复合型工艺风险评估模型的研究及其现场应用

充分考虑石化装置的复杂工艺特点,建立了基于贝叶斯网络的危险与可操作性研究(HAZOP)、保护层分析(LOPA)、领结分析(Bow-Tie分析)于一体的复合型工艺风险评估模型.首先编制系统故障树,将其映射成对应贝叶斯网络,利用Ge NIe软件实现贝叶斯双向推理进行故障预测和诊断,找出最容易导致事故的风险贝叶斯故障节点;然后运用HAZOP-LOPA集成分析研究该节点参数出现偏差的原因及后果,通过独立保护层失效概率评估风险等级;最后对剩余风险等级较高的事件进行Bow-Tie分析,辨识出使保护层持续有效的关键活动,进而控制后果严重的工艺安全事故.以辽河石化公司的延迟焦化装置为例对该风险评估模型进行了现场应用.     

基于贝叶斯网络的HAZOP-LOPA集成分析与应用

针对事件树、故障树等风险分析存在一定局限性的问题,提出了基于贝叶斯网络的HAZOP-LOPA集成风险评估新思路.编制系统故障树,利用GeNIe软件将其映射成贝叶斯网络,运用贝叶斯网络双向推理进行故障预测和诊断,快速识别系统薄弱环节并确定为风险贝叶斯故障节点,结合HAZOP与LOPA对其进行风险集成分析,提出相应的独立防护层,根据防护层失效概率并参照半定量风险矩阵确定剩余风险等级.该风险评估模型在辽河石化公司催化裂化装置的反应再生系统中进行应用,结果证实该模型在复杂工艺信息不确定条件下,能有效提高风险评估的针对性、客观性与准确性.     

基于T-S模糊故障树和贝叶斯网络的隧道坍塌易发性评价

坍塌是钻爆法隧道施工过程中常见的灾害事故之一.为了有效预防坍塌事故,为隧道施工安全风险分析和管理提供决策依据,将T-S模糊故障树和贝叶斯网络进行互补融合,提出了一种基于两者的钻爆法施工隧道坍塌可能性评价方法.根据T-S模糊故障树向贝叶斯网络转化的方法来确定贝叶斯网络模型和条件概率表;利用模糊数和模糊子集分别描述节点的故障状态和故障概率;运用贝叶斯网络双向推理算法进行计算.该方法可以利用根节点的故障概率模糊子集和施工中实际故障状态两种不同的正向推理方式计算隧道坍塌可能性,并且可以依据根节点的重要度分析结果排查故障,同时可以通过反向推理计算根节点的后验概率诊断故障.两个工程实例的应用结果表明,该方法能够科学、合理地评价隧道坍塌的可能性并确定关键致险因子,可作为隧道施工安全保障和管理的决策工具.     

基于动态贝叶斯网络的燃气管网燃爆风险分析

针对传统风险分析方法无法实现动态评估的局限性，提出了基于动态贝叶斯网络的燃气管网风险分析模型.基于管道失效原因与事故后果，构建了事故演变全过程网络结构，并运用马尔科夫理论将演变全过程与时间相关联，最终建立了动态贝叶斯风险分析模型.该模型基于贝叶斯理论进行泄漏、致灾模式及后果节点的概率计算，实现了对燃气管网事故的原因诊断及事故发展态势预测.以松原"7.4"燃气爆炸事故为例，应用本模型演示了燃气管网事故推演技术，结果表明:事故是由第三方施工破坏引发燃气泄漏，由于燃气在土壤中的扩散范围不断扩大，扩散范围内受限空间数量不断增加，人员活动情况也更加复杂，进而增大了燃气聚集与点火概率；结合事故现场条件，本模型对这起爆炸概率进行了推演，认为此次燃气爆炸概率将在泄漏60 min后达到42.3%，高于安全泄放概率；该结果与真实情况基本相符，进一步验证了模型的可行性与可靠性.      

基于故障树和贝叶斯网络的危化品罐式运输车道路运输系统的可靠性分析

为保障危化品罐式运输车道路运输系统的可靠性,提出一种基于故障树分析法和贝叶斯网络的系统可靠性研究方法.首先,根据道路运输系统故障树模型向贝叶斯网络转化的方法确定贝叶斯网络模型和条件概率表;其次,结合贝叶斯网络双向推理算法对危化品道路运输系统进行推理计算;最后,分析得出危化品罐式运输车道路运输系统的可靠度.研究发现:该方法可以根据根节点故障的先验概率正向推理系统失效的可能性,并且可以通过根节点的概率重要度分析结果排查故障,同时可以通过反向推理计算根节点的后验概率诊断故障.在结论中,提出了针对系统中关键风险事件的应对策略.     

