hui1，LIYang3，LIShu-xiu1，DU Lei4，5(1 School of Economics and Management，Chongqing Universityof Posts and Telecommunications，Chongqing 400065，China;2 Chongqing Innovation Center of Industrial Big-Data Co，Ltd，Nati
2、onal Engineering Laboratory for Industrial Big-dataApplication Technology，Chongqing 400707，China;3 Faculty ofInfrastructure Engineering，Dalian University of Technology，Dalian 116024，Liaoning，China;4 Zhongguancun Smart CityCo，Ltd，Beijing 100080，China;5 School of ManagementandEconomics，BeijingInstitut
3、eofTechnology，Beijing100081，China)Abstract:To explore the significant risks in the rail transitaccidents，354 risk evolution chains were extracted from the 172rail transit accidents from the perspective of risk evolution，and35 risk factors were determined The complex network analysiswas adopted to co
4、nstruct the static risk evolution network ofurban rail transit operation by using the UCINET 6.The networksatisfies the small-world and scale-free characteristicsThetopology characteristics of the static risk evolution network ofurban rail transit operation were calculated，including networkDensity，B
5、etweenness centrality，Degree centrality，etc，toidentify high-impact risk nodes in the network The results showthat Train Derailment，Train Suspension/Delay，Faults in otherFacilities of the Train，Violent Terrorist Attacks，Retention，Fire，and Casualties have a high influence on the network andare decided
6、 as the key nodes of the network Then，the dynamicsimulation analysis of the rail transit risk evolution network wascarried out by using the failure principle of a deliberate attackThe simulation of the risk failure was to delete the node and itsrelationship with other risks so that the node has no c
7、onnection inthe network The risks in the core position of the network andhaving a great influence on the network were defined as the keyrisks Based on the Core-edge analysis，dynamic simulation wascarried out from the perspective of single node failure andcontinuous node failure to explore the impact
8、 degree of the riskThe results show that the Train Suspension/Delay，BrakeFailure，Faults in other Facilities of the Train，and Fire is ofgreat significance to the network When both Faults in otherFacilities of the Train and Brake Failure fail at the same time，that is，the number of continuous failure n
