LNG船舶进出港航行移动安全区宽度定量计算分析

为保障液化天然气(LNG)船舶进出港通航安全,提出一种基于LNG船舶碰撞事故概率和风险的LNG船舶移动安全区宽度界定方法。该方法以船舶碰撞概率模型、船舶碰撞损害模型和LNG池火危害模型为基础,计算LNG船舶在航行过程中的事故概率和风险,并根据其分布特征,结合事故概率与风险可接受标准,定量界定LNG船舶移动安全区的宽度。研究表明,LNG船舶移动安全区宽度与通航水域交通流分布、事故船舶的排水量、航行速度等相关。在水上交通管理应用中,可根据LNG船舶及应用水域交通的实际情况确定LNG船舶进出港航行移动安全区的宽度。     

乌江构皮滩隧洞LNG动力船LNG泄漏数值模拟

为了研究LNG动力船在通航隧洞这一新型半封闭空间结构船舶通航设施中的航行安全问题,以贵州乌江构皮滩隧洞中LNG动力船发生泄漏事故为研究对象,通过建立仿真模型,利用Fluent对LNG动力船的LNG燃料在有风和无风2种状态下发生阀门泄漏、管系泄漏和罐体破损的气体扩散过程进行模拟,分别计算得出LNG泄漏造成人员窒息、火灾、爆炸等后果的影响范围和程度.结果表明:无风状态下的泄漏危害高于有风状态下的泄漏危害,泄漏点孔径与危害范围呈正相关关系;在人员窒息、爆炸、火灾3种危害中,火灾危险范围最广,其次为爆炸危险范围,最小为人员窒息危险范围,无风状态下罐体发生泄漏造成火灾面积可达609.942 0 m2,有风状态下阀门发生泄漏可导致人员窒息的危险范围面积仅0.008 0 m2.以此为依据,从LNG动力船和通航隧洞两方面分别提出了安全保障措施.     

基于FLACS的LNG船舶泄漏爆炸过程数值模拟研究*

为研究大尺寸、全场景下LNG船舶卸货作业过程中的泄漏爆炸风险,构建某LNG接收站及其周边20.5 km2的区域场景模型,采用FLACS软件数值模拟LNG泄漏扩散、气云爆炸的演化过程。结果表明:LNG从卸料臂处以满输速率持续泄漏5 min,最大液池面积17 047 m2,最大汽化速率350 kg/m3,遇点火源发生气云爆炸,爆炸持续时间12 s,产生最高爆炸火球340 m和最大爆炸超压0.25 MPa,形成半径380 m轻伤区、150 m重伤区和60 m死亡区。     

液化天然气加注船安全定量风险分析

液化天然气（LNG）加注船是一种为LNG动力船提供燃料的新型船舶,国内目前尚处于起步阶段,缺乏相关安全标准和规范。采用国际定量风险评价（QRA）的通用理念,研究适用于我国LNG加注船的安全评价方法,提出具体实施步骤和依据准则,并以国内某LNG加注船作为实例分析说明。建立加注船LNG火灾事故树,确定相关火灾事故概率;研究适合加注船火灾事故后果的方形火焰模型,以及LNG火灾热辐射对人体伤害的计算方法;参考国际海事组织（IMO）的风险准则,确定LNG加注船个人风险和社会风险;最后与按NFPA-59A计算的防火间距作对比分析。通过计算,例中加注船的风险位于须采取相关安全措施的ALARP区域,风险控制区域半径20m。若按NFPA-59A要求计算防火间距,该加注船对外部须划定半径52m区域作为安全区域,且须将船身增长37m以满足内部防火要求,在实际工程中无法实现,相比较QRA方法更适合我国LNG加注船的安全评价工作。     

