工程系统一体化安全风险模型研究

借鉴功能模拟原理,利用目标树-成功树-主逻辑图(GTST-MLD)框架,提出了一个一体化安全风险模型。该模型对关联于工程系统安全特性的目标、功能、结构、行为等因素予以综合,提供了从多层次研究解决安全问题的模型基础,克服了基于事件树/故障树模型的概率风险评估等传统方法而分别对系统结构、行为、事件进行研究的问题,支持实现在更高的系统功能层面上对系统安全性的分析研究。通过研究该模型在安全风险评估、事故因果关联分析、潜在交互作用鉴别中的应用,表明研究成果为解决复杂工程系统安全问题提供了新的分析手段。     

动态主逻辑图--一种改进的安全风险建模方法

用主逻辑图,可以比较直观地建立起复杂系统的安全风险模型,但是这种模型运用的是布尔代数理论,所以无法模拟具有动态行为的系统.动态主逻辑图就是在主逻辑图的基础上,运用模糊数学（逻辑）的理论,分析复杂系统中的动态行为.介绍了动态主逻辑图的8种基本形态,并以利用动态主逻辑图对系统进行全面诊断和描述系统的部分失效的行为为例,简要说明了动态主逻辑图的新特点.     

海底油气管道泄漏事故风险分析的贝叶斯动态模型

为研究海底油气管道泄漏事故风险的动态性,预防重大事故发生,针对传统风险分析方法的局限性,基于安全屏障和事件树分析,建立海底管道泄漏事件序列模型。根据事故先兆数据和贝叶斯理论,对安全屏障的失效概率进行实时动态更新。最后,由事件树的逻辑关系得出不同泄漏场景的发生概率。结果表明:用上述的基于事件序列模型和贝叶斯理论的方法,能够克服传统风险分析方法的不足,描述不同泄漏场景发生概率随时间变化的动态特征,实现对海底管道泄漏事故风险的动态分析。     

基于GTST-MLD的机场安检系统风险分析

机场安检系统是保障航空安全的重要环节,安检系统安全可靠地运行取决于多种因素.安检系统各组成部分安全风险的关联关系和各要素交互作用的信息可以被目标树-成功树(GTST)和主逻辑图(MLD)的建模方法完整地描述.论述了GTST-MLD模型的特点及其建模步骤,并且将它们运用到安检系统的风险分析上,解决了安检系统的安全风险模型建立的问题.     

基于MFM初始事件发生频率计算方法

为了解决传统故障树分析方法中,依赖参与人员经验导致评价结果相对主观的问题,利用多级流模型(MFM)模拟实际流程,改进化工过程定量风险评价(QRA)初始事件发生频率的计算方法。首先,应用MFM对化工过程建模,并根据MFMSuite软件推理出的故障逻辑原因树建立故障树,按照事件发生的逻辑顺序找出故障原因;然后,计算顶上事件的发生频率,即为该过程初始事件的发生频率;最后,以氰化氢生产流程中粗产品的冷却过程作为应用实例。研究表明:针对热交换工艺过程,MFM计算方法运用原因树推演故障树,与传统方法相比,结果更为客观。     

基于感知机的故障树最小割集算法

在人工神经元网络原理的基础上,提出了一种计算复杂系统最小割集的方法。该方法根据逻辑“与”和“或”门具有线性可分割的特点,选用了基于M-P模型算法的感知机网络作为计算模型,理论推导出故障树中的逻辑关系与感知机模型中神经网络基本单元之间的转换规则,利用该规则可将所建故障树转化成便于编程求解的由神经网络基本单元组成的神经网络树。实例计算结果表明,感知机网络模型适合表达故障树中的逻辑关系,神经网络树所反映的基本事件与顶事件之间的映射关系便于编程求解,并可快速准确地获得复杂系统故障树的最小割集。     

因果分析与系统安全性风险评价方法

综合了故障树分析和事件树分析的方法,提出因果分析的框架,研究了基于因果分析建立事故脚本的方法。在此基础上,还对因果分析的概率风险评价方法进行研究,并利用该评价方法,对电机过热的安全性问题进行分析,给出了分析计算的结果     

