我国安全科学与工程学科“十四五”发展战略研究摘要：在安全科学与工程学科发展现状与发展布局的 基础上，根据学科发展规律与发展态势，结合学科发展的自 身特点和未来五年我国经济社会发展的需求，提出了“十四 五”期间安全科学与工程学科向公共安全“大安全格局”发 展的目标，梳理出7项应加强的优势方向、7项需培育的发 展方向、5项应促进的前沿方向、6项鼓励交叉的研究方向, 并凝练出5项“十四五”优先发展领域和4项“中长期”（2035） 优先发展领域具体给出了安全科学与工程学科交叉发展与 国际合作前沿的具体方向安全科学与工程学科（以下简称〃安全学科〃）是研究人 类生产及生活过程中事故、灾难的发展机理和规律及其预防 与应对的科学体系研究对象为工业生产、自然环境、社会 生活等领域的各种事故、灾难研究内容主要包括事故、灾 难的孕育、发生、发展的机理和规律，预防、控制、应急等 技术原理和方法，后果及其影响分析、防控方法优化等安 全学科综合性强，应用领域广（矿业、冶金、化工等），和 其他相关学科间存在明显的相互交叉、相互支撑和促进特（4）建设国际一流的研究基地，科研条件显著改善 充分发挥国家重点实验室、高校和研究院所在基础研究方面 的优势，加强研究平台建设，建立8-10个具有国际影响力 水平的安全科学与工程研究基地，开展国际交流与合作。
另 外，我国目前安全科学的研究已走向跨部门、跨专业、跨地 区的联合模式，加强科技资源的整合，提高安全科学领域组 织重大科技活动的能力在安全学科发展现状与发展布局的基础上，根据安全学 科发展规律与发展态势，结合安全学科发展的自身特点和未 来五年我国经济社会发展的需求，提出了〃十四五〃期间安全 学科发展目标根据矿业与冶金学部中安全学科的发展特 点，在矿山瓦斯、煤岩动力灾害、矿井火灾与水害、监测预 警，地铁火灾与化学品安全防控方面提炼了7项优势方向； 根据我国安全学科发展不足，提炼出地下空间智能通风与灾 害精准预警理论与技术等7项薄弱方向；根据我国安全学科 发展趋势和社会经济需求，提炼出多灾种耦合孕灾演化机制 及智能防控理论等5项前沿方向；根据我国安全学科发展需 求，提炼出地下空间重大事故防控理论与技术等6项交叉方 向（图4〜图7） oQ煤矿瓦斯灾害预防理论与方法宣煤岩动力灾害演化机制与防控安全学科应加强的7项优势方向安全学科应加强的7项优势方向■矿井火灾高效防治理论，矿井水灾防治基础理论与技术,生产安全监测与预警G地铁火灾致灾特性及防控机制QI典型危险化学品反应安全机理与防控机制图4 〃十四五〃期间我国安全学科应加强的优势方向Q地下空间智能通风与灾害精准预警0矿山热害防治理论与热能利用方法安全学科应扶持的7项薄弱方向•职业危害与健康防护理论与方法• 跨区域大尺度火灾动力学理论与防控原理• 超高城市建筑火灾应急控制|城市重要基础设施风险评估与安全防护Q危化品动态储运风险防控理论与方法多灾种耦合孕灾演化机制及智能防控理论安全学科 应促进的5 项前沿方向0遇险人员生命安全保障基础及灾害医学■高风险环境人机交互耦合风险评估与超前预警<|基于脑科学的人员风险行为感知与预警受限空间新能源动力的燃爆特性及有效控制理论图6 〃十四五〃期间我国安全学科应促进的前沿方向地下空间重大事故防控理论与技术安全学科鼓励的6项交叉方向重大灾害大尺度仿真与应急理论• 深部资源流态化安全转化与智能防控理论•职业健康筛查与个体防护城市多源信息融合安全评价与韧性构建方法QI全方位、立体化公共安全网建设理论与方法根据未来5〜15年我国经济社会发展需求层次和科技发 展水平，从上述发展方向中，凝练出5项〃十四五〃优先发展 