Fuzzy dynamic risk-based maintenance investment optimization for offshore process facilities

A methodology for maintenance planning is developed which helps in improving the reliability of the components and safety performance in process facilities. This methodology helps design an optimum safety maintenance investment plan by integrating the optimization techniques and a fuzzy dynamic risk-based method. Intuitionistic Fuzzy Analytic Hierarchy Process (IFAHP) is applied to deal with uncertain data. The proposed approach employs multi-experts’ knowledge which helps to optimize the maintenance investments. A separator system in an offshore process facility platform is selected as a case study to demonstrate the application of the proposed methodology. A practical example in the separator system is surveyed and potential failures and Basic Events (BEs) are identified. Finally, a risk-based maintenance plan is provided for future safety investment analysis. The results indicate that the developed methodology estimates the risk more accurately, which enhances the reliability of future process operations.     

铁路安全管理综合评价的一种新方法

针对铁路安全管理的现状 ,从实际应用角度出发 ,笔者提出了一种新的综合评价方法———动态集成综合分析评价法。该方法能把铁路安全管理定性与定量信息、历史事故信息与管理现状信息、安全管理措施与专家咨询意见有机地结合起来 ,构成一种动态目标评价体系 ,从而对铁路安全管理的多个方面进行综合评判 ,因此 ,能客观地反映了铁路安全管理的现状。     

An integrated method for safety pre-warning of complex system

In large-scale and complex industrial systems, unplanned outages and hazardous accidents cause huge economic losses, environmental contamination, and human injuries, due to component degradation, exogenous changes, and operational mistakes. In order to ensure safety and increase operational performance and reliability of complex system, this study proposes an integrated method for safety pre-warning to analyze the current safety state of each component and the whole system indicating hidden hazards and potential consequence, and furthermore predict future degradation trends in the long term.The work presented here describes the rationale and implementation of the integrated method incorporating HAZOP study, degradation process modeling, dynamic Bayesian network construction, condition monitoring, safety assessment and prognosis steps, taking advantage of the priori knowledge of the interactions and dependencies among components and the environment, the relationships between hazard causes and effects, and the use of historical failure data and online real-time data from condition monitoring.The application of the integrated safety pre-warning approach described here to the specific example of the gas turbine compressor system demonstrates how each phase of the presented method contributes to completion of the safety pre-warning system development in a systematic way.     

基于模糊熵和非对称贴近度的安全预警研究

针对道床漏泄严重导致道砟电阻和分路电阻发生变化、继而引起"红光带"与分路不良故障的问题,以ZPW-2000 A轨道电路为例,建立预警指标体系。采用模糊模式识别法对轨道电路状态进行预警。首先,计算各预警指标的隶属度函数和隶属度矩阵,利用模糊熵理论确定各预警指标的权重;其次,采用非对称贴近度原则对预警决策进行识别,以判决系统所属安全等级;最后,以长沙电务段新开铺站为例进行实例验证。结果表明,基于模糊非对称贴近度的轨道电路分路不良预警是可行的,其对轨道电路的安全等级划分更精细,故障预警更精确。     

安全工程技术领域数字孪生应用研究综述

为系统了解安全工程技术领域数字孪生应用现状并预测其发展趋势,综述国内外安全工程领域数字孪生应用进展,主要包括数字孪生在动态仿真、安全监控、故障诊断、运维控制、预测性维护等方面的应用,展望未来数字孪生在安全工程技术领域的研究方向.研究结果表明:数字孪生技术在机械工业、航天航空、石油化工、矿山、电气、船舶运输、建筑施工、城...     

