The vulnerability of the environment to spills of dangerous substances on highways: A diagnosis based on multi criteria modeling

Highways and freeways are the main infrastructure channel used to transport cargo in Brazil. This cargo often includes dangerous chemical products which can, in the event of an accident, negatively impact the environment. The development and implementation of tools for the rapid diagnosis of environmental vulnerability in the transportation of dangerous goods has been studied. However, for highways and freeways there is a lack of studies based on environmental attributes, and not just based on statistical data which demands a specific period for collection and analysis and only after that the implementation of preventive measures. Thus, evaluation grounded on multiple criteria embedded in Geographic Information System (GIS) has significant potential for the practical implementation of risk management of road transportation of dangerous goods. This study has determined the environmental vulnerability of route BR 050, specifically the segment between the cities of Uberlândia and Uberaba in the state of Minas Gerais, where multi criteria analysis has been efficient in determining the most vulnerable areas. The main attributes analyzed were the drainage density, soil type and geology, determining that in case of an accident with dangerous substances the regional environment would be immediately affected, and so endorsing the use of this tool in many segments involved in environmental management of highway enterprises.     

一种改进的民用航空网络空间脆弱性模型

脆弱性是表征1个系统面临灾害时行为表现的重要概念.要尽可能真实地反映民用航空网络面临空间灾害时的脆弱性水平,必须充分合理地考虑灾害影响在民用航空网络中的扩散效应,即灾害间接影响.在前期有关网络系统空间脆弱性研究的基础上,详细地分析了灾害影响在民用航空网络中扩散的特点,确定了计算灾害间接影响的3个关键因素,即机场航班连接关系、机场间距离和机场失效门限,提出了改进的民用航空网络空间脆弱性模型.之后,以中国民用航空网络系统为例开展了案例研究,验证了所改进模型的有效性.     

无支座连续刚构桥地震易损性分析

无支座连续刚构桥是最近新发展起来的一种新型结构,已在广州、长沙、福州等城市的轨道交通结构中 得到大量应用,但目前对于无支座连续刚构桥的抗震性能研究较少。以典型无支座连续刚构桥为背景,首先应用 增量动力分析方法,揭示无支座连续刚构桥的地震损伤、破坏过程;在此基础上基于地震易损性分析方法,给出 无支座连续刚构桥桥墩典型地震易损性曲线,探讨无支座连续刚构桥地震损伤破坏风险。     

中欧集装箱海铁复合运输网络脆弱性分析

中欧贸易运输涉及多个港口和车站,构成复杂的运输网络,网络枢纽节点受到自然灾害、安全事故等影响失效,导致网络仅局部连通,进而影响全局效率。为量化分析中欧集装箱运输网络在枢纽节点失效后的网络功能变化程度,基于中欧班列和海运航线网络构建海铁复合运输网络。在此基础上结合负荷-容量级联失效模型提出1种网络脆弱性仿真模型,模型考虑到节点容量、攻击方式及负载分配策略3类影响因素,并设定网络连通性及网络效率为脆弱性测度指标,仿真实验分析影响该网络脆弱性的因素与演化规律,并通过网络效率变化曲线判断了关键节点。结果显示,中欧集装箱海铁复合运输网络共计167个节点,网络具有无标度和小世界特性,度相关性系数为0.13,网络体现弱同配性,度值相近的节点倾向于互相连接;针对枢纽节点的蓄意攻击相比随机失效的网络更脆弱,失效节点数为3时,蓄意攻击下的网络连通性和效率对比随机失效时,分别下降20.15%和37.19%。从影响因素看,基于地理距离对失效节点负载进行重新分配的策略会加剧网络崩溃,节点容量的增加使网络更为鲁棒,当容量冗余系数增到0.2后,脆弱性指标达到临界阈值,外界干扰不再对整体网络产生影响;海港失效对网络效率的负面影响高于铁路站点,而欧洲港口的影响又高于中国港口。从关键节点识别看,欧洲港口中康斯坦萨港失效时网络效率降幅最大,达88%,中国区域为上海和宁波,降幅均为76%。研究结论有助于理解中欧集装箱海铁复合运输网络的脆弱性影响因素,在突发事件中优先保护关键节点,优化货流分配,从而提升部分枢纽节点失效时的运输网络鲁棒性。     

