基于T-S模糊故障树的输气站场设备失效可能性研究

针对目前国内缺乏输气站场设备失效数据库的特点,同时考虑到设备具有不同的故障程度,提出将指标评价引入至T-S模糊故障树分析中,对设备进行失效可能性分析。首先构建设备的T-S模糊故障树;其次对故障树底事件进行指标评价,转化成当前工况下的故障程度;再次对设备的故障可能性值进行计算;最后,利用模糊数学的方法将故障可能性值转化为失效概率,并参考API 581中的失效概率等级对设备进行失效可能性等级划分。实例分析表明,该方法不仅比传统故障树分析更切合实际,又能够避免指标评价法淡化关键指标的不足,且兼具定量评价与半定量评价的优点。     

基于贝叶斯网络的物流无人机失效风险评估*

为降低城市物流无人机（UAV）失效坠落风险,通过考虑其运行环境和系统故障等因素的影响,以城市物流无人机运行数据为基础,从系统故障、运行环境和人为因素3方面提取失效诱因;分析物流无人机失效模式,并构建意外坠落事故的贝叶斯网络;基于所建网络和失效诱因发生概率分别计算不同工况下意外坠落事故及各中间事件概率,并基于网络拓扑结构展开反向推理,推演事故的主要失效诱因。结果表明:物流无人机正常运行时发生安全事故的概率为6.54×10-3;其中,电池电量不足、桨叶失效和电池故障是坠落事故的主要诱因,计算结果可为无人机运行安全风险防控提供依据。     

模糊、灰色理论在故障树分析中的应用

在故障树诊断中,底事件的概率是很难获得的,给分析计算带来了一定的难度.将故障树分析法与模糊理论及灰色理论相结合,由专家对各种故障模式发生的可能性大小进行评估,通过左右模糊排序法将自然评价语言转化为模糊失效概率值,并对故障底事件进行灰关联分析及关联度排序,对各种故障模式发生的可能性大小做出了判断.     

危化品储运事故事理图谱构建与分析

为避免危化品储运事故演变导致次生事故的发生,改善事故风险识别领域依赖于人工的状况,应用事理图谱模型解析危化品事件之间的影响关系。首先,分析危化品储运事故语料库语义特征,抽取事故报告中危化品事件因果关系模式;然后,采用基于句向量的事件节点泛化方法,构建了基于因果情景的危化品储运事故事理图谱模型;最后,借助社会网络分析法对情景事件节点的度、特征向量中心性、介数中心性关键指标进行分析,得到了情景事件节点在演化模型中的关键程度。结果表明,通过构建事理图谱模型,发现事故演化中的关键节点,对危化品事故的发展能够进行直观的展示,可为危化品储运事故的分析提供新的思路,有助于提高企业避免连锁事故发生的应急水平。     

电站锅炉承压部件失效模式分析

为了将故障模式影响和危害性分析FMECA(Failure Mode Effects and Criticality Analysis,FMECA)与故障树分析FTA(Fault Tree Analysis,FTA)故障模式失效理论引入电站锅炉承压部件安全工程评定领域,建立了以电站锅炉承压部件失效模式分析的正向FTF(FMECA To FTA,FTF)分析模型,对电站锅炉承压部件进行模糊FMECA综合评价。分析了电站锅炉承压部件的失效机理和多因素影响,确定了承压设备的评价因素集合和模糊评价矩阵,以及各级指标因素权重分配的规则,并对电站锅炉承压部件失效的综合评判矩阵模型进行一级评价。采用模糊综合评价的危害度分析CA(Criticality Analysis,CA)结果提供底事件概率并开展定性、定量FTA,以此对电站锅炉承压部件系统失效的发生概率、危害严重程度进行故障模式分析,选择电站锅炉承压部件的故障模式作为顶事件建立事故树,采用Bow-tie模型对电站锅炉蒸汽管道、给水管道、省煤器管、过热器及再热器管、水冷壁管、高温集箱、减温器、锅筒、启动分离器9类主要承压部件失效进行定性和定量分析。结果表明,通过正向FTF法将Bowtie模型引入风险致因并与危害后果相关联,对FMECA进行了系统全面的补充,从而进一步推进了该方法在电站锅炉承压部件系统安全可靠性及失效模式分析中的应用。     