领域和4项〃中长期〃（2035）优先发展领域，如图8、图9所“十四五”优先发展领域“十四五”优先发展领域多灾种耦合孕灾演化机制及智能防控理论职业危害与健康防护理论与方法地下空间重大事故防控理论与技术危化品动态储运风险防控理论与方法城市重要基础设施风险评估与安全防护理论图8 〃十四五〃优先发展领域遇险人员生命安全保障基础及灾害医学重大灾害大尺度仿真与应急理论全方位、立体化公共安全网建设理论与方法智慧城市安全运行与防护理论图9 〃中长期〃优先发展领域三、安全学科交叉发展与国际合作前沿3.1 地下空间重大事故防控理论与技术随着世界经济的持续发展，地下工程（城市地下空间开 发与利用、矿山资源深部开采）已成为未来世界工程建设的 重点和发展趋势。
在这些地下空间工程建设中，由于建设规 模大、地质条件复杂，岩爆、突水、地表沉陷、冲击地压、 热动力灾害（火灾与爆炸）等灾害事故频发，造成重大人员 伤亡和经济损失地下工程重大灾害孕育演化规律与成灾机 制、监测预警技术、关键控制理论与技术等已成为地下工程 面临的关键科学与技术难题通过多学科交叉与融合探究地 下工程重大事故防控理论与技术，对于推动我国乃至世界地 下空间风险评估、灾害预测预报、安全防控的新理论、新方 法、新技术的创新与突破具有重要战略意义由于地下工程中的复杂地质特征，地下工程中的重大事 故灾害防控理论与技术是世界各国必须共同面对的重大问 题发达国家高度重视并不断加强地下工程重大事故灾害风 险防控科技创新能力建设，主要表现在：负责地质条件下事 故灾害风险识别评估与预警理论模型持续发展，地下工程建 设与生产智能化能力不断提高；事故灾害全过程信息感知技 术不断完善，高精度、多维动态数据获取能力持续提升；重 大事故灾害防控技术装备不断发展目前，我国在地下工程 建设和安全保障技术方面位居世界前列，当前我国在地下工 程建设与生产中重大事故的防治与应急管理、风险评估、预 测预报等安全科技得到了快速发展，应急处置能力不断提 升。
在地下空间风险评估方面：与发达国家相比，我国尚需 在多灾种致灾理论、多技术协同防灾及其影响机制等方面开 展系统、深入的研究目前，国内外学者对于事故、灾难的 研究大都局限于单个灾种，对多灾种共同作用导致的事故、 灾难的发生机理、发展规律及其预测预报、风险评估理论等 方面的研究甚少，尚缺乏系统的知识结构和完整的理论体 系；单个灾种的信息数据库及其背景数据库比较完善，但多 个数据库数据共享、信息融合，特别是大数据挖掘分析等方 面的研究开展较少，尚缺乏数据共享机制及信息融合与分析 方法等此外，多参数耦合作用下事故、灾难的致灾机理和 发展规律等方面的研究亦需得到重视我国社会经济发展面 临的安全问题不但涉及面广、影响因素复杂，且仍会有新问 题不断出现，这就要求该学科必须面向我国社会经济发展的 主战场，进一步加强学科建设，培养更多亟需的高层次人才; 持续锐意创新，深化认识各类事故、灾难的致灾机理和发展 规律，完善相关理论和模型，特别是重视新问题、新情况的 研究在城市地下空间开发利用方面：我国城市地下空间开发 系统性仍旧不足，且目前主要集中于浅表层地下空间，对于 地下空间的竖向分层规划尚无明确思路，导致整体空间利用 效率低，严重影响城市未来地下空间开发潜力。
目前，上海、 北京，提出了开发利用深层地下空间的需求，城市深地空间 利用面临复杂地质条件带来的各类安全和污染难题，因此开 展城市深地空间利用安全关键技术研究是我国大城市立体 空间综合利用的关键，具有很重要战略价值地下空间重大事故防控理论与技术的主要目标是阐明 城市地下工程建设与矿山深部资源开采的重大事故灾害耦 合成灾机制，推进复杂地质条件下灾情隐患超前识别、灾中 快速准确预测预警和高效应急处置技术发展，建立城市燃气 管道等地下重大基础设施安全防控平台，形成深部资源开采 的复合动力灾害、热动力灾害的防控体系培养一批高素质 地下空间重大事故防控研究队伍，建设一定数量的地下空间 