天然气管道失效个人生命风险评价技术研究

为研究天然气长输管道失效个人生命风险,提出一种以人员伤亡概率为指标的天然气管道失效后果风险评价方法。基于天然气管道的失效概率和失效致死长度参数,建立天然气长输管道生命风险评价模型。用该模型,对国内某城市住宅小区内带腐蚀缺陷的天然气管线进行定量风险分析。借鉴英国天然气输送公司数据,确定天然气管线个人生命风险值。案例证明,用所建立的天然气管道失效个人生命风险评价模型能够有效地分析带缺陷天然气管道失效后果,实现天然气管道的个人安全生命风险全定量评价。     

基于CFD的深水钻井溢油事故定量风险评估

针对深水钻井作业过程中的井喷溢油问题,基于计算流体力学(CFD)方法,通过UDF函数给定海流流剖面、波浪入口边界条件和海水静压分布情况,结合标准k-ε方程,采用VOF模型实现对油、气、水三相自由面的追踪,建立了溢油扩散事故数值仿真模型,评估深水条件下溢油扩散危害区域,研究海流流速、溢油量对原油扩散的影响。结果表明,海流流速和溢油量是原油扩散行为和危害区域分布范围的重要影响因素。     

利用SLIM方法计算海上关井作业中人的可靠性

人的可靠性对于关井作业的成功实施至关重要。为了定量评价海上关井作业中人的可靠性,提出了导致海上关井人员失误的六个影响因素,包括两个环境因素和四个组织管理因素。以起下钻杆过程中的关井作业为例,通过对海上钻井专家进行问卷调查,求取了不同因素对各个关井步骤的影响权重。将六个影响因素的质量评级划分为A,B,C,D,E,F六个等级,在评级均为C的情况下,利用成功似然指数法求取了每个关井步骤中人的可靠性的平均值。为评价作业方的组织管理质量对人的可靠性的影响,将四个组织管理因素的评级提高到B级,结果表明关井成功率大幅提高,作业方的组织管理水平对于关井作业的成功实施至关重要。     

基于层次模块消元法的贝叶斯网络算法研究

贝叶斯网络对于解决复杂设备不确定性引起的故障具有优势。考虑到多数情况下贝叶斯网节点的联接形式均为汇合联接,分析了常见的汇合联接形式,提出一种新的算法,即层次模块消元法。该算法首先根据装置故障形式及特点,构建贝叶斯网;然后将构建的贝叶斯网进行分层,各层组成一个新的模块;接着分别计算新模块在各种状态下的概率;最后将各层次模块结合在一起,求得叶节点各种状态下的概率。实例应用表明,层次模块消元法与桶消元法计算结果一致,适合装置各种状态概率计算。     

溢油对小新月菱形藻氨基酸相对含量变化的影响

以小新月菱形藻(Nitzschia closterium)为受试生物,在96 h急性毒性实验条件下,设置不同浓度的180#燃料油分散液(WAF),分析小新月菱形藻细胞内氨基酸相对含量的变化.结果表明,随着培养时间增加,对照组(Ctrl)和低浓度WAF(1%和3%)中丙氨酸和组氨酸相对含量呈上升趋势,而在高浓度WAF(5%、7%和10%)组中丙氨酸无明显变化趋势,组氨酸则呈先降低后升高的趋势.在对照组和低浓度WAF组(1%和3%)下,半胱氨酸相对含量随培养时间增加而减少,而高浓度WAF(5%、7%和10%)下,变化趋势与低浓度相反.在各WAF浓度下,脯氨酸相对含量均随着培养时间的增加而增加,而天冬氨酸的变化正好与脯氨酸相反.因此,本研究发现小新月菱形藻内的主要氨基酸对180#燃料油分散液具有敏感的生化反应,可作为海洋污染检测的一种新途径.     

基于Tripod-Beta模型的船舶火灾事故风险分析

为深入分析船舶火灾事故风险因素及其后果产生的影响,通过分析1991-2017年全球船舶火灾事故调查报告,从人员、管理、船舶设备、货物、环境5个方面对船舶火灾影响因素进行识别研究;采用三脚架事故致因模型(Tripod-Beta model),构建考虑安全栅的船舶火灾事故情景演化模型,识别船舶火灾关键影响因素;并在样本量较少的情况下,采用信息扩散理论计算船舶火灾发生率;最后,利用布尔函数和风险矩阵,对船舶火灾事故风险进行评价研究。结果表明:船员不安全行为和船舶设备表面过热、设备短路是船舶火灾事故的关键风险因素;事故后果链中安全栅遭到破坏时,船舶火灾风险处于不希望发生范围内。该方法能有效评估船舶火灾风险的等级,满足海事管理部门的监管工作需求。     

基坑放坡开挖对下方既有地铁隧道影响计算及风险预测

为研究基坑放坡开挖对下方既有地铁隧道的影响以及预测隧道结构的风险,通过改进的计算方法得到放坡开挖基坑引起下方既有地铁隧道的竖向和横向附加荷载、位移、相对变形曲率共6个隧道结构安全的物理表现因子;将位移计算结果与前人理论计算结果、实测数据对比验证,并分析各土层物理力学参数对6个因子的敏感性;最后,基于正态分布概率模型对较敏感的土层物理力学参数随机取值,利用蒙特卡罗方法计算6个因子各级风险发生的概率和竖向、横向2类因子综合影响下隧道结构各级风险发生的总概率。研究结果表明:与原来仅限于矩形开挖基坑的计算方法相比,改进后的计算方法适用范围更广、实用性更强;在算例二分析中,隧道竖向位移和相对变形曲率超过控制值的概率分别为12%和68.7%,其余因子均为0,隧道竖向相对变形曲率是隧道结构处于不安全状态的最主要因子;若不采取预防措施,隧道结构将有高达73.27%的概率处于不安全状态,其中有68.7%的概率处于很不安全状态。     

RBF神经网络可靠度分析方法在边坡稳定性研究中的应用

针对边坡稳定性可靠度分析,当状态函数无法显式表达且传统计算方法求解复杂问题困难时,提出一种基于ABAQUS和粒子群优化径向基函数神经网络的可靠度分析方法。基于ABAQUS的强度折减方法计算所选随机变量对应的安全系数,利用径向基函数神经网络的数据拟合功能,建立模型并映射出安全系数和随机变量之间的关系,构造响应面功能函数;利用蒙特卡罗生成的大量随机样本代入功能函数得到相应的安全系数,进而计算边坡的失稳概率和可靠度指标来反映边坡稳定性。研究结果表明:相对于传统方法,本文方法计算效率更高、误差更小,适合实际工程应用。     

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。     

GPS/GSM/GIS海上溢油跟踪监测系统的研究

在车载GPS监控系统的基础E研究开发了一种漂浮移动性能与溢油相似的、并具有GPS接收和发送功能的GPS浮标。在溢油事故发生后立即将其投放存厚油膜层中随油膜一起漂移。监测中心通过GSM移动通信网实时接收GPS浮标发出的定位信息，并应用地理信息系统技术实现对溢油位置、漂移速度、轨迹、方向的实时跟踪和信息显示．从而为溢油应急指挥提供一种准确实时、成本低廉、全天候的溢油全程监测手段。