基于图论的海洋平台连锁风险评价

为控制海洋平台连锁风险,基于图论(GT),提出一种新型定性风险评价方法,将分析对象的复杂风险分析转化为图形分析运算。该方法综合考虑研究对象的风险,重点考虑事故可能的发展模式,建立并转换可能发生的事故的连锁图,用图论算法进行图形运算,得到造成结果事故发生的关键路径、最短路径和点割集,设置并优化安全屏障,防止初始事故发生。最后,结合墨西哥湾事故,建立事故连锁图,通过图形变换与运算得到2条最短路径、3条关键路径和2个点割集,并提出风险控制措施。     

基于DEMATEL-BN的海洋平台泄漏脆弱性动态分析

为预防海洋平台泄漏引发的连锁事件,运用基于决策试验与评估实验室(DEMATEL)及贝叶斯网络(BN)的集成方法动态分析泄漏演化脆弱性风险。构建脆弱性风险指标体系,利用DEMATEL方法研究风险因素之间的相互影响;建立海洋平台泄漏连锁风险演化模型,并转化为对应的BN模型,引入事故先兆数据,动态分析发生局部燃烧爆炸A、连锁火灾爆炸B、小型油气泄漏C和大型油气泄漏D等事故的概率。结果表明:组织管理因素易影响其他风险因素;海洋平台发生A、B和D等严重事故的概率随运行年限增加而增大;DEMATEL-BN方法克服静态风险分析方法不能有效利用运行数据的不足,实现海洋平台风险的动态分析。     

滩海油气管道泄漏风险演化与评估

为预防滩海油气管道泄漏事故的发生,提出基于复杂网络和故障模式影响及危害分析(FMECA)的连锁风险演化评估方法。依据滩海油气管道的结构组成,考虑自然环境、内外腐蚀、第三方破坏和人因组织风险,结合泄漏事故发展流程和风险因素逻辑关系,构建滩海管道泄漏复杂网络模型;引入风险熵和FMECA方法,衡量风险传递过程中节点事件的可能性及严重程度;给出风险传递路径最大可能性的表达式,通过Dijkstra算法计算泄漏演化的最短路径,辨识多节点所形成的最可能失效模式。结果表明:各类初始事件对管道泄漏的影响差异较大,以人因组织类的作业组织不合理作为初始事件引发管道泄漏的概率为5.20×10~(-3),其对管道泄漏的影响最大。     

海底管道泄漏风险演化复杂网络分析

为了控制海底管道泄漏连锁风险,基于复杂网络,提出针对管道系统泄漏演化的半定量风险演化评价方法,将复杂的事故风险发展过程转化为简洁的网络分析计算。首先,构建包含30个风险节点与54条连接边的海底管道泄漏演化复杂网络模型;其次,采用无权有向网络中的节点出入度和聚类系数进行风险分析,确定影响管道泄漏的关键节点,提出断链控制方案;最后,将演化模型转化为带权的有向网络,采用Dijkstra算法计算各初始事件导致泄漏事故的最短路径。结果表明:海底管道系统泄漏网络的聚类系数为0.13,网络聚集程度偏低而演化性较强;各初始事件的最短路径均不超过10,表现出明显的小世界网络特征,初始事件的风险经少数几步传递即可导致泄漏事故的发生。海底管道泄漏风险演化规律的研究可为抑制初始事件、控制传递事件和减轻后果事件提供理论依据,对预防海底管道泄漏事故发生、保障管道持续安全运行具有现实意义。     