重大事故防控理论与技术研发平台主要包括以下5个主体 方向1）地下有限空间次生一衍生与多灾种耦合致灾机理 和动力学演化；（2）多灾害（火灾、水灾、地震等）作用下，深层地 下空间的结构安全与人员逃生；（3）地下空间的智能化预防监控、灾害预警、快速反 应、应急决策与快速救援关键理论；（4）城市地下空间基础设施（城市燃气管道等）风险 评估、安全运行与安全保障理论；（5）城市深地空间生命线安全保障技术3.2 事故灾害大尺度模拟与仿真理论安全事故的模拟与仿真可以解决复杂大系统问题及安 全隐患。
在安全专业涉及模拟与仿真的领域主要有火灾模 拟、爆炸模拟、泄漏模拟、扩散模拟及设计模拟安全模拟 与仿真学科发展前景广阔，尤其伴随着数字率生，在未来的 感知研究、人机交互界面、高效软件和算法、廉价模拟仿真 硬件系统以及智能虚拟人一机一环境都有广阔的发展前景重大灾害大尺度仿真与应急理论研究通过计算机、多媒 体GIS等技术对各类重大灾害发生过程、演化机制、影响因 素和危害程度以及应急控制措施进行分析和评估重大灾害 大尺度仿真与应急理论研究有利于对重大灾害的监测监控、 制定减灾战略、优化救灾和重建资源的分配，科学决策抗灾 救灾，对保护人民群众的生命和财产安全具有重要意义主 要包括以下6个主要研究方向1）灾害链的时空尺度演化与量化表征2）工业生产系统点、线、面灾害事故情景构建方法3）重大灾害演化、基础设施风险评估与安全保障理 论4）城市/城市群关联基础设施系统的相互关联关系、 级联失效机理和大尺度仿真技术5）多灾种综合风险评估框架及灾情风险评估指标体 系6）多灾种动态演化的灾害仿真方法及平台3.3 重大安全事故综合应急响应理论与处置方法随着经济发展和人类活动增加，重大事故风险加剧，灾 害损失呈现上升趋势。
国内外实例表明，快速、高效的应急 响应体系和科学的应急处置技术是降低人员伤亡和财产损 失的有效途径随着我国社会、经济、文化、政治的不断发 展，防灾减灾越来越成为民生改善、社会和谐的重要保障 在全球变化背景下，重大事故风险加剧，开展应急响应体系 及处置技术是减少事故损失的关键，是构建国家公共发展战 略需要国外对重大事故应急响应已有显著成果美国、澳 大利亚、日本等建立不同等级的应急响应联动体系，应急资 源信息系统，快速、高效的应急响应系统为应急救援与现场 处置、应急资源调配提供了技术支撑重大事故应急响应研究的关键科学问题是重大事故应 急救援动态响应体系、多层次应急资源统筹优化配置、重大 事故应急响应辅助决策等关键科学；应急管理理论与快速响 应机制；重大灾害事故跨部门、跨区域综合协同联动应急与 疏散保障基础理论；重大事故应急保障能力评价理论与方 法；信息化和智能化预防监控、快速反应和应急决策方法等 其主要研究内容如下1）重大事故应急救援动态响应理论与方法：重大事 故应急规划与预案设计方法；重大事故优化处理逻辑方法； 重大事故跨部门、跨区域应急协同联动机制；重大事故急救 援数据库及信息动态管理系统。
2）多层次应急资源统筹优化配置理论与方法：多灾 种耦合应急资源需求预测；多层次应急资源统筹优化配置理 论、模式和智能优化算法3）重大事故应急响应辅助决策系统：重大事故应急 响应动态信息采集技术；重大事故应急响应势态评估理论与 方法；不完全信息下重大事故应急资源动态调度理论与方 法；重大事故应急保障能力评价理论与方法征，涵盖了公共安全、矿业安全、工业安全、火灾安全、爆 炸安全、建筑安全、石油安全、化工安全、交通安全、航空 安全、城市安全、安全技术等领域，包含了矿山灾害动力学 理论与防控方法、职业危害机制、个体防护与灾害医学、工 业爆炸与防治、风险评估与灾害模拟、安全监测预警、灾害 综合应急、城市公共安全、地下空间安全、隧道火灾与爆炸 等多科学与工程方向。