安全仪表系统的应用及发展

探讨安全仪表系统在过程工业中的必要性与重要性,以ISA/S84.01安全仪表系统生命周期为基本框架,介绍安全仪表系统的基本组成和生命周期各阶段的主要工作,阐述安全仪表系统与过程控制系统的异同。研究安全仪表系统设计过程中风险分析与安全完整性水平等的关键技术;总结了目前安全仪表系统所呈现出的新特点、新趋势;指出安全仪表系统未来发展的方向;同时认为安全仪表系统作为一种有效的安全保障措施,应当以风险与危害分析为基础,按照最低合理可行原则,根据对象的不同特点,确定适当的安全完整性水平。该应用研究成果对于安全仪表系统的设计与应用具有一定的指导意义。     

IEC61511标准及在石化行业安全管理中的应用

功能安全的定量评定技术已成为确保石化行业安全生产的重要手段。针对石化行业普遍存在的功能安全问题,笔者以国际电工学会(IEC)专门制定的功能安全评定标准IEC61508及IEC61511为指导,介绍其标准制定的背景、目的、体系结构以及如何利用标准开展石化行业安全联锁系统(Safety Instrumented System,SIS)的安全与误跳车定量分析。通过对SIS开展定量安全评估,可发现联锁功能存在的安全不足与误跳车现象,对于提高我国石化行业安全生产水平具有重要的促进作用,标准中有关寿命周期功能安全管理方法及重要的工程经验也对提高我国石化安全生产水平具有借鉴作用。     

汽车工业中的功能安全研究

介绍了汽车工业中的电气/电子/可编程电子系统,分析了早期汽车生命周期过程、汽车开发和安全的集成过程以及汽车功能安全生命周期的组成,研究了从IEC61508功能安全转变为适用于汽车工业的安全标准的过程,阐述了汽车功能安全中的一些重要概念,给出了汽车功能安全分析的几种方法及其优缺点。     

油气管道完整性管理技术及其进展

阐明油气管道完整性管理的概念、技术内涵及意义。提出油气管道完整性管理的技术流程;指出油气管道完整性管理应包括油气管道的GIS和数据库、风险评价、基于风险检测、适用性评价、管道地质灾害评估、管道维护决策及应急响应等关键技术;评述了国内外油气管道关键技术的研究进展。对进一步完善和发展管道完整性管理技术,加快管道完整性管理法规和标准体系的建设提出了合理化建议。     

The Euler Number as an Index of Spatial Integrity of Landscapes: Evaluation and Proposed Improvement

The spatial integrity of a habitat or landscape is determined by the occurrence of habitat fragments and of perforations inside them. A landscape is said to have less spatial integrity with increasing numbers of fragments and perforations. The Euler number (ε) is a numerical measure of spatial integrity, based upon the difference |n _f −n _p | between the number of fragments (n _f ) and the number of perforations (n _p ). In this contribution, ε is evaluated, and an improvement is presented as a new index ε*, which is a combination of two metrics (ε _i , ε _d ) based on n _f and n _p . The term ε _i quantifies the intensity of perforation and/or fragmentation. The term ε _d measures the extent to which fragmentation predominates perforation, and vice versa. The intensity and dominance measures are combined into an Euclidean distance measure, generating the new ensemble value ε*, calculated as ε*= (n _f +n _p )⁻¹√[1 +n _f ²]. Use, sensitivity, and application of ε*, ε _i , and ε _d are illustrated using percolation maps. Application of the new metrics by environmental scientists is encouraged because (1) no negative values can be generated with ε*, ε _i , and ε _d ; (2) the range of ε*, ε _i , and ε _d is fixed; (3) process dominance and intensity are both assessed; (4) ε*, ε _i , and ε _d are easy to calculate and to interpret; and (5) ε* is not only based upon |n _f −n _p |, as ε is. Guidelines for practical use by means of a biplot of ε _i and ε _d are given.     

WATERSHED URBANIZATION AND CHANGES IN FISH COMMUNITIES IN SOUTHEASTERN WISCONSIN STREAMS1

ABSTRACT: We compared watershed land‐use and fish community data between the 1970s and 1990s in 47 small streams in southeastern Wisconsin. Our goal was to quantify effects of increasing urbanization on stream fishes in what had been a predominantly agricultural region. In the 43 test watersheds, mean surface coverage by agricultural lands decreased from 54 percent to 43 percent and urban lands increased from 24 percent to 31 percent between 1970 and 1990. Agriculture dominated the four reference watersheds, but neither agriculture (65–59 percent) nor urban (4.4–4.8 percent) land‐uses changed significantly in those watersheds during the study period. From the 1970s to the 1990s the mean number of fish species for the test stream sites decreased 15 percent, fish density decreased 41 percent, and the index of biotic integrity (IBI) score dropped 32 percent. Fish community attributes at the four reference sites did not change significantly during the same period, although density was substantially lower in the 1990s. For both the 1970s and 1990s test sites, numbers of fish species and IBI scores were positively correlated with watershed percent agricultural land coverage and negatively correlated with watershed urban land uses, as indexed by percent effective connected imperviousness. Numbers of fish species per site and IBI scores were highly variable below 10 percent imperviousness, but consistently low above 10 percent. Sites that had less than 10 percent imperviousness and fewer than 10 fish species in the 1970s suffered the greatest relative increase in imperviousness and decline in species number over the study period. Our findings are consistent with previous studies that have found strong negative effects of urban land uses on stream ecosystems and a threshold of environmental damage at about 10 percent imperviousness. We conclude that although agricultural land uses often degrade stream fish communities, agricultural land impacts are generally less severe than those from urbanization on a per‐unit‐area basis.     