9、odes is 2，the NetworkConnectivity of the risk network appeared inflection point Thisstudy determined the key risks affecting the operation of railtransit，and the analysis results can provide a reference for thedaily operation safety management and accident evolution controlof urban rail transitKey w
10、ords:safety engineering;rail transportation;dynamicsimulation;complex networksCLC number:X951Document code:AArticle ID:1009-6094(2023)02-0372-11文章编号:1009-6094(2023)02-0382-09金属摩擦火花的发生及引燃特性研究*苑春苗1，郑文强1，原琪1，肖明轩1，李畅2(1 东北大学资源与土木工程学院，沈阳 110819;2 沈阳建筑大学土木学院，沈阳 110168)摘要:为保障新时期工贸冶金煤矿行业的安全发展，以典型金属材料 TC4 钛合
11、金、Q235 钢、304 不锈钢及铝、镁、锌、铜合金的摩擦火花颗粒为研究对象，探究金属材料摩擦区域温度、火花颗粒表面形貌、粒度特征及引燃特性。结果表明:金属材料的物理特性对摩擦火花的发生情况具有明显影响;高熔点、高硬度、低热导率金属材料 TC4 钛合金、Q235 钢、304 不锈钢更易产生摩擦火花颗粒，其摩擦接触点最高温度分别为 462、750、801。摩擦试件的压力和旋转圆盘的转速直接影响摩擦火花颗粒的粒径和单位时间的火花量:随着摩擦试件压力增大、旋转圆盘转速增加，摩擦火花颗粒粒径、单位时间火花量呈现增长趋势。摩擦火花颗粒能够引燃氢气空气混合物与酒精液雾，所形成的爆炸燃烧环境又加剧了摩擦火花
12、颗粒的爆裂燃烧，加大了摩擦火花颗粒的危险性。关键词:安全工程;摩擦火花颗粒;金属材料;粒径;引燃特性;爆裂中图分类号:X932文献标志码:ADOI:10.13637/j issn 1009-6094.2021.1710*收稿日期:20210923作者简介:苑春苗，教授，博士生导师，从事工业防火防爆研究，yuanchunmiao mail neu edu cn。基金项目:国家自然科学基金项目(51974189，51874070，51774068);辽宁省自然科学基金项目(19ZD0668);兴辽英才计划 青年拔尖人才项目(Z2621033)0引言随着科技进步，工贸、冶金和煤矿行业不断蓬勃发展，我
13、国工业化进程显著加快，然而其生产工艺过程中可能蕴藏着巨大的火灾爆炸隐患，其中，机械摩擦火花是工贸、冶金和煤矿行业生产活动或工艺过程中机械摩擦的常见现象，已成为新时期工贸行业爆炸事故的主要潜在点火源1 2。例如:粉碎设备(各种破碎机、磨粉机)、斗式提升机跑偏和打滑，刮板输送机摩擦，螺旋输送机堵料摩擦;旋转下料阀堵料摩擦;风机叶轮与壳体或外物摩擦或撞击;石子、铁等金属物质进入磨机3。机械摩擦活动接触点的283第 23 卷第 2 期2023 年 2 月安全 与 环 境 学 报Journal of Safety and EnvironmentVol 23No 2Feb，2023温度通常较高，一般可达
14、1 000 以上，能够迸发出许多由高温颗粒组成的非电气火花。据统计，由上述高温接触点和高温颗粒束作为主要点火源诱发的工业爆炸事故比重高达 32.4%4。因此，探究金属摩擦火花颗粒的发生特性，即火花的形貌、尺度特征及引燃能力的研究具有重要意义。为揭示摩擦火花的点火起爆机理，国内外学者开展了大量摩擦火花引燃特性的研究。1976 年，Kachan 等5 最早对摩擦火花引燃悬浮煤粉尘云进行了研究，通过改变摩擦速度、载荷等试验条件成功引燃煤粉尘云，奠定了摩擦火花颗粒引燃能力研究的基础。Komai 等6 讨论了金属材料类型和反应机理对摩擦火花引燃概率的影响，并建立了冲击条件下火花的引燃概率模型。Li 等7
15、 指出摩擦火花是引燃甲烷与空气混合物的有效点火源，并探究了摩擦火花引燃甲烷、空气和煤粉混合物的燃烧规律。Shebeko 等8 以建筑材料为研究对象，探究了摩擦火花引燃以氢气、甲烷、液化石油气、乙烯等为代表的图 1摩擦火花发生试验装置Fig 1Experimental apparatus for friction sparks generation可燃气体混合物的规律，并基于试验数据提出了建筑材料火花安全测试方法及火花安全判据。Meyer等9 研究发现摩擦产生的热表面是引燃丙烷、戊烷等可燃气体混合物的有效点火源，并指出摩擦表面相关功率密度可作为可燃气体混合物的引燃判据。王玥等10 利用摩擦火花测
16、试试验装置进行了测温和引燃试验，发现摩擦区域的温度和引燃概率可以对摩擦火花能量进行判定。2019 年，Van Wingerden 11 统计分析了摩擦火花引燃粉尘云和气体事故，讨论了摩擦火花易燃性和热表面的危险性，并对摩擦火花燃烧规律的研究进行了展望。Liu 等12 通过粒子示踪测速等数字图像方法探究了火花温度、速度和大小对火灾特性的影响，并将火花温度、速度和大小作为摩擦火花氧化与运动模型的输入参数，分析摩擦火花的危险性。以上研究大都关注机械摩擦火花的引燃能力，有关机械摩擦火花颗粒的发生、形貌及粒径特征及影响因素的研究相对匮乏，对于机械摩擦火花研究尚未形成系统全面的评价和分析机制。鉴于此，本文选取典型金属材料 TC4 钛合金、Q235 钢、304 不锈钢及铝、镁、锌、铜合金与 Q235钢圆盘作为研究对象，开展摩擦试验，探究摩擦火花发生情况及形貌粒径特征，并从金属材料的物理特性入手，分析摩擦火花的成因及摩擦区域温度变化情况;研究摩擦压力和转速耦合对摩擦火花颗粒粒径和单位时间火花量的影响，并开展摩擦火花引燃氢气空气混合物与酒精液雾试验，观察环境变化对摩擦火花颗粒的影响，以期为有效辨识危险源