海底管道泄漏风险演化复杂网络分析北大核心CSCD

为了控制海底管道泄漏连锁风险,基于复杂网络,提出针对管道系统泄漏演化的半定量风险演化评价方法,将复杂的事故风险发展过程转化为简洁的网络分析计算。首先,构建包含30个风险节点与54条连接边的海底管道泄漏演化复杂网络模型;其次,采用无权有向网络中的节点出入度和聚类系数进行风险分析,确定影响管道泄漏的关键节点,提出断链控制方案;最后,将演化模型转化为带权的有向网络,采用Dijkstra算法计算各初始事件导致泄漏事故的最短路径。结果表明:海底管道系统泄漏网络的聚类系数为0.13,网络聚集程度偏低而演化性较强;各初始事件的最短路径均不超过10,表现出明显的小世界网络特征,初始事件的风险经少数几步传递即可导致泄漏事故的发生。海底管道泄漏风险演化规律的研究可为抑制初始事件、控制传递事件和减轻后果事件提供理论依据,对预防海底管道泄漏事故发生、保障管道持续安全运行具有现实意义。     

基于蒙特卡洛模拟的多米诺事故风险量化管理*

为降低危化品相关的化工事故造成的人员伤亡和财产损失，以化工多米诺事故为研究对象，探讨由初始事故引发1个或多个次生事故的连锁反应机理与风险评估方法。提出应用蒙特卡洛模拟对多米诺事故风险进行动态量化的方法，梳理化工多米诺事故风险的识别、分析、评定、处理全周期管理流程，并以1个天然气压气站为案例，验证基于蒙卡模拟的化工多米诺事故风险量化方法的有效性。结果表明:该方法可以更准确地对化工多米诺事故风险进行定量评估。多米诺事故风险全周期管理流程的梳理能够有效指导化工企业开展安全管理、事故预防等工作。     

海上钻井平台安全风险预警模型应用研究

2010年美国墨西哥湾“深水地平线”钻井平台爆炸和2011年我国蓬莱钻井平台井涌事故,引发社会各界对海上钻井平台安全问题的关注.介绍了海洋钻井平台的组成结构,对海洋钻井平台的危险源进行了系统辨识,试图通过对海上钻井平台作业现场危险因素加以观察,诊断、分析警源、警情,警兆,警级,结合专家意见,从人员、设施设备、安全管理、工程地质、海上环境等几个方面建立海上钻井平台安全风险预警体系,采用改进的层次分析法,得出指标权重,构建海洋钻井平台安全风险预警模型,得到量化的预警结果.并通过对某钻井平台的实例分析,提出安全风险的预控对策,以期本模型对海上钻井平台的事故的发生起到一定的防范作用.     

化工装置定量风险评价初选方法的改进研究

对爆炸与火灾事故连锁效应进行了深入研究,利用超压模型、碎片穿透模型与热辐射通量模型建立了冲击波、碎片及热辐射破坏效应的连锁风险衰减系数。基于装置固有风险指标与事故连锁风险指标提出了化工装置定量风险评价的初选指标,并通过实例应用了该初选方法。该方法可为化工企业的风险评价与管理提供依据。     

钢铁企业动力管道物理爆炸事故风险模糊综合评判

以风险评价理论为基础,根据事故风险率由事故发生可能性和严重性共同确定的原则,应用模糊关系合成原理将影响事故发生可能性和严重性的风险因素进行定量描述,同时应用层次分析法确定各因素权重,建立了钢铁企业动力管道物理爆炸事故风险模糊综合评判模型,最终应用风险矩阵法直观显示出该事故的风险等级。以某钢铁企业为例说明完整的动力管道物理爆炸事故的风险模糊综合评判过程,模型计算结果基本反映该钢铁企业动力管道物理爆炸事故的风险实际水平。     

基于风险的化工园区布局优化决策支持系统

为加强化工园区风险辨识和布局优化,主要研究化工园区布局优化决策支持系统。在分析该系统主要功能的基础上,介绍基于风险的化工园区布局优化决策支持系统的理论模型:对化工园区重大危险源事故预测建模,包括重大危险源事故发生概率预测和事故后果预测;从个人风险、社会风险和财产风险3个模型评价化工园区区域动态风险,依据这3种风险值,计算区域综合风险;分别就功能区布局、消防布局和交通布局,对化工园区提出动态布局优化方法和建议措施。通过理论模型建立决策系统软件,结合实证分析,证明该决策支持系统的合理性。     

Real-time risk assessment of explosion on offshore platform using Bayesian network and CFD