基于贝叶斯网络的油田管道失效概率计算

针对事故树分析法不能对管道风险进行多态性分析,且无法实现双向推理问题,提出一种基于贝叶斯网络的油田管道失效概率计算方法.首先,建立油田管道失效风险事故树模型,利用事故树与贝叶斯网络的转换确定贝叶斯网络结构,完成管道失效风险贝叶斯网络模型结构的构建;其次,考虑到由专家知识经验及期望最大化算法确定的网络参数存在较大的估计误...     

劲性水泥土搅拌桩地下连续墙贝叶斯网络分析

分别分析了事件树、故障树和贝叶斯网络的优点和缺点,总结了三者联合应用的必要性,进而改善了贝叶斯网络的构造方法.方法是先将事件树的输出事件和序列事件分别作为故障树的顶事件和中间事件建造系统的故障树,再将故障树转化为系统的贝叶斯网络,然后利用贝叶斯网络的计算优势进行分析;建议贝叶斯网络中的任一非根节点事件出现失效时应按后验概率从大到小的次序对相应根节点事件进行控制.采用文中方法分析了SMW(soil-cement mixingwall)深基坑工程的基坑事故发生概率和造成事故的主要基本事件,证明了该方法的实用性.     

基于DBN的区域计算机联锁系统可靠性分析

区域计算机联锁设备是实现区域内行车安全、保证运输效率的核心设备,对其可靠性研究具有重要意义。结合目前存在的2种区域联锁制式,采用一种新的联锁方案,即在主控站和从控站(选择其中1站或多站)均设置联锁设备。综合考虑联锁系统的共因故障和可维修等因素,利用动态贝叶斯网络对其进行可靠性分析。首先,从系统故障■安全和危险输出的角度出发,建立区域两联锁单元和三联锁单元的动态故障树,并将其转换为相应的动态贝叶斯网络模型;然后利用动态贝叶斯网络的推理特性,对区域联锁系统进行可靠性分析;最后比较了该方法与基于静态贝叶斯网络和动态故障树分析法的结果。计算结果表明:主控站和其中之一的从控站均设置联锁设备是实现区域联锁的较佳方式;且基于动态贝叶斯网络的系统可靠性分析较上述两种方法在计算准确度和时间复杂度方面均有明显优势;并通过动态贝叶斯网络的诊断推理可知,共因故障是系统故障的主要原因,因此应重点防范以降低事故发生的概率。     

基于贝叶斯网络的物流无人机碰撞风险评估

为降低城市物流无人机（unmanned aerial vehicle,UAV）碰撞风险,识别关键风险因素,构建贝叶斯网络模型进行风险评估。在收集7个真实无人机碰撞事故案例和文献调研的基础上,提炼出15个主要风险因素,并通过问卷调查将风险集划分为低、中、高三个等级对风险发生概率数据进行收集与评估,随后运用解释结构模型（interpretative structural modeling,ISM）对风险因素进行层级划分构建贝叶斯网络模型。根据所构建的贝叶斯网络,将收集数据导入GeNIe,对贝叶斯网络模型进行参数学习,得到无人机碰撞风险不同等级的概率分布。最后对贝叶斯网络模型进行逆向推理、敏感性分析和影响强度分析,明确导致无人机发生碰撞事故的关键因素和敏感因素,依据分析结果提出风险防控建议。     

管道腐蚀泄漏火灾的贝叶斯网络推理模型研究

为了研究长输管道腐蚀泄漏及蒸气云爆炸事故的演化规律,通过对埋地管道内(外)壁腐蚀失效、燃气泄漏、气体云团扩散及蒸气云爆炸等4阶段事件进行分析,构建埋地管线腐蚀泄漏火灾的贝叶斯网络模型。研究网络结构中节点变量的取值范围及离散化方法,并基于对事故统计和专家分析判断,设定节点变量的先验概率,量化节点关联的条件概率分布。在对贝叶斯网络推理策略研究的基础上,考察节点变量对推理结果的敏感性,验证模型的合理性。结果表明,长输管道腐蚀泄漏及次生灾害事件过程具有较大的不确定性,主要体现在中间事件均具有多种状态,事故演化路径概率受模型输入条件影响较大。贝叶斯网络方法用于描述事故过程中间节点事件间的依赖关系有较大的优势,可以定量衡量事故风险的不确定性。     

