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参数摄动下欠驱动USV全局积分滑模控制技术研究
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作者 马浩哲 赵江滨 +1 位作者 韦海宇 谈威 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第5期112-117,共6页
在不确定洋流因素的影响下,通过有效的控制算法对无人船进行控制是其能够实现水下勘察、搜救巡逻等任务的有效前提。本文提出一种存在水动力参数摄动下基于LOS制导律的全局积分滑模轨迹跟踪控制器,首先通过视线法(LOS)设计位姿控制器从... 在不确定洋流因素的影响下,通过有效的控制算法对无人船进行控制是其能够实现水下勘察、搜救巡逻等任务的有效前提。本文提出一种存在水动力参数摄动下基于LOS制导律的全局积分滑模轨迹跟踪控制器,首先通过视线法(LOS)设计位姿控制器从而得出速度虚拟控制输入,其次通过全局积分滑模(GISMC)控制设计动态控制器,在控制器设计中采用改进的连续函数进行补偿,并通过李雅普诺夫函数保证整个闭环系统的稳定性。最后通过对2种不同曲率轨迹的跟踪仿真结果验证了所设计控制器的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 水面无人艇 轨迹跟踪 李雅普诺夫稳定性理论 积分滑模控制 参数摄动
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船载运维机器人关键技术与展望
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作者 胡钊政 万金杰 +2 位作者 孟杰 汤敏 严新平 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第2期134-144,共11页
船舶运维技术是水路交通系统安全、绿色、高效运行的关键。随着人工智能技术的快速发展,船载运维机器人开始逐步用于完成危险、繁重的船舶运维作业任务。首先,介绍船载运维机器人的国内外研究现状,并归纳目前主要的船舶运维作业类型;其... 船舶运维技术是水路交通系统安全、绿色、高效运行的关键。随着人工智能技术的快速发展,船载运维机器人开始逐步用于完成危险、繁重的船舶运维作业任务。首先,介绍船载运维机器人的国内外研究现状,并归纳目前主要的船舶运维作业类型;其次,梳理船载运维机器人技术在船舶验舱、船底清洗、除锈喷漆、清舱和巡检等典型船舶运维作业中的应用情况;再次,分析船载运维机器人的关键技术研究现状以及面临的挑战;最后,对未来船载运维机器人技术的研究和应用进行展望。 展开更多
关键词 船载运维机器人 研究现状 关键技术 发展趋势
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船用金属氢化物储氢技术研究综述
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作者 胡磊 李勃成 +1 位作者 袁裕鹏 童亮 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期32-47,共16页
金属氢化物储氢是一种基于化学吸收原理的氢气储存方法,具有高体积储氢密度和高安全性的特点,在船舶储氢领域的应用潜力备受关注。在此背景下,对于金属氢化物储氢技术在船舶上的应用,有着材料性能、反应器性能、热管理系统、成本等一系... 金属氢化物储氢是一种基于化学吸收原理的氢气储存方法,具有高体积储氢密度和高安全性的特点,在船舶储氢领域的应用潜力备受关注。在此背景下,对于金属氢化物储氢技术在船舶上的应用,有着材料性能、反应器性能、热管理系统、成本等一系列有待研究的问题。首先,对金属氢化物储氢技术进行归纳,总结梳理金属氢化物的工作原理及材料性能方面的研究进展,并介绍金属氢化物在船舶上的应用情况;然后,结合氢能船舶的应用环境及需求,分析金属氢化物储氢技术在船舶上应用的技术、经济可行性,并以满足氢能船舶对氢气储量和放氢速率要求为目标,介绍船用金属氢化物储氢系统的研究,包括储氢系统性能研究、储氢反应器结构、反应器结构优化、耦合船舶燃料电池的热管理系统和储氢系统设计思路;最后,结合上述研究内容,对船用金属氢化物储氢系统的研究方向进行总结与展望。 展开更多