基于熵权二维云模型的深基坑施工风险评价

深基坑施工过程中的风险因素具有模糊性与随机性的特点,基于此提出一种熵权二维云模型的风险评价方法。从环境因素、管理因素和施工因素3个方面进行危险源辨识,确定深基坑施工风险评价指标体系,并应用熵权法对评价指标进行加权处理;将风险概率和风险后果作为二维云模型的基础变量,同时提出风险云相近度的计算方法以确定风险等级。应用上述方法对南宁轨道交通3号线青秀山站明挖站厅基坑的施工过程进行了风险评价,得出该施工过程的风险需采取一定控制措施方可接受,与实际情况相符,表明基于熵权二维云模型的风险评价方法合理可行。     

LNG船舶锚泊安全距离定量计算建模

为保障液化天然气船舶(LNG船舶)锚泊安全,提出了一种基于船舶漂移运动和船舶碰撞风险的锚泊安全距离计算方法.首先,结合船舶运动数学模型,通过蒙特卡洛模拟LNG船舶走锚漂移运动,得出走锚漂移方向概率密度函数,从而确定船舶走锚漂移横向、纵向距离;同时,结合船舶碰撞概率模型、船舶碰撞损害模型和LNG火灾模型,建立LNG船舶碰撞风险模型,确定满足碰撞概率和风险可接受的安全距离.最后,比较两种模型计算结果,并取其较大值作为LNG船舶锚泊安全距离.结果表明,LNG船锚泊安全距离不仅与环境水域的风、流情况有关,还与附近水域内船舶大小及速度有关.建议交通管理中需结合水域环境特征和水域船舶特点确定LNG船舶的锚泊安全距离.     

船舶LNG加注站风险评估体系的研究

为评估船舶LNG加注站的整体风险,根据人员、设备设施、环境、管理4个方面的重要性,采用博弈论组合赋权云模型法构建船舶LNG加注站的风险评估模型,并进行实例验证。结果表明：该模型可以得出人员、设备设施、环境、管理4个方面的风险等级及船舶LNG加注站的整体风险等级,这对船舶LNG加注站的风险评估具有重要意义。     

浮式LNG平台串靠卸载泄漏后果影响分析

浮式LNG生产储卸装置(FLNG)作为新兴的深海气田生产装置,集天然气生产、液化、储存和装卸功能于一身,其卸载方式主要有旁靠卸载和串靠卸载2种,其中串靠卸载因能适应恶劣海况而备受深海作业欢迎,但串靠卸载的泄漏后果和影响尚不明确,因此研究恶劣海况下LNG串靠卸载的泄漏风险及后果尤为迫切和重要。考虑海上极端气象条件,采用DNV公司的PHAST软件,定量计算FLNG串靠卸载方式在卸载臂发生小孔、中孔、大孔泄漏及全尺寸破裂时,LNG泄漏后产生的具有火灾爆炸危险性的蒸汽隔离区域,根据伤害阈值明确LNG导致人员低温冻伤和窒息的最小距离,并对可能发生的喷射火、池火和蒸汽云爆炸等恶劣事故造成的后果进行预测。     

LNG船舶海上运输安全研究现状及进展

为保障LNG船舶航行及装卸过程中的安全,开展LNG船舶历史安全事故数据分析以及相关文献调研。通过分析发现,目前对LNG海运安全的相关研究主要从LNG船舶安全区域设置、航道适应性与航道效能、锚泊与系泊、LNG船舶操纵、LNG泄漏后果建模分析、风险识别与安全评估等6个方面展开。大部分研究方法引入数学模型,并逐步向定量化方向发展,充分利用仿真与实测数据,提高了分析的可靠性,但仍需要进一步完善与拓展分析模型,形成智能化的安全评估终端。此外,LNG船舶自身及装载方式的发展将会给LNG船舶安全带来一些新问题,需要关注。     