盐岩储库建腔期安全评价模型研究

盐岩储库建腔期事故发生的频度甚至高于运营期,如何对建腔期储库进行风险分析和安全评价已成为储库建设面临的首要问题。建立了盐岩储库建腔期地下系统故障树模型和多层次、多指标安全评价体系,并根据试验和数值模拟结果构建了各评价指标的评分模型。结合工程实际,用模糊灰关联分析法对金坛某储气库进行了安全评价,得出等级为IV级稳定。为了进一步确保建腔期储库的安全性,用三角模糊数表示基本事件失效概率可能性分布函数,通过计算各最小割集所代表的故障模式与顶上事件的灰色关联度,得出腔体埋深过浅、人为操作不当、夹层垮塌、顶板预留岩层厚度过薄、内管临界流速小于卤水流速、自激振动和动力失稳等是可能导致金坛某储气库建腔期事故的主要因素。     

矿用重型汽车作业现场碰撞事故模糊故障树分析

矿用重型汽车作业现场碰撞事故属于安全生产重大事故,本文根据现场的事故案例运用事故树分析方法,解析出69个导致碰撞事故发生的最小割集。借助于故障树结构重要度,找出对运输碰撞事故系统里底事件中的主要诱发因素,识别出系统关键节点的危险性,寻求预防同类碰撞事故发生的各种有效措施。由于构成割集的底事件本身就带就有一定的模糊性,所以运用模糊数学方法克服了传统的故障树分析方法中确定底事件发生概率的困难,为解决故障树种的模糊性问题提供了一种研究思路,在管理资源有限的条件下,为矿用重型汽车运行安全评价和安全管理提供可靠的保障。     

基于FTA-SVM的车辆发动机故障识别方法

发动机结构日益复杂,其故障具有多样性和频发性的特点,收集大量故障样本存在很多实施障碍。为了提高车辆发动机的故障识别的效率和准确性,提出了一种新的结合故障树(FTA)和支持向量机(SVM)各自特点,从故障模式分析到故障类型识别的FTA-SVM故障识别方法。首先利用故障树在复杂系统故障模式分析中的优势,找出系统的故障模式,建立故障树模型,通过对故障树模型中各故障事件的分析,采集与故障事件状态相关的数据,建立数据与故障树底事件的映射模型,最后利用支持向量机在小样本数据处理中的优势,进行故障类型的识别。以发动机的失火故障为例建立了发动机失火故障树模型及故障数据与故障模式映射模型,验证了FTA-SVM方法的有效性和适用性。     

灰色层次结构模型在故障树分析中的应用

故障树分析技术对于复杂系统的故障诊断具有重要应用价值,提出把故障树看作2层灰色结构,通过建立灰色层次结构模型,给出判断各种故障模式发生可能性大小的一种通用方法.将其应用于压力容器爆炸事故的故障树分析,并取得了与实际情况吻合的满意结果.该方法为了解事故影响因素重要程度、控制事故发生和改进系统可靠性提供依据.     