关键词 船舶储氢 金属氢化物 储氢性能 反应器设计 热管理
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考虑通航安全的海上风电场选址多目标优化
4
作者 张进峰 熊茂林 +3 位作者 吴小红 李清 孙永强 杨涛宁 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第4期66-72,共7页
在考虑海上风电场建设对周围水域船舶通航安全影响的基础上,针对海上风电场选址涉及的风能密度和建设成本2个冲突的目标,从自然环境和交通环境两个方面对通航风险进行客观评估,并将通航风险作为约束条件,构建了海上风电场选址的多目标... 在考虑海上风电场建设对周围水域船舶通航安全影响的基础上,针对海上风电场选址涉及的风能密度和建设成本2个冲突的目标,从自然环境和交通环境两个方面对通航风险进行客观评估,并将通航风险作为约束条件,构建了海上风电场选址的多目标优化模型。运用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型进行求解,利用逼近理想解排序算法(TOPSIS)从Pareto最优解集中选取折中解。以海南岛西海岸离岸50 km内的海域为例,验证所构建的多目标选址模型的可行性与有效性,为海上风电场科学选址提供决策支持。 展开更多
关键词 海上风电场选址 多目标优化 船舶通航安全 风险评估
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新一代航运系统的未来船舶技术展望
5
作者 严新平 刘佳仑 +1 位作者 胡欣珏 范爱龙 《船海工程》 北大核心 2024年第5期1-4,共4页
未来船舶技术对于新一代航运系统至关重要。为推动国际海事组织IMO所提出的航运智能化与绿色化进程,展望未来船舶技术发展方向。探讨未来船舶跨域协同架构关键技术,提出未来船舶发展的首要任务。明确以“船-岸-云”技术架构及“岸基驾... 未来船舶技术对于新一代航运系统至关重要。为推动国际海事组织IMO所提出的航运智能化与绿色化进程,展望未来船舶技术发展方向。探讨未来船舶跨域协同架构关键技术,提出未来船舶发展的首要任务。明确以“船-岸-云”技术架构及“岸基驾控为主、船端值守为辅”运行模式为核心的未来船舶发展目标。强调我国应加快相关领域关键技术攻关,构建船舶岸基驾控系统,促进多领域合作,持续向造船强国和航运强国的发展目标迈进。 展开更多
关键词 新一代航运系统 未来船舶 “船-岸-云”架构 船舶智能化 船舶绿色化
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长江南京以下深水航道二期工程施工区域通航与生产安全信息平台设计 被引量:2
6
作者 刘磊 雷进宇 +2 位作者 初秀民 应瀚海 钟诚 《水运工程》 北大核心 2017年第6期9-15,共7页
针对长江南京以下12.5 m深水航道二期工程面临的作业环境复杂、船舶交通流量密度大的情形,设计并开发出专用于保证通航与生产安全的信息平台。该平台是基于B/S模式的Web网站服务系统,利用功能部件结构进行系统设计,采用海量数据组织与... 针对长江南京以下12.5 m深水航道二期工程面临的作业环境复杂、船舶交通流量密度大的情形,设计并开发出专用于保证通航与生产安全的信息平台。该平台是基于B/S模式的Web网站服务系统,利用功能部件结构进行系统设计,采用海量数据组织与管理技术,最终实现施工期通航与生产一体化安全信息的所有检查记录、安全应急保障、通航环境监测以及视频监控等功能,并能够及时更新各种信息。该系统在实际应用中达到预期效果。 展开更多
关键词 信息平台 安全保障 环境监测 视频监控
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2021年世界交通运输大会水运学部会议 LNG罐柜在船上装载位置的安全性研究