基于SFN-SD的北极冰区船舶航行风险传递路径研究

为明晰北极冰区船舶航行风险传递路径,从人员、船舶、环境、管理4方面识别北极冰区航行风险因素,并应用空间故障网络(SFN)理论和决策试验与评估实验室(DEMATEL)方法,分析船舶北极航行风险事件;采用主观数据获得风险传递概率和传递路径,构建北极冰区船舶航行风险传递网络模型;基于永盛轮北极航行记录数据,运用系统动力学(SD)方法,仿真并验证北极冰区船舶航行风险传递网络模型。结果表明：船舶北极航行风险事件中,8种为边缘事件,14种为过程事件,8种为最终事件;从边缘事件到最终事件有15条网络传递路径;经实例验证,所构建的风险传递网络模型可靠;通过该模型能够描述风险事件的传递效应和传递路径,获得最终风险事件的动态概率曲线,揭示北极冰区船舶航行风险传递的规律,为风险防范措施的制定提供技术支持。     

基于多维云模型的埋地并行油气管道风险评价研究*

为提高风险评价准确性以有效支撑管道完整性维护,保证油气管道在多管并行敷设下安全运行,提出1种基于博弈论-多维云模型的风险评价方法。首先,从并行间距、土壤压实度、土壤导热系数、介质流速、管径、埋深、应急响应时间、上下游截断阀间距等方面建立并行管道风险评价指标体系,为降低传统赋权方法的主观性,通过结合熵权法改进层次分析法（AHP）,从而确定主客观权重,再经博弈论组合赋权法综合计算指标权重;其次,运用多维云模型理论确定风险等级,通过修正各风险评分项的等级区间结合指标权重,计算出各级的综合确定度,并进行等级评判;最后,将该方法应用于工程实例。研究结果表明:所评价管段的指标风险处于中等风险水平,风险可接受,管段的整体风险评价结果良好,有利于并行管道安全管理;实例证明该评价方法具有较好的适用性。     

基于反赋权与MBCT-SR多维云模型算法岩爆预测研究

基于岩爆事故的模糊性与随机性特征,为解决在当前岩爆烈度等级预测研究中,通过正向云发生器经验式计算多维云模型特征值进而导致预测结果主观性较强的问题.本文选取应力比Ts=σθ/σt、岩石脆性指数B=σc/σt以及弹性应变储能指数Wet作为评价指标,结合机器学习理论,采用多维逆向MBCT-SR云发生器算法对岩爆等级进行预测,...     

基于船舶操纵模拟的船撞桥概率研究

针对船舶在桥区水域航行过程中撞击桥墩的碰撞概率问题,建立并验证了船舶操纵数学模型,模拟了船舶在不同风、水流等条件下的航行情况,改进了AASHTO船舶撞桥概率模型中几何概率的算法,提出了以模拟试验样本的航迹带中心位置坐标为均值,以模拟实验样本结果计算的方差为方差的几何概率模型,同时引入停船概率模型。将改进后的模型应用于北江油金大桥船舶操纵模拟及船撞概率的研究,预测2020年北江油金大桥受上行船舶碰撞年频率大约2.81×10-6次/a,受下行船舶碰撞年频率3.43×10-4次/a,总碰撞频率3.461×10-4次/a。     

智能手机应用程序使用与操作的驾驶分心风险影响研究

为研究智能手机应用程序操作方式与使用行为对驾驶分心影响的问题,探讨智能手机程序操作方式对驾驶分心影响的优劣关系,基于结构方程模型提出4个因果关系假设,构建涵盖程序使用、驾驶分心、驾驶绩效等潜变量的智能手机使用行为影响的结构方程模型。通过收集线下问卷的方式进行调查,搭建模拟场景,设计6项实验方案,通过驾驶模拟实验方式收集相关数据,建立相对偏差矩阵。研究结果表明：手机通话功能的使用(路径系数0.472)对驾驶分心影响显著,手机导航功能使用(路径系数0.256)、手机音乐功能使用(路径系数0.249)对驾驶分心影响不显著。语音交互方式均优于手动操作方式,其中语音交互启动导航方式(F₃=0.019)的影响最小。研究结果可对道路驾驶情况下智能手机应用使用与操作方式的研究起推动作用。     