铁路桥梁的地震易损性分析

近年来我国发生的大地震,尤其是5·12汶川地震表明,铁路桥梁作为交通系统中的枢纽结构,在地震中极易受损.多跨连续钢筋混凝土桥是铁路桥梁中常见的结构形式.故采用国家强震动台网中心提供的汶川地震强震波和NGA强震数据库提供的地震波,以位移延性比为破坏指标,应用结构分析软件SAP2000,分别对多跨连续钢筋混凝土铁路桥进行非线性时程分析,并对其结果进行回归,得出以PGA（Peak Ground Acceleration）为自变量,结构超过某一特定损坏状态的概率为因变量的地震易损性曲线;最后分析了该类铁路桥在地震作用下的地震易损性.     

基于攻击策略的城市轨道交通网络脆弱性研究

城市轨道交通网络脆弱性评估是当前网络研究中新的热点和难点。识别并量化网络脆弱性是应对城市轨道交通系统危机状况的关键性课题。根据北京地铁网络结构,结合城市轨道交通实际运营特点,构建了网络换乘模型。从线路与换乘通道重要度两个视角,采用不同攻击策略研究并量化了网络脆弱性。研究结果表明:采用网络有效性与网络连通度作为网络脆弱性的衡量指标,并把攻击前后的重要节点(边)网络特征值下降程度作为网络脆弱性衡量标准的评估方法简便易行,具有一定的理论与应用价值。     

城市轨道交通信号系统信息安全风险辨识

从城市轨道交通信息安全面临的严峻形势出发,介绍城轨交通信号系统组成,并对信号系统各子系统功能进行阐述。城轨交通信号系统是保证列车安全、准点、高密度运行的重要技术装备,主要由列车自动监控子系统、列车自动防护子系统、列车自动运行子系统、联锁子系统组成。根据信息安全风险分析模型,识别城轨交通信号系统信息安全的威胁来源及核心资产。由于城轨交通系统属于工业控制系统的典型系统,城轨信号系统则具备工控系统的一般性特点,继承工控系统的脆弱性。针对国内城轨交通信息安全研究的空白之处,结合工控系统不同层级结构的脆弱性,从技术和管理两个方面进行信号系统的信息安全风险辨识,通过分析发现存在物理安全、网络安全、主机安全和应用安全等层次上的风险。风险辨识结果反映出城轨交通信息安全存在大量的薄弱环节,以期为日后的研究和防护工作的开展打下基础。     

基于局部线性化方法的瘫船稳性敏感性分析及衡准完善

  目的  瘫船稳性是当船舶失去动力后,在横风横浪状态下发生共振横摇甚至倾覆的运动模式,是公认的较危险的稳性失效模式。国际海事组织（IMO）船舶设计与建造分委会（SDC）预计将于2019年完成第2代完整稳性衡准规则定稿,目前亟需大量的样船计算以完善规则。  方法  基于局部线性化方法,对3艘集装箱船进行了瘫船稳性第2层衡准校核计算,并分析了瘫船稳性敏感性与船舶各设计参数的关系。  结果  分析结果表明,随着船舶吃水深度的增大,船舶倾覆概率将先增大后减小,并对第2层衡准的标准值选取及衡准完善提出了建议。  结论  可为瘫船稳性衡准研究提供技术支持。     

寿命周期成本分析方法在桥梁工程中的应用

桥梁耐久性低、服务寿命短的问题已经严重影响了结构正常服务功能的发挥 ,并给社会造成了巨大的经济负担。文中介绍了寿命周期成本分析的概念及其应用于桥梁工程的发展历程 ,阐述了它的基本原理 ,探讨了桥梁寿命周期成本的构成 ,并给出了进行分析时的计算公式。利用国外的两个例子说明了桥梁全寿命成本分析对于桥梁设计和维护管理的重要性     

复杂网络理论在船舶电力系统结构脆弱性分析中的应用

文章将复杂网络理论分析方法应用于船舶电力系统结构脆弱性的分析。首先将船舶电网抽象为复杂网络模型,并对该网络模型的结构特征进行计算和分析;然后通过分析节点攻击后的电力系统性能对船舶电网结构脆弱性进行分析。结果表明:船舶电网的脆弱性与网络拓扑结构密切相关,利用复杂网络理论可以有效确定电力网络的关键节点。