基于集对分析-吸收马尔可夫链的铁路移动通信系统安全动态评估*

为了更有效地评估和防范铁路数字移动通信系统（GSM-R）的安全风险，针对未考虑系统不同时期系统风险状况不同、研究多局限于静态评估的不足，提出基于马尔可夫链的风险指数量化计算方法，构建基于集对分析-吸收马尔可夫链的铁路数字移动通信系统（GSM-R）风险评估模型。首先使用吸收马尔可夫链对通信系统风险进行定量计算，运用集对分析关联度的同一性、差异性和矛盾性动态分析通信系统安全风险的趋势，通过结合马尔可夫链计算下一阶段的关联度以获得通信系统最终安全风险评估结果，选取通信系统6个时间段数据进行分析，并进行验证。结果表明:本文评估方法能实现铁路数字移动通信系统（GSM-R）安全风险的全面动态评估，验证通信系统安全风险动态评估模型的科学性、有效性和可行性。     

消防安全评价体系初探

在消防安全检测的工作中发现,同时也受到安全评价工作的启发,笔者提出在国内推行消防安全评价,发展消防安全评价机构的思路并在理论上、实施手段上进行初探。为此,提出了建立消防安全评价体系,实施消防安全评价的方法———安全控制理论法。该方法是现代控制理论的应用性研究,其目的是对消防安全实现动态的量化的安全管理控制。笔者引入一些学者的研究成果———安全参数及计量标准,对消防系统安全状况进行综合评价;提出了与控制能力C相关的因素,并采用层次分析法(AHP)确定各自的权重;引入安全度的动态模型,其中安全度随系统的安全状况的变化而变化,体现的是系统的危险与控制的矛盾斗争结果。虽然该评价方法的理论、体系和实施研究取得了初步成果,但仍有待进一步完善。     

基于BP神经网络的非煤地下矿山安全评价模型

针对非煤地下矿山安全评价的复杂性和非线性特性,BP神经网络对非线性动态系统较强的适应性,提出并建立了一种基于BP神经网络的非煤地下矿山安全评价模型。为提高该模型的可靠性,结合非煤地下矿山生产工艺特点,提出了一套便于统计和赋值的安全评价指标体系;确定了BP神经网络结构和评价结果表征方法;为提高BP神经网络算法的收敛速度和稳定性,对标准BP算法进行有效改进;通过实例运算验证了该模型的可行性。基于BP神经网络的安全评价模型为评价非煤地下矿山安全管理现状及水平提供了可操作的方法,为矿山有关部门提供了科学安全管理的依据。     

安全阀失效模糊综合评价方法的研究

针对安全阀在实际使用过程中的失效涉及诸多因素影响的特点,运用模糊综合评价的数学模型,将安全阀失效的相关影响因素作为因素集,把可能产生故障的元件作为评价集,按照权重的大小对安全阀的故障进行综合评价,以提高维修人员对安全阀故障的判断能力和综合检修能力,达到设备稳定运行的目的。     

基于Isograph的地铁车载ATP系统动态故障树分析

针对传统的可靠性分析方法在具有动态特性的地铁车载ATP系统可靠性分析中的不足,提出动态故障树分析法。在引用可用度、平均失效时间和平均修复时间等可靠性指标的基础上,结合Isograph软件改进动态故障树分析法,建立基于Isograph的动态故障树分析模型,并通过对车载ATP系统的结构与功能分析以及历史故障数据的统计分析确定车载ATP系统的关键部件,使用 Isograph软件预计关键部件的可靠性参数,对地铁车载ATP系统的可靠性进行评估。结果表明:采用该方法求解的系统可靠性指标均满足系统需求,并且精确度较高,运用此方法能够对具有顺序相关、资源共享、可修复以及冷、热备份等特性的系统进行可靠性建模,达到快速以及准确分析动态特性系统可靠性的目的。     