基于ET-DFT分层模型的复杂系统动态概率安全评价方法研究

为充分体现复杂系统的动态行为对其可靠性的影响,减少系统动态故障概率计算时的工作量,应用层次化分析思想,综合事件树(ET)和动态故障树(DFT),提出基于ET-DFT模型的动态概率安全评价(DPSA)方法。应用二元决策图(BDD)和马尔科夫链(MC)分别对静态故障树和DFT进行求解,给出将静态故障树和DFT向BDD及马尔科夫链转移图的转化算法,以及系统各状态概率的求解方法。通过应用实例的分析验证,得到系统静态模块定量的发生概率及动态模块各个状态概率随时间变化的曲线,经综合求解得到系统故障发生的概率,实现对系统较为精确的DPSA。     

国外化工企业工艺安全技术管理概述

国外化工企业工艺安全技术管理范畴主要包括PHA、MOC、RA/RM、事故调查、其他工艺安全管理工具等。本文主要介绍了国外化工企业常规工艺安全技术管理MOC———变更管理的概念、流程,临时MOC、MSR、PSSR等概念及流程。PHA———工艺危险性分析是国外化工企业工艺安全技术管理核心,主要应用于大型或复杂项目,重点详述了工艺危险性分析的流程、步骤以及四种常用的危险识别方法———HAZOP、SCA、What-If、FEMA的概念、主要步骤、分析过程及主要优点。一旦工艺危险被分析识别后,阐述了如何运用风险评估和风险管理（RA/RM）步骤、后果等级、频率评价、风险等级矩阵和风险降低的主要方法,如何采用故障树FTA和事件树ETA两种不同的方法测算各种事件或故障发生的概率以及事故的后果等级,最后介绍了故障树FTA和事件树ETA的主要步骤和方法。     

水上机场航道冲突风险机制的FTA-BN建模

为分析水上机场航道冲突风险机制,首先,集成故障树分析(FTA)和贝叶斯网络(BN)方法,构建航道冲突风险分析模型;其次,基于FTA模型推理算法,确定风险系统的最小割集(径集)及根节点结构重要度,并据此分析航道冲突发生场景,设计规避方案;然后,运用BN双向推理技术,分析航道冲突风险的关键影响因素,并基于风险因素的多态性,评价航道冲突风险;最后,基于风险分析结果,提出航道冲突风险管控措施。研究结果表明:气象水文因素是航道冲突风险的最敏感因素,其次是过往船只频度、水域清净状况等航道布设因素,对其应严格执行放行管制;安全管理及人员因素对航道冲突影响较大,也是风险管控的重点。     

化工企业事故决策者风险感知模拟预测研究

为研究化工园区突发事故情景下,企业决策者的风险感知变化情况,基于系统动 力学系统论、信息论、结构论、控制论、协同论等特点,探索风险感知变化的实际影响 因素体系,并结合vensim软件构建企业决策者的风险感知因果关系图和系统流图,定量 评判、预测、计算和修正各影响因素之间的逻辑关系,建立量化表达函数并模拟,以此 获得各状态变量间的变化情况。对比敏感度分析结果表明:风险感知、风险观念以及风 险行为决策影响因素的正负相关性各有不同,且相互影响。     

Dynamic risk assessment for underground gas storage facilities based on Bayesian network

Loss of the underground gas storage process can have significant effects, and risk analysis is critical for maintaining the integrity of the underground gas storage process and reducing potential accidents. This paper focuses on the dynamic risk assessment method for the underground gas storage process. First, the underground gas storage process data is combined to create a database, and the fault tree of the underground gas storage facility is built by identifying the risk factors of the underground gas storage facility and mapping them into a Bayesian network. To eliminate the subjectivity in the process of determining the failure probability level of basic events, fuzzy numbers are introduced to determine the prior probability of the Bayesian network. Then, causal and diagnostic reasoning is performed on the Bayesian network to determine the failure level of the underground gas storage facilities. Based on the rate of change of prior and posterior probabilities, sensitivity and impact analysis are combined to determine the significant risk factors and possible failure paths. In addition, the time factor is introduced to build a dynamic Bayesian network to perform dynamic assessment and analysis of underground gas storage facilities. Finally, the dynamic risk assessment method is applied to underground gas storage facilities in depleted oil and gas reservoirs. A dynamic risk evaluation model for underground gas storage facilities is built to simulate and validate the dynamic risk evaluation method based on the Bayesian network. The results show that the proposed method has practical value for improving underground gas storage process safety.     