Decision-making on process risk of Arctic route for LNG carrier via dynamic Bayesian network modeling

An increasing number of ships have chosen the suitable route to transport in Arctic waters during summer. Seeking a suitable model for risk decision-making in route planning is a necessary research topic at present. Due to its complex natural environment, there is significant uncertainty regarding ship navigation safety in Arctic waters. The process risk-based decision-making method to support route planning is established based on the dynamic Bayesian network (DBN) risk assessment model for LNG carrier collision with ice or obstacles in Arctic waters. The decision-making process for ship navigation is dynamically associated with time. Therefore, a Markov Chain (MC) is built for each dynamic node in Bayesian belief network (BBN) to realize DBN associated risk assessment, which is called process risk and is applied to decision-making. Three possible routes for ships sailing from the Vikitsky Strait to the Long Strait in Arctic waters were selected in conjunction with the objective daily change data of wind speed, temperature, wave height, and ice condition. Simulations for risk decision-making in the ship navigation process are performed. Application examples show that the ship selected either ROUTE2 (Vikitsky Strait – Laptev Sea – Sannikov Strait – Eastern Siberian Sea – Long Strait) or ROUTE3 (Vikitsky Strait – Laptev Sea – Proliv Dmitriya Lapteva – Eastern Siberian Sea – Long Strait) in August as the best navigable route.     

水面LNG液池扩展模型的分析与对比研究

为了评价在开阔水面上的液化天然气（LNG）火灾和蒸气云爆炸灾害后果,分析了LNG水面扩展动态过程;对比分析了Fay模型、FERC模型和计算流体力学软件FLACS的计算结果,探讨了LNG液池面积随时间的动态变化过程,分析了泄漏量、泄漏速率等参数对LNG液池扩展半径的影响;根据液池扩展模型的计算结果,确定了LNG液池的最大面积,并以此分析了LNG流淌火灾的辐射危害。研究结果表明:对于相同的泄漏条件,3种方法模拟的泄漏LNG水面扩展动态过程相似,一般情况下,FLACS模型,FERC模型和Fay模型所计算的最大液池半径依次增大;由于FERC模型与FLACS软件的模拟结果接近且偏于保守,故此在一般的工程应用时,采用FERC模型即可方便快捷地获得较为准确的结果。     

基于IWRAP模型的跨海大桥建设通航风险研究

为支撑跨海大桥建设决策,对拟建桥梁水域通航风险进行预测,采用IWRAP模型对通航风险进行量化,运用分布函数对观测桥梁水域航道/航路船舶流量进行拟合,构建风险分析模型,计算桥梁水域通航风险水平;根据设定桥梁通航标准,类比拟建桥梁水域内已建成桥梁桥区交通流分布情况,预测桥梁建成后船舶流量分布函数并计算通航风险水平,通过对比得出跨海大桥建设带来的通航风险变化。研究结果表明：运用IWRAP模型预测跨海大桥建设的通航风险较为合理。     

基于C-OWA算子和证据理论的船舶夜航光环境安全评价

为了更好地保障船舶夜航安全,基于船舶夜航光环境的特殊性和船舶夜航的风险性,构建船舶夜航光环境证据理论评价模型。首先,建立以信号灯误导、眩光干扰、频闪污染、光导致疲劳等4个决策层为基础的船舶夜航光环境评价指标体系;其次,运用C-OWA算子处理专家对指标的决策数据,判断光环境对船舶夜航安全的影响程度;最后,将证据理论模型应用于大连大窑湾港的夜航光环境中。结果表明:该光环境安全性高,对船舶夜航安全的影响小。构建的模型为港口、航道以及其他船舶夜航光环境水域安全评价提供了一定的参考依据。