7
作者 赵裕 吕植勇 +3 位作者 刘俊雯 昌雪玲 沈继超 陶玮凡 《上海海事大学学报》 北大核心 2021年第3期36-40,共5页
为进一步提高液化天然气(liquefied natural gas,LNG)罐柜内河运输的安全性,研究LNG罐柜在船上装载位置的合理性。根据爆炸产生的火球模型和热辐射模型,考虑人员受到不同程度伤害的概率,建立LNG罐柜爆炸危害的系统动力学模型。利用系统... 为进一步提高液化天然气(liquefied natural gas,LNG)罐柜内河运输的安全性,研究LNG罐柜在船上装载位置的合理性。根据爆炸产生的火球模型和热辐射模型,考虑人员受到不同程度伤害的概率,建立LNG罐柜爆炸危害的系统动力学模型。利用系统动力学仿真软件Vensim_PLE模拟2个罐柜爆炸,得出结论:爆炸中心的热辐射强度最高,但在距爆炸中心一定距离处人员受到伤害的概率最大。为保证人员安全,船舶罐柜装载区与人员活动区应保持足够的安全距离。 展开更多
关键词 安全管理工程 安全距离 系统动力学 LNG罐柜
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基于响应面法-遗传算法的船舶推进轴系多目标优化设计
8
作者 张聪 疏炳南 +1 位作者 张江涛 金勇 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第4期466-475,I0001,共11页
为降低船舶在航行过程中传动设备的功率损失,提高推进轴系的传递效率,并改善轴系振动性能,基于响应面模型与遗传算法(GA)对某船舶轴系实验台进行了多目标优化设计.采用星点设计(CCD)方法,在优化设计空间中选取合理实验点,拟合构建最小... 为降低船舶在航行过程中传动设备的功率损失,提高推进轴系的传递效率,并改善轴系振动性能,基于响应面模型与遗传算法(GA)对某船舶轴系实验台进行了多目标优化设计.采用星点设计(CCD)方法,在优化设计空间中选取合理实验点,拟合构建最小总功耗和振动响应幅值的响应面模型.基于GA,利用MATLAB软件求解响应面模型回归函数的Pareto最优解.对比分析各组优化结果,获得最佳优化设计方案,研究结果表明采用这种联合方法后,轴系功耗损失降低了约7.10%,轴系振动幅值降低了2.30%,能有效提高轴系传递效率和抑制推进轴系振动问题,从而验证了船舶推进轴系多目标优化方法的正确性和可行性. 展开更多
关键词 推进轴系 传递效率 响应面法 遗传算法
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24脉波移相整流变压器技术研究综述 被引量:7
9
作者 孙玉伟 潘天雄 +3 位作者 严新平 袁成清 汤旭晶 潘鹏程 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2019年第3期438-442,共5页
在解决大功率电力系统整流谐波问题方面,多脉波整流技术因其谐波抑制率高、设备成本低和运行可靠性高而具有显著优势.然而,随着电力系统的谐波控制标准不断提升,特别是在解决城市轨道交通直流牵引供电系统谐波方面,传统的12脉波整流器... 在解决大功率电力系统整流谐波问题方面,多脉波整流技术因其谐波抑制率高、设备成本低和运行可靠性高而具有显著优势.然而,随着电力系统的谐波控制标准不断提升,特别是在解决城市轨道交通直流牵引供电系统谐波方面,传统的12脉波整流器难以有效解决输出高品质稳定直流电的问题.在介绍24脉波整流技术的原理及分类的基础上,分别就基于隔离型、自耦型、直线式和圆形变压器的24脉波整流器移相变换原理、拓扑结构及性能特点进行了对比分析,探讨了柱式、直线式和圆形移相变压整流器在铁磁结构、绕组布设和匝数计算等方面的差异. 展开更多
关键词 24脉波整流器 谐波 自耦变压器 圆形变压器 直线式变压器
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船舶操纵仿真的狭长通航隧洞航行安全研究 被引量:8