Combustion or explosion accident resulting from accidental hydrocarbon release poses a severe threat to the offshore platform's operational safety. Much attention has been paid to the risk of an accident occurring over a long period, while the real-time risk that escalates from a primary accident to a serious one was ignored. In this study, a real-time risk assessment model is presented for risk analysis of release accidents, which may escalate into a combustion or explosion. The proposed model takes advantage of Fault Tree-Event Tree (FT-ET) to describe the accident scenario, and Bayesian network (BN) to obtain the initial probability of each consequence and describe the dependencies among safety barriers. Besides, Computational Fluid Dynamics (CFD) is applied to handle the relationship between gas dispersion and time-dependent risk. Ignition probability model that considering potential ignition sources, gas cloud, and time series are also integrated into this framework to explain the likelihood of accident evolution. A case of release accidents on a production platform is used to test the availability and effectiveness of the proposed methodology, which can be adopted for facilities layout optimization and ignition sources control.     

基于FLACS的海上钻探平台井喷爆炸事故后果模拟分析*

为研究海上钻探平台井喷燃爆事故后果,运用FLACS软件对某深海钻探平台井喷爆炸事故进行模拟,研究在不同事故场景下气云爆炸发展过程及平台荷载分布规律,讨论井喷速率、风向、点火位置等对爆炸超压的影响。研究结果表明:随泄漏速率增加,爆炸强度和爆炸范围均增大,爆炸严重程度不仅与井喷速率密切相关,同时也受平台结构影响;点火位置会对爆炸超压产生影响,在可燃气体与空气混合气体比例为化学理论当量比处点燃气体,生活区承受的爆炸超压最大;在设施及建构筑物分布较为密集、拥塞度较高的地方产生的爆炸超压更大。研究结果可为可为平台的阻隔防爆性能设计与应急响应提供指导。     

Accident modeling of toxic gas-containing flammable gas release and explosion on an offshore platform

Toxic gas-containing flammable gas leak can lead to poisoning accidents as well as explosion accidents once the ignition source appears. Many attempts have been made to evaluate and mitigate the adverse effects of these accidents. All these efforts are instructive and valuable for risk assessment and risk management towards the poisoning effect and explosion effect. However, these analyses assessed the poisoning effect and explosion effect separately, ignoring that these two kinds of hazard effects may happen simultaneously. Accordingly, an integrated methodology is proposed to evaluate the consequences of toxic gas-containing flammable gas leakage and explosion accident, in which a risk-based concept and the grid-based concept are adopted to combine the effects. The approach is applied to a hypothetical accident scenario concerning an H₂S-containing natural gas leakage and explosion accident on an offshore platform. The dispersion behavior and accumulation characteristics of released gas as well as the subsequent vapor cloud explosion (VCE) are modeled by Computational Fluid Dynamics (CFD) code Flame Acceleration Simulator (FLACS). This approach is concise and efficient for practical engineering applications. And it helps to develop safety measures and improve the emergency response plan.     

海上平台事故应急演练评估方法研究

针对目前我国海上平台事故应急演练缺乏有效评估体系的现状,结合海上平台事故应急演练典型示例,运用“事故应急指挥系统（ICS）”基本理念,对整个应急演练过程进行系统分析,从人员安全、资产保护、环境保护、企业声誉等4个方面搭建应急演练评估框架。采用层次分析法构建计算模型,合理设置评估指标权重,最终建立了1套具有海洋石油行业特点的应急演练评估指标体系,并选取国内1个海上平台事故应急演练进行了应用分析。研究结果表明:构建的演练评估指标体系及评估方法能较好地应用于海上平台事故应急演练过程,进而在演练评估结果的基础上,实现应急演练的持续改进。     