基于故障树-贝叶斯-蝴蝶结分析的复合事故风险模型研究

为解决现有单一风险评价方法存在的不足,引入了基于故障树分析、贝叶斯网络与Bow-tie分析(蝴蝶结分析)相结合的复合风险分析模型:首先找出引起故障的基本事件,绘制故障树(FTA)模型;然后以故障树模型为基础,将其转化为贝叶斯网络,计算其中基本事件的后验概率和重要度;最后对重要度等级较高的事故节点进行Bow-tie分析,提出预防事故发生的防护措施和减轻事故后果的控制措施。以粘结漏钢事故为例,应用该模型对粘结漏钢事故进行了系统风险分析,验证了该模型的科学性和合理性,其结果表明:引起粘结漏钢事故占比较大的事故节点为保护渣异常,结合风险分析结果提出了相关预防及控制措施,以期最大程度地降低事故发生概率及减小事故损失的目的。     

基于Apriori算法的易燃易爆危险化学品储运火灾爆炸事故关键致险因素的挖掘

导致易燃易爆危险化学品储运火灾爆炸事故的因素繁多、关系复杂,挖掘关键致险因素是减少管理成本、提高防控效率的关键。研究了200例事故等级为较大事故以上的易燃易爆危险化学品储运火灾爆炸事故的原因,采用事故树分析法建立易燃易爆危险化学品储运火灾爆炸事故树,并运用频度统计法遴选出致险因素;在此基础上,建立基于Apriori算法的关联规则模型进行数据挖掘,共得到14个关键致险因素。通过对关键致险因素与易燃易爆危险化学品储运火灾爆炸事故之间关联规则的分析表明,关键致险因素与事故之间存在强关联规则,单一关键致险因素或其组合的存在必将导致事故的发生,为实现危险化学品储运精准化安全管理提供参考。     

“数字化集中仓”模式下危化品仓储安全监管的演化博弈分析

针对利用数字化技术提高危化品仓储安全监管水平问题,考虑政府搭建“危化品集中式仓储中心+数字化网络监管平台”策略,基于演化博弈理论,构建危化品仓储安全监管演化博弈模型,分析建立数字化集中仓概率(本文简称“建仓概率”)对相关政府部门和危化品仓储企业行为演化规律的影响,探讨数字化集中仓模式下,危化品仓储企业合规仓储的驱动因素。研究结果表明：当建仓概率低于某临界值时,政府部门和危化品仓储企业会疏于监管违规仓储;随着建仓概率提高,政府部门和危化品仓储企业策略呈现周期性波动现象;当建仓概率很高时,虽然数字化集中仓一定程度上可提高政府监管便利性,但从长远看会使政府监管部门放松对危化品仓储安全的监管。研究结果可为政府推行数字化监管新模式和危化品仓储企业实施智能仓储管理提供一定决策支持。     

STAMP模型在危化品道路运输事故分析中的应用研究

为保障危化品道路运输行车安全,基于STAMP模型构建危化品道路运输的分层安全控制结构,将安全问题看作是控制问题,并将系统工程思想融入事故预防中。在此基础上,引入沪昆高速湖南邵阳段“7.19”特别重大道路交通危化品爆燃事故并对其进行实证分析,从物理层、基础层、运营层及监管层动态分析导致事故发生的控制缺失。结果表明:基于STAMP模型的安全分析方法不仅可考虑由组件失效引起的事故,还可发现组件之间的组织问题及决策背景,并对事故致因做出更为详细的解释,为类似事故的分析和预防提供思路与参考。     

2016—2020年全国化工和危险化学品事故分析研究*

为分析“十三五”期间（2016—2020年）我国化工和危险化学品事故发生情况，统计“十三五”期间化工和危险化学品事故数量及死亡人数，从发生月份、发生区域、行业分布等方面分析事故特征，从事故类别、事故环节、关键作业等方面分析事故原因，总结2011—2020年我国化工和危险化学品事故发展趋势，按照全国4大经济区域研究2013—2020年事故特征。结果表明:“十三五”期间我国化工和危险化学品事故数量呈下降趋势，死亡人数出现波动，总体形势较为平稳。2011—2020年化工和危险化学品事故风险向中西部转移趋势明显，东北、西部地区事故死亡率普遍高于东部地区。研究结果可为相关行业从业者及监管部门提供决策参考。     