10
作者 邓健 廖芳达 +2 位作者 谢澄 关宏旭 严庆新 《中国航海》 CSCD 北大核心 2021年第4期7-12,共6页
通航隧洞作为一类新型的过船设施,具有通航宽度窄、水深浅、能见度不良和环境封闭等特点,船舶在隧洞内航行时船舶操纵难度大、船员心理压力高,船舶在通航隧洞内航行驾驶研究方面在我国还几乎处于空白。以拟建的乌江思林二线通航隧洞工... 通航隧洞作为一类新型的过船设施,具有通航宽度窄、水深浅、能见度不良和环境封闭等特点,船舶在隧洞内航行时船舶操纵难度大、船员心理压力高,船舶在通航隧洞内航行驾驶研究方面在我国还几乎处于空白。以拟建的乌江思林二线通航隧洞工程作为对象,采用航海模拟器构建隧洞通航环境模型、代表船型模型,通过开展隧洞操纵仿真试验、制动冲程操纵试验和小舵角操纵试验等3种试验,分析船舶在通航隧洞内不同阶段的航行特点与风险,提出适用于狭长隧洞通航船舶的航行方案,为隧洞内航行安全保障措施的制定提供有力支撑。 展开更多
关键词 狭长通航隧洞 航行安全 船舶操纵仿真
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太阳能船舶技术应用现状及展望 被引量:21
11
作者 严新平 孙玉伟 袁成清 《船海工程》 北大核心 2016年第1期50-54,60,共6页
以太阳能船舶为对象,分析船基太阳能光伏系统的应用模式,介绍不同类型太阳船舶的技术发展现状,针对不同适用对象对其应用趋势进行展望。
关键词 船舶 太阳能 光伏 离网 并网
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综合电力系统船舶能量管理技术 被引量:10
12
作者 唐道贵 严新平 袁裕鹏 《中国航海》 CSCD 北大核心 2017年第4期56-60,共5页
与采用单一能源动力结构的船舶相比,采用太阳能、风能等清洁能源的混合动力船舶的电力系统的复杂性增强,能量管理技术是保证其稳定、可靠、高效工作的关键技术之一。在研究综合电力系统的基础上,介绍当前国内外船舶能量管理系统及能量... 与采用单一能源动力结构的船舶相比,采用太阳能、风能等清洁能源的混合动力船舶的电力系统的复杂性增强,能量管理技术是保证其稳定、可靠、高效工作的关键技术之一。在研究综合电力系统的基础上,介绍当前国内外船舶能量管理系统及能量管理策略的研究现状,系统总结基于规则、优化和智能控制算法的能量管理策略。在此基础上,对船舶能量管理系统的发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 综合电力系统 混合动力 能量管理系统 能量管理策略
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虚实融合的船舶智能航行测试技术 被引量:7
13
作者 杨帆 刘佳仑 +1 位作者 于淳 孙旭 《中国航海》 CSCD 北大核心 2022年第3期113-122,共10页
随着船舶智能化、自主化研发进程的加快,对船舶智能航行测试技术的需求日益迫切。面向船舶智能航行测试需求,总结智能网联汽车虚拟测试技术与方法的研究现状与实践经验,分析传统船舶测试技术与方法存在的优势与问题。在此基础上,解析船... 随着船舶智能化、自主化研发进程的加快,对船舶智能航行测试技术的需求日益迫切。面向船舶智能航行测试需求,总结智能网联汽车虚拟测试技术与方法的研究现状与实践经验,分析传统船舶测试技术与方法存在的优势与问题。在此基础上,解析船舶智能航行测试的对象、内容、挑战与应对手段,提出虚实融合的测试方法,并结合需重点解决的三个方面的科学问题,分析虚实融合的船舶智能航行测试关键技术与应用。 展开更多
关键词 船舶 智能航行 虚实融合 测试
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基于多波束仰扫的内河船舶吃水检测技术 被引量:10
14
作者 陈德山 朱剑华 +1 位作者 李吉祥 陈先桥 《水运工程》 北大核心 2016年第1期152-157,共6页