生物质气化火灾爆炸事故复合型风险评价

为降低生物质气化火灾爆炸事故发生的概率,提出了一种将贝叶斯网络与bow-tie法相结合的风险评价方法.通过建立火灾爆炸事故的故障树并转化成贝叶斯网络,然后计算各基本事件的重要度,进而找出系统中导致事故发生的薄弱环节.采用bow-tie对薄弱环节进行分析,提出相应的预防措施与控制措施,并计算了薄弱环节采取控制措施后事故发生概率降低的幅度.该方法可精确找出导致事故发生的最主要原因及有效预防控制措施,达到有效降低生物质气化火灾爆炸事故发生概率的目的.     

基于BN-bow-tie的生物质气化中毒事故分析

通过将故障树转化为贝叶斯网络,计算生物质气化中毒事故发生的概率为1.202 98×10-4/d,利用贝叶斯网络双向推导与诊断的功能计算基本事件的后验概率及重要度,从而分析出系统中导致事故发生的薄弱环节.结合bow-tie法同时分析导致薄弱环节失效的因素及失效后可能会出现的后果,基于此得出防止薄弱环节失效的预防措施以及失效后采取的控制措施,进而降低事故发生的概率;对薄弱环节阀门泄漏采取措施后,可使得中毒事故发生概率降低20.92%,最终达到降低事故发生概率的目的.     

浅谈摆杆式捞车器在倾斜运输巷道中的安全应用

捞车器是矿井斜坡运输中谨防跑车的安全设施。介绍了捞车器的安装位置及工作原理,研究了捞车器的设计计算,对在斜坡轨道运输中的跑车事故中存在的问题进行了分析,并对防跑车装置进行了新的改进。     

自由飞行下基于事件树的碰撞风险评估模型

为了保障自由飞行下的飞行安全,需要评估自由飞行下飞机的碰撞风险。考虑到飞机碰撞事故的发生是飞机发生冲突事件、机载防撞系统告警失败事件和飞行员干预失败事件相互作用的结果,建立飞机发生碰撞的事件树模型。由于不同事件对碰撞影响的机理不同,采用不同方法进行分析和建模。首先,运用随机微分方程法分析通信导航监视性能对冲突概率的影响;其次,运用集对分析法分析机载防撞系统可靠性对碰撞风险的影响;最后,运用贝叶斯网络分析飞行员可靠性对碰撞风险的影响。给出算例验证了模型的可行性。     

城市快速路实时交通流运行安全主动风险评估

基于上海市快速路系统采集的线圈检测器数据和事故数据,应用贝叶斯网络(BN)模型对快速路实时交通流参数与事故风险进行建模分析,并利用可有效应对缺失数据的高斯混合模型和最大期望算法分别对BN模型输入和参数进行估计,进而主动评估快速路实时交通流运行安全风险,并对事故状态提前做出预警.分别对可能事故点前后2组检测器和4个时间段的8组交通流数据进行了建模,结果表明使用事故发生地点上下游各一个检测器在事故发生前5~10min内的交通流数据建立的BN模型效果最好,事故预测准确率为76.94%.最后不仅与朴素贝叶斯分类、K近邻、反向传播(BP)神经网络等经典事故风险估计算法进行了对比分析,还与现有的实时风险评估成果进行了对比,结果表明BN模型预测效果最好.     

ARAMIS体系在化工品罐区定量风险分析中的应用

以某化工品罐区为研究对象,引入欧盟ARAMIS体系对该罐区进行系统风险的定量分析。在确定分析对象的设备类型及可能形成的关键事件的基础上,运用bow-tie图计算得到关键事件的概率;利用风险矩阵对该罐区可能形成的火灾事故进行事故场景的选择;以ARAMIS体系中脆弱度分析模型为基础分析该罐区中受体的脆弱度,进而得到特定事故情景下的定量风险分析结果。结果表明,该体系在事故风险表征及风险扩展分析方面具有较好的独到性,能够为化工区风险评估及优化提供相关技术支持。