基于突变理论的油库火灾爆炸分析与模糊动态评价

通过对目前油库常用评价方法的分析,这些方法存在的缺点主要是评价中参数值的选取、各评价指标权重的确定以及评价因素重要性的确定等问题,因易受到参评人员主观的影响,而导致评价难以获得客观结果。笔者提出了基于突变理论的模糊动态评价方法。介绍了突变理论的基本原理;建立油库火灾爆炸尖点突变模型,并对油库火灾爆炸现象进行突变分析;重点研究基于突变理论的油库模糊动态评价的基本思想和方法,通过对评价目标进行多层次分解,根据突变论归一公式进行量化递归运算,分别计算出不同时期油库安全总突变隶属函数值,从而实现对油库安全状态的模糊动态分析与评判。该方法的优点就在于各指标的重要性及其量化是根据突变论中归一公式本身的内在机理决定的,既避免了评价指标权重的确定问题,又减少了评价人员主观因素的影响。因而,评价结果客观、准确。示例表明,该方法是合理可行的。     

基于SPA-Markov的飞行安全态势评估与预测研究

为提高航空公司飞行安全风险控制和预测水平,利用QAR数据作为支撑,结合集 对分析和马尔科夫理论建立飞行安全态势评估模型。该模型以QAR超限事件为评估指标 ,采用集对分析中的联系度来描述安全风险等级;运用马尔科夫理论确定安全状态的转 移概率矩阵,以预测飞行安全动态变化趋势。最后以某公司A320机队6个月发生频率最 高的7类超限事件对模型进行验证。结果表明:该公司2月、6月和预测月份的安全状态 为一般风险,其他月份为低风险;总体安全状态也为一般风险,并有增加趋势。     

密切值法在化工园区安全评价中的应用

在对化工园区进行安全评价时,传统的区域风险评价方法的评价结果难以反映园区内化工企业的安全状况,为解决这一问题提出一种基于密切值法的化工园区安全评价模型。首先从企业内部固有风险、企业安全生产现状以及事故应急处置能力3个方面构建安全评价指标体系,通过现场调研得到各指标取值后利用密切值法求得各企业的密切值,根据密切值的大小确定各企业的安全状况以及不同企业安全水平高低。最后取各企业密切值的均值作为园区整体的密切值,进而得到园区整体安全水平。实例表明,该方法的评价结果不仅能反映园区整体安全水平,还可以表明园区内各企业安全状况,可为化工园区及企业安全管理提供依据。     

事故树定性分析法在实际运用中存在的问题

事故树分析法是一种应用广泛的系统安全分析方法,特别是其定性分析法在安全评价、事故调查分析中得到普遍运用。但是这种方法在实际运用中存在一些常见的问题,不易引起人们的重视。该文根据目前事故树分析法在实际运用中存在的一些突出问题,从定性分析,即最小割集和最小径集求取、结构重要度排序、事故树结果分析三个方面进行了探究,这些问题的存在说明了只有深刻的理解系统分析方法的内在涵义才能在实践中得到正确运用。文中在提出问题的同时给出了正确的运用步骤,力求使这种方法的运用更加规范、正确。     

北京市危险化学品企业安全生产风险评估分级研究

为对北京市危化品企业基本情况的全面掌握,开展了危险化学品企业安全生产风险评估分级研究,借鉴国外经验和国内有关科研成果,提出了固有风险和动态风险相结合的危化品安全生产风险评估方法。固有风险为企业的基本风险水平,主要由危险化学品物质量、工艺水平、安全监控和周边环境决定,为共性指标;动态风险,反映企业安全生产管理绩效的水平,主要包括安全基础管理和现场管理,为个性指标,不同企业类型,评估动态风险指标有差异。从大量数据中抽取了最能反应企业安全生产状态的指标因素,通过专家组打分法和层次分析法确定评价因素的权重,该评估方法具有较强的实用性和可操作性,是本质安全和安全绩效的创新结合,为企业安全生产评估分级提供了新思路。通过分级,按照"风险优先"原则,政府部门实行差别监管,降低安全监管成本,促进危险化学品安全生产工作向规范化、科学化转变。同时,研制了危化品企业安全生产风险分级系统,为建立北京市危化品企业风险分级数据库奠定了基础。     