障碍物排列方式对海洋平台蒸气云爆炸的影响

为了了解障碍物排列方式对海洋平台蒸气云爆炸的影响,基于CFD方法建立蒸气云爆炸计算模型,选用国外MERGE项目的系列爆炸实验进行模型验证,提出用于衡量障碍物排列不均匀度的量化参数,针对海洋平台典型结构形式,分析障碍物排列方式对爆炸强度的影响。研究结果表明:蒸气云爆炸后果对于结构排列方式比较敏感,结构障碍物间隔均匀排列的形式造成的爆炸冲击作用最大;在爆炸发展初期阶段,障碍物阻塞程度对超压产生和发展影响更加显著。最后,基于研究结果,给出在海洋平台油气泄漏危险区将管线沿甲板非均匀排列布置等防控建议,为海洋平台蒸气云爆炸安全防控提供理论指导。     

基于HCNAM-BN的化工过程爆炸事故致因链分析

为了从源头上预防化工过程爆炸事故,依据风险耦合理论,探讨了各风险因子非线性耦合演化为爆炸事故的机理,构建了层次耦合网络分析模型（HCNAM）;从多因素风险耦合角度分析了国内外44起典型化工过程爆炸事故,统计了各风险因子之间的耦合概率并进行了耦合致因重要度分级;采用耦合概率与二态分布相结合的条件概率分布,将层次耦合网络分析模型转化为贝叶斯网络,并对氯乙烯单体槽爆炸性混合气体爆炸事故进行了应用研究。结果表明:91种双因子耦合风险状态中,47种呈现弱耦合致因特性;7种因子双耦合形成风险的概率较大;基于HCNAM-BN模型分析事故,可有效辨识事故最可能致因因素,获取各事故致因链的发生概率并确定事故网络关键节点。     

油库火灾原因分析

油库火灾爆炸事故除易造成人员中毒、伤亡、经济损失巨大外,还会导致环境污染严重。近十年来油罐单罐面积越来越大,油库火灾爆炸发生的次数和损失与2000年以前相比急剧增长,特别是对环境的污染日益引起人们的重视。通过对23起油库火灾爆炸事故案例进行分析,发现静电是引发油库火灾爆炸几率最大的火源,输、卸油是最易引发油库火灾的操作工艺,人为的操作失误是油库发生火灾爆炸事故的主要原因。探索油库火灾爆炸事故发生的原因,对减少、避免同类事故的发生具有重要价值和意义。     

Scenario derivation and consequence evaluation of dust explosion accident based on dynamic Bayesian network

In order to clarify the correlation between the evolution path of dust explosion accidents and emergency decision-making, and to accurately predict the disaster damage levels of various disaster bearing bodies. This paper extracts 56 key scenario elements from four aspects, namely state, answer, goal and environment, based on the analysis of typical dust explosion accident cases. At the same time, a general scenario evolution path of dust explosion accident is constructed. Using fuzzy number set theory and dynamic Bayes joint probability model, the accurate solution of scenario state probability was realized. With the help of accident cases and dynamic Bayes approach, the dust explosion consequence prediction index system and evaluation criteria were constructed, covering factors such as dust explosion intensity, casualties, direct economic losses, equipment damage, building damage, environmental damage and other factors. A polyethylene wax dust explosion accident in a city of China was used to verify the dust explosion accident scenario evolution model and consequences prediction model. The predicted results were in good agreement with the actual damage of various carriers of the accident, which indicated that the model could be used for dust explosion accident prediction and disaster loss prediction. The research results provided reference and technical support for the prediction of dust explosion accident evolution direction, emergency aid measures decision and deployment, disaster damage prediction and evaluation.     

矿山重大危险源评价及瓦斯爆炸事故伤害模型建立的若干研究

基于危险源评价的基本原理 ,结合系统论的观点与矿山重大危险源的实际 ,确立了矿山重大危险源伤害模型的合理假设和简化 ,并在此基础上 ,首次提出了从危险源系统事故的伤害模型来研究矿山矿井瓦斯爆炸事故的严重度方法 ;并结合矿井瓦斯爆炸事故的实际 ,建立了瓦斯爆炸事故冲击波的伤害模型。使得目前人们通常认为无法对矿井瓦斯爆炸事故严重度研究进行建模成为可能 ,这无疑是对矿山重大危险源评价工作和瓦斯爆炸事故研究的一次重大创新和完善