稠油热采井管柱失效动态风险分析研究

为保证稠油热采井筒管柱的安全运行,采用故障树与贝叶斯网络相结合的方法开展稠油热采井管柱失效风险分析,应用故障树分析方法定性识别管柱失效诱因,建立稠油热采井管柱失效场景演化模型,并将故障树转化为贝叶斯网络模型,应用贝叶斯网络对管柱失效风险进行定量分析,得出热采井管柱失效的关键致因和管柱失效的动态失效概率,以新疆油田某区块热采井的管柱失效为对象进行了案例分析。研究结果表明,该方法可为稠油热采井管柱失效风险分析及井筒完整性管理提供理论支撑和工程设计参考。     

基于HFACS-BN模型的危险化学品事故人因路径分析*

为提高危险化学品安全管理水平,收集我国134起以人为主因的危险化学品事故,构建危险化学品事故的HFACS-BN模型,并基于贝叶斯网络对危险化学品事故中的人因路径及各因素灵敏度进行分析。研究结果表明:行为违规是导致事故的最主要不安全行为;在复杂路径中,环境因素和操作者状态具有较高的灵敏度,与其相关的风险认知与处理不当是阻碍事故预防的关键因素;在非复杂路径中,操作者状态与运行计划不当具有较高的灵敏度,其所涉及的监督违规、组织过程和组织氛围,是导致危险化学品事故的根本起点,并可依此分析事故直接原因和间接原因;操作者状态在2种路径中均表现出高灵敏度,因此化工企业在人员管理上要加强关注职工状态,减少不安全行为的出现。     

深水钻井隔水管紧急解脱失效动态风险分析

为了分析钻井隔水管紧急解脱失效动态风险,保证深水钻井隔水管紧急解脱安全运行,通过辨识隔水管紧急解脱相关风险因素,以及隔水管紧急解脱失效的潜在后果,采用模糊事故树和事件序列图相结合的方法,建立隔水管紧急解脱失效后果模型;基于映射准则,将模型转换成贝叶斯网络,进行深水钻井隔水管紧急解脱风险的定量分析;研究了紧急解脱动态失效概率和关键致因,并从钻井隔水管系统设计、钻井作业、紧急解脱测试和操作等方面提出预防措施,以降低紧急解脱失效概率;以南海8号钻井平台为研究对象进行案例分析。研究结果表明:1年内隔水管紧急解脱失效的概率区间为0.075 7至0.105 0;台风、不合理的解脱时刻、过提力不足、井口倾角大和内波是导致紧急解脱失效的主要原因;该模型评估结果与实际情况相符合,该方法可用于钻井隔水管紧急解脱失效风险评价。     

基于危化品事故案例的决策规则提取算法研究

为充分解析文本形式的危化品事故案例,探讨事故类型与大量事故致因间的因果关联,从化工行业入手,通过扎根理论对175起危化品事故案例进行因素提取,共确定5个子系统、19个因素、80个子因素,提出基于事故生命周期的事故致因框架;在此基础上,提出改进的Gra-Apriori算法,以解决经典的Apriori无法考虑属性类别关系的...     

基于贝叶斯网络的页岩气集输管道失效概率计算方法研究

页岩气集输管道运行压力和出砂量在生产过程中衰减显著，这导致管道失效概率不断变化，针对这一问题，采用贝叶斯网络方法，建立了页岩气集输管道失效概率动态计算模型。首先，分析页岩气气质特征、管道运行工况及失效原因，利用逻辑门的连接关系，建立了页岩气集输管道失效故障树；其次，基于贝叶斯网络与失效故障树的结构映射关系，将失效故障树转化成贝叶斯网络结构；然后，通过贝叶斯网络的参数学习，实现模型求解；最后，进行了实例应用。研究结果表明:该模型不仅可有效计算页岩气集输管道的失效概率，还能确定影响管道失效的关键风险因素，并且可通过调整节点的状态及概率分布，实现页岩气集输管道失效概率的更新。