拉林河流域底栖硅藻群落结构特征及水生态健康评价

随着农业活动的发展,对水域生态系统评估成为受农业活动影响区域水环境管理的有效手段.以我国东北典型水稻种植区拉林河流域为研究区域,调查分析了全流域范围河流内23个样点的底栖硅藻群落结构和水环境理化特征,基于优势种和理化指标的冗余分析（RDA）揭示了底栖硅藻群落生态分布特征并对关键影响因子进行识别.在此基础上应用底栖硅藻生物完整性指数（D-IBI）对拉林河流域水生态系统健康状况进行评价,并分析了底栖硅藻在农业活动区和非农业活动区下的群落结构及不同土地利用类型下的D-IBI.研究结果表明,拉林河流域底栖硅藻群落结构具有明显的空间差异性;D-IBI评价结果显示,拉林河流域水体整体健康状况为一般,农业活动会影响河流生态健康状况.其中,拉林河上游为健康,中游区域为较好至一般,下游区域轻度污染至重度污染.D-IBI和多数环境因子及IBI核心指标有显著或极显著的相关关系,能较好地反映研究区域环境信息,并适用于受农业活动干扰的拉林河流域生态健康评价.     

在役储运装置安全控制系统改造要求

基于对国内在役储运装置(大型储油罐区、站场、长输管道)安全控制/管理现状调研分析,并结合国际国内标准IEC61508和IEC61511(GB/T20438和GB/T21109)及国外石油公司良好的工程实践,开展在役储运装置安全控制系统可靠性研究,制定适应于储运装置成套的安全控制方案,形成在役储运装置安全控制系统设置/管理要求。     

基于微生物完整性指数的苏州市湿地健康评价

为建立在不同区域和不同湿地等大尺度范围内M-IBI（微生物生物完整性指数）评价方法体系,以苏州市15个湿地公园作为研究对象,构建符合区域性特征的生物完整性评价体系并进行应用研究.分别于2015年、2016年和2017年每年的7月对苏州市15个湿地公园的入流口和出流口水质进行采样调查,将采样点分为对照点、受损点和修复点,基于湿地水环境中微生物群落Illumina高通量测序技术,依据候选指标分布范围检验、敏感性分析和相关性检验,筛选出香农指数、前2优势分类单元相对丰度（相对丰度最多的2个属）总和、高温耐受属相对丰度、污染耐受属相对丰度、TN（总氮）敏感属相对丰度5个指标,提出了参数标准化公式和健康评价标准,依此将苏州市湿地健康状态划分为健康、亚健康、一般、较差、差5个等级.结果表明:①在10个受损点3 a所采集的30个样品中,有2个处于较差水平,有5个处于一般水平,有18个处于亚健康水平,有5个处于健康水平;而对于修复点,有23个样点处于健康水平,7个样点处于亚健康水平.②在农业面源污染较多的湿地入流口健康状况最差,工业用水汇入较多的湿地入流口次之,而城市景观水汇入的湿地入流口的健康状况最好.研究显示,M-IBI可以较合理地评价苏州市湿地生态系统健康状况,湿地对水环境的修复作用明显,经修复后的水体均处于健康或亚健康水平.      

安全仪表系统的性能维护及指标值计算

安全仪表系统（SIS）作为保障工业生产安全的重要措施,需要在危险发生时正确地执行其安全功能,采取有效措施维持安全仪表系统在运行阶段的性能是保障系统功能安全的关键。详细阐明了SIS在运行阶段应遵循风险评估分析、安全功能分配文件、安全要求规范、安全分析报告、安全完整性等级符合性等重要文档中的要求,给出了维持SIS安全完整性的主要活动,并在加强旁路、禁止和超驰控制管理,对SIS失效的响应、记录和分析,进行定期检查、维护和功能测试以及安全仪表系统的变更管理等方面提出了要求。提出了SIS的安全性能指标及目标值的简易计算方法,给出失效率更新流程、计算方法和功能安全测试间隔调整技术。所提的技术方法为如何保证安全仪表系统运行阶段的安全性能提供了有力指导,其可操作性强,便于在实际工程中进行应用。