为防止内河船舶超吃水航行,需对船舶吃水主动进行实时动态检测,提出一种基于多波束声纳测深系统的内河船舶吃水检测系统。以声纳测距技术为基础,设计内河船舶吃水检测系统方案,完成检测系统软件架构设计与多波束声纳测深系统通信协议,... 为防止内河船舶超吃水航行,需对船舶吃水主动进行实时动态检测,提出一种基于多波束声纳测深系统的内河船舶吃水检测系统。以声纳测距技术为基础,设计内河船舶吃水检测系统方案,完成检测系统软件架构设计与多波束声纳测深系统通信协议,采用多波束声纳测深数据滤波去噪算法滤除异常数据,系统实现了船舶吃水轮廓的清晰准确成像,并能数字化、实时显示船舶吃水深度,对于内河船舶吃水监管控制有一定可行性。 展开更多
关键词 多波束 船舶吃水 动态检测 滤波去噪
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运河船舶岸基能源推进技术的系统构建 被引量:6
15
作者 严新平 万江龙 +1 位作者 袁裕鹏 尹奇志 《船海工程》 北大核心 2015年第3期159-163,168,共6页
为了降低运河船舶污染物的排放并减少其对非可再生资源依赖,构建基于岸基能源的运河船舶推进系统配置形式,提出采用接触网、动力电池,以及无线供电3种方式为船舶供电需要解决的关键技术。排放性和经济性两方面对比分析表明,采用基于岸... 为了降低运河船舶污染物的排放并减少其对非可再生资源依赖,构建基于岸基能源的运河船舶推进系统配置形式,提出采用接触网、动力电池,以及无线供电3种方式为船舶供电需要解决的关键技术。排放性和经济性两方面对比分析表明,采用基于岸基能源的船舶推进技术可以达到很好的节能减排效果。同时,该技术适用于运河、湖泊等水文特征相对稳定的内河流域。 展开更多
关键词 岸基能源 运河船舶 接触网 动力电池 无线供电
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虚拟现实技术在“机舱资源管理”教学实践中的应用 被引量:6
16
作者 商蕾 程惠芳 孙俊 《船海工程》 北大核心 2016年第6期144-146,共3页
考虑到船舶产业的快速发展,海员的培训要求越来越严苛,针对海员对技能培训的需求,推出将虚拟现实技术应用于"机舱资源管理"课程的教学模式,分析该教学模式的可行性并介绍其模型的建立,旨在为学员建立一个与真实教学环境无差别... 考虑到船舶产业的快速发展,海员的培训要求越来越严苛,针对海员对技能培训的需求,推出将虚拟现实技术应用于"机舱资源管理"课程的教学模式,分析该教学模式的可行性并介绍其模型的建立,旨在为学员建立一个与真实教学环境无差别的"机舱资源管理"虚拟教学实验平台。 展开更多
关键词 机舱资源管理 虚拟现实技术 虚拟教学实验平台
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基于单波束仰扫回波信号强度处理的船舶吃水检测技术 被引量:5
17
作者 李吉祥 周新聪 +2 位作者 初秀民 陈德山 陈先桥 《船海工程》 北大核心 2017年第6期12-16,22,共6页
针对内河船舶超吃水引发的船舶安全问题,提出单波束声呐在水下仰扫,对目标船舶回波信号的强度值进行处理并滤除干扰误差,测量内河船舶动态吃水值的检测方法。采用自适应阈值法甄别仰扫单波束声呐发射到船底的回波信号,利用中值滤波滤除... 针对内河船舶超吃水引发的船舶安全问题,提出单波束声呐在水下仰扫,对目标船舶回波信号的强度值进行处理并滤除干扰误差,测量内河船舶动态吃水值的检测方法。采用自适应阈值法甄别仰扫单波束声呐发射到船底的回波信号,利用中值滤波滤除回波信号异常数据得到单波束声呐到目标船舶底部的距离,用测深传感器测得的水深值减去此距离得到船舶的实时吃水值。对不同吃水值的模拟船舶进行吃水测量实验,结果表明:该系统能够较为准确测量船舶吃水值。 展开更多
关键词 船舶安全 船舶吃水 单波束 回波强度 自适应阈值法 中值滤波
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基于TOPSIS和贝叶斯网络的液体化工码头设备安全风险评价模型研究 被引量:3
18
作者 邓健 杨港 +2 位作者 孙浩 胡玉昌 廖芳达 《中国航海》 CSCD 北大核心 2023年第1期73-79,87,共8页