基于功能模拟的系统安全分析

对于复杂的工程系统，其安全分析更多的是依赖历史经验和专家知识，难以保证系统性和可操作性。对以系统工程的思想解决安全分析的系统性问题进行了分析，提出了运用功能模拟的目标树一成功树技术建立完整的系统模型，以支持安全分析各项目类型的实施及其分析技术的综合运用。主要介绍了功能模拟的概念和目标树一成功树建模技术以及安全分析项目类型与分析技术，在此基础上，给出了1个基于功能模拟目标树一成功树模型的系统安全分析基本框架。应用此框架，有助于在实际工程中指导系统性的安全分析。     

Developing a new fuzzy inference system for pipeline risk assessment

The problem of less and/or even lack of information and uncertainty in modeling and decision making plays a key role in many engineering problems; so that, it results in designers and engineers could not reach to sure solutions for the problems under consideration. In this paper, an application of the fuzzy logic for modeling the uncertainty involved in the problem of pipeline risk assessment is developed. For achieving the aim, relative risk score (RRS) methodology, one of the most popular techniques in pipeline risk assessment, is integrated with fuzzy logic. The proposed model is performed on fuzzy logic toolbox of MATLAB^® using Mamdani algorithm based on experts' knowledge. A typical case study is implemented and a comparison between the classical risk assessment approach and the proposed model is made. The results demonstrate that the proposed model provides more accurate, precise, sure results; so that, it can be taken into account as an intelligent risk assessment tool in different engineering problems.     

基于贝叶斯网络的建筑火灾动态风险评估方法研究

为提高建筑火灾风险评估的准确性,建立1种智能化的动态风险评估方法。针对具体建筑的风险评估,以物联网技术为基础,构建智能消防监测系统,在建筑日常使用过程中通过动态风险评估,实现火灾风险要素的实时监测、数据传输,充分发挥大数据、云计算的支撑作用,将贝叶斯网络方法引入火灾风险定量评估过程,构建火灾动态风险评估模型;结合具体的应用实例,分析不确定因素对风险评估结果的影响。研究结果表明:基于贝叶斯网络的动态风险评估方法能较准确地反映建筑火灾风险的可能性,达到实时监测、动态评估的效果。     

Methodology for computer aided fuzzy fault tree analysis

Probabilistic risk assessment (PRA) is a comprehensive, structured and logical analysis method aimed at identifying and assessing risks of complex process systems. PRA uses fault tree analysis (FTA) as a tool to identify basic causes leading to an undesired event, to represent logical dependency of these basic causes in leading to the event, and finally to calculate the probability of occurrence of this event.To conduct a quantitative fault tree analysis, one needs a fault tree along with failure data of the basic events (components). Sometimes it is difficult to have an exact estimation of the failure rate of individual components or the probability of occurrence of undesired events due to a lack of sufficient data. Further, due to imprecision in basic failure data, the overall result may be questionable. To avoid such conditions, a fuzzy approach may be used with the FTA technique. This reduces the ambiguity and imprecision arising out of subjectivity of the data.This paper presents a methodology for a fuzzy based computer-aided fault tree analysis tool. The methodology is developed using a systematic approach of fault tree development, minimal cut sets determination and probability analysis. Further, it uses static and dynamic structuring and modeling, fuzzy based probability analysis and sensitivity analysis.This paper also illustrates with a case study the use of a fuzzy weighted index and cutsets importance measure in sensitivity analysis (for system probabilistic risk analysis) and design modification.     

超深水水下分离器摆锤法下放风险分析

针对我国摆锤法下放安装风险分析研究空白的现状,基于工作安全分析与作业条件危险性评估法对水下分离器下放过程进行风险分析,考虑重力、海流力、浮力、阻力等多种复杂载荷,依据摆锤法下放步骤,分析水下分离器摆锤法下放过程受力情况,建立水下分离器下放过程受力关系。分析摆动过程中缆绳动张力随下放深度变化情况,为风险分析提出的有关水下分离器所受浮力、安装绳的动张力等参数的确定提供理论依据。最终建立水下分离器摆锤法下放风险评估体系,为我国摆锤安装法的工程应用提供技术支持与安全保障。