城市轨道交通火灾事故风险评估及对策措施

运用故障树安全评价的方法和火灾风险评估中的定量分析方法,以人员安全为出发点,对轨道交通运营过程火灾事故风险进行评估。并对重庆市轻轨2号线临江门车站进行紧急情况下人员疏散计算,判断轻轨临江门车站发生火灾等紧急事故时,能否确保乘客的人身安全。结合轨道交通现状给出相应对策措施,降低事故发生的可能性,确保乘客生命安全和财产不受损失。     

基于故障树与灰色模糊理论的城市CNG加气站安全评价

城市CNG加气站安全状况好坏,直接影响到整个城市天然气汽车的安全运行,为此提出运用故障树分析法与灰色模糊理论对城市CNG加气站进行安全状况分析。通过对站内危险因素的分析,建立了加气站主要系统的故障树,得到引起加气站主要系统失效的70个基本事件,建立加气站安全评价指标体系,利用专家评分法对指标进行评分,利用层次分析法计算各指标层次相对权重。运用灰色关联分析法,计算参评数据序列与标准数据序列的关联系数矩阵,即得出模糊评判矩阵。再由模糊理论得出加气站安全等级,并给出相应的日常安全工作重点。用该方法对常州市CNG加气站进行安全评价,得出安全等级为Ⅱ级,这与加气站实际运行状况相符,说明用该方法对加气站进行安全评价是有效的、可靠的,能够为城市CNG加气站安全管理提供依据。     

Model selection and fault detection approach based on Bayes decision theory: Application to changes detection problem in a distillation column

The fault detection of industrial processes is very important for increasing the safety, reliability and availability of the different components involved in the production scheme. In this paper, a fault detection (FD) method is developed for nonlinear systems. The main contribution consists in the design of this FD scheme through a combination of the Bayes theorem and a neural adaptive black-box identification for such systems. The performance of the proposed fault detection system has been tested on a real plant as a distillation column. The simplicity of the developed neural model of normal condition operation, under all regimes (i.e. steady-state and unsteady state), used in this case is realised by means of a NARX (Nonlinear Auto-Regressive with eXogenous input) model and by an experimental design. To show the effectiveness of proposed fault detection method, it was tested on a realistic fault of a distillation plant of laboratory scale.     

中美安全科学发展“黄金十年”比较研究

回顾美国安全科学发展"黄金十年"(1965—1974)的历史进程和发展阶段;首次提出中国安全科学发展"黄金十年"(2000—2009)的概念;从安全科学的本质属性——综合属性出发,采用历史比较、综合和局部比较相结合的研究方法,从时间维、逻辑维以及元素维等三维视角上审视中美安全科学两个重要时期的发展状况。对中美安全科学发展"黄金十年"重大事件、安全科学基础理论发展、人才培养与安全教育、科研及其机构、安全监管与立法等5个方面进行了具体的比较分析;最后概述中美安全科学的发展趋势,展望中国安全科学的发展。通过比较分析中美两个特殊的安全科学发展阶段,认清中国安全科学发展现状,借鉴美国先进经验,结合中国国情,探索具有中国特色的安全科学发展道路,为中国安全科学的发展提供一定的参考。     

工业企业电气安全评价方法研究

针对现行电气安全评价方法存在的不足,提出了工业企业电气安全模糊综合评价方法.依据事故理论的综合论观点,建立了多层次电气安全评价因素体系;采用定性与定量相结合的层次分析法(AHP)确定评价因素的权重;采用隶属频率统计法确定单因素隶属度;最后应用多层次模糊综合评判模型合成评价结果,并使用安全等级特征量对模糊综合评价结果进行处理,得出工业企业电气系统的安全等级.结果表明,将模糊综合评价方法引入工业企业电气安全现状评价具有一定的现实意义,克服了现行评价方法不够全面或不够定量的缺点;安全等级模糊特征量是处理模糊综合评价结果更优化的方法;该评价方法紧密结合企业现状,可在一般工业企业的电气安全评价中广泛应用,其配套评价软件更为企业安全管理部门和安全评价机构提供了便捷的应用工具.