液体化工码头设备安全对码头作业安全至关重要,为有效评估化工码头设备安全风险,提出了一种基于逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS)和贝叶斯网络的安全风险评估方法。运用TO... 液体化工码头设备安全对码头作业安全至关重要,为有效评估化工码头设备安全风险,提出了一种基于逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS)和贝叶斯网络的安全风险评估方法。运用TOPSIS方法从24个指标中筛选出16个重要指标,构建了液体化工码头设备安全风险指标体系,基于贝叶斯网络方法建立设备安全风险评价拓扑结构,通过马尔科夫链蒙特卡洛算法完成贝叶斯网络节点概率推理过程,得到基于贝叶斯网络方法的液体化工码头设备安全风险评价模型。最后以长江干线某化工码头为研究对象开展风险评价,结果表明该码头设备整体风险等级为较低,4个设备子系统的风险概率从高到低的次序为管道设备、储存设备、机械设备和安全防护设备,管道设备风险等级相对较高,码头应针对管道设备做好风险管控措施。 展开更多
关键词 液体化工码头 设备安全 风险评价 TOPSIS 贝叶斯网络
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船舶混合动力系统容量配置研究综述
19
作者 张洪伟 袁裕鹏 胡磊 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第8期1-7,共7页
随着世界各国对船舶排放污染问题越来越重视,混合动力船舶开始发展推广并逐步应用,其可有效降低燃料消耗,减少污染气体排放。现有的混合动力船舶研究大多集中在船舶能量管理方面,混合动力系统容量配置优化同样是提高混合动力船舶节能减... 随着世界各国对船舶排放污染问题越来越重视,混合动力船舶开始发展推广并逐步应用,其可有效降低燃料消耗,减少污染气体排放。现有的混合动力船舶研究大多集中在船舶能量管理方面,混合动力系统容量配置优化同样是提高混合动力船舶节能减排性能的重要研究方向。本文首先归纳船舶混合动力系统的建模方法和结构配置类型;然后综述了容量配置研究进展及其研究方法,总结与分析了相关研究方法的优缺点;最后为进一步提高混合动力系统节能减排性能,以应对存在的问题与挑战,从动力系统结构改善、工况识别、工况预测、动力系统谱系化4个方面对未来船舶混合动力系统容量配置研究进行了展望。 展开更多
关键词 混合动力船舶 容量配置 动力系统谱系化
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内河危化品运输从业人员安全行为能力影响机理 被引量:1
20
作者 刘清 杨锬 +3 位作者 杨柳 陈俊华 万志远 涂延芳 《中国航海》 CSCD 北大核心 2021年第3期7-12,19,共7页
为预防危化品水上交通事故的发生,探究内河危化品水路运输从业人员安全行为能力的影响机理,分析危化品从业人员安全行为能力的人为影响因素,并在相关研究及理论层面的基础上提出基本假设。向长江干线危化品运输船员、危化品装卸作业人... 为预防危化品水上交通事故的发生,探究内河危化品水路运输从业人员安全行为能力的影响机理,分析危化品从业人员安全行为能力的人为影响因素,并在相关研究及理论层面的基础上提出基本假设。向长江干线危化品运输船员、危化品装卸作业人员和危化品装卸作业基层管理人员发放调查问卷,利用SPSS25.0软件处理问卷数据,把题项分为安全知识、安全行为、工作满意度和心理素质等4个维度。运用结构方程模型(Structural Equation Model,SEM)构建安全行为模型,并结合问卷数据验证假设。结果表明:安全知识和工作满意度对安全行为产生积极作用;心理素质对工作满意度产生积极作用;工作满意度在心理素质与安全行为之间起到中介作用。 展开更多
关键词 危化品 内河水路运输 从业人员 安全行为 结构方程模型
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