一种分类量化的海底电缆风险评估概率分析方法技术

本发明专利技术属于海底电缆工程技术领域，具体涉及一种分类量化的海底电缆风险评估概率分析方法。它通过对海底电缆所处坏境的综合分析，辨识出海底电缆的风险源，针对主要危险源建立起分类、量化的风险评估概率模型，通过模型计算可得出不同保护情况下海底电缆的事故重现期，解决了人为风险、尤其是锚害风险概率计算等问题，通过对海底电缆工程风险的分类量化评估，可有的放矢地制定海底电缆的保护方案，提高海底电缆运行的安全可靠性，具有显著的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海底电缆工程
，具体涉及一种分类量化的海底电缆风险评估概率分析方法。
技术介绍
随着我国的技术进步和经济发展，特别是国家“海洋战略”的全面实施，海底电缆输电工程近年来呈现快速发展的特点。海底电缆工程通常是连接海峡两侧电网或者大陆向海岛供电的重要通道，往往造价昂贵、施工抢修极其复杂，一旦发生故障，系统将解列，后果严重。因此，海底电缆的安全、可靠运行至关重要。在工程设计阶段，准确判断电缆面临的风险源、有效评估电缆面临的风险等级关乎着工程投入及工程投运后电缆的安全运行。国内外海底电缆工程在建设前期往往参考石油管道等工程经验，采取全程机械保护或不保护的方法。这种做法没有与实际风险情况结合起来，也没有对风险情况、风险概率进行量化计算。因此，虽然国内外已有若干条已建的海底电缆工程，但真正针对海底电缆风险评估开展的工作极少，几乎没有可以直接借鉴的经验。基于此，有必要针对海底电缆面临的海洋环境，结合海底电缆自身特性，对海底电缆的风险源进行辨识，提出一种分类量化的海底电缆风险评估概率分析方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种分类量化的海底电缆风险评估概率分析方法。本方法在对海底电缆面临的风险源进行辨识的基础上，基于风险的概念，提出针对不同风险源的概率分析计算方法。本专利技术采用的技术方案是：一种分类量化的海底电缆风险评估概率分析方法，包括以下步骤：(1)根据海底电缆敷设处的地理和地质环境，确定海底电缆的风险源；(2)对海底电缆的风险源进行统计分析，得到影响海底电缆安全的主要危险源，包括落物击中、沉船击中、搁浅撞击、拖锚击中和落锚击中；(3)针对步骤2中不同类型的主要危险源，分别建立分类、量化的风险评估模型；(4)求解不同类型主要危险源的风险评估模型，将不同类型主要危险源的风险评估模型相加即得到事故重现期。进一步地，所述步骤(1)中海底电缆敷设处的地理和地质环境包括渔场环境、电缆登陆点的港口海事活动的频繁程度、水路船只抛锚的情况、大陆架的长度和路由的水深。进一步地，所述步骤(1)中海底电缆的风险源包括电缆自身风险、自然风险和人为风险，其中：所述电缆自身风险为海底电缆的类型、材料、结构因素引起的风险；所述自然风险为海底地理环境、地质条件因素引起的风险，包括海底滑坡、塌方、泥沙运动和地震；所述人为风险主要为海面人为活动引起的风险，包含捕鱼、抛锚、钻井、海面船只作业。进一步地，所述步骤(3)中建立落物击中的风险评估模型为： P hit , sl , r = P hit , r · L sl · ( D + B / 2 + B / 2 ) A r ]]>式中Phit,sl,r为每年环形半径r范围内落物击中海底电缆上的概率；Phit,r为击中在环形范围内的概率；Lsl为环形范围内海底电缆的长度；D为海底电缆直径，B为落物宽度，Ar为半径为r的环形面积；其中Phit,r＝P(ri＜x≤r0)＝P(x≤r0)-P(x≤ri) P ( x ≤ r ) = ∫ - r r p ( x ) dx ]]> p ( x ) = 1 2 π δ e 1 2 ( x δ ) 2 ]]>式中p(x)为坠落物到达海底位置与坠落点位置之间的水平距离x的概率密度，x为坠落物在海底偏移的水平距离，δ为横向偏移距离，ri为环形范围内的最小半径，r0为环形范围内的最大半径。进一步地，所述步骤(3)中建立沉船击中的风险评估模型为： F Hit = 2 L sin k S A sin k · P a ]]>式中FHit为沉船击中海底电缆的概率；Pa为船舶沉没的比率，Lsink为沉没船只的船长，S为电缆的暴露长度；Asink关键的沉船区域面积。进一步地，所述步骤(3)中建立搁浅撞击的风险评估模型为：FHit＝K1PShipPac式中FHit为每年搁浅船只击中海底电缆的概率；Pac为船舶搁浅概率，K1为考虑在电缆区域漂移搁浅的修正因子；Pship为足够大尺寸的船舶在区域内能够造成电缆损坏的比率。进一步地，所述步骤(3)中建立拖锚击中的风险评估模型为： F Hit = N ship [ 1 - P Human ] F 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分类量化的海底电缆风险评估概率分析方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据海底电缆敷设处的地理和地质环境，确定海底电缆的风险源；(2)对海底电缆的风险源进行统计分析，得到影响海底电缆安全的主要危险源，包括落物击中、沉船击中、搁浅撞击、拖锚击中和落锚击中；(3)针对步骤2中不同类型的主要危险源，分别建立分类、量化的风险评估模型；(4)求解不同类型主要危险源的风险评估模型，将不同类型主要危险源的风险评估模型相加即得到事故重现期。

【技术特征摘要】
1.一种分类量化的海底电缆风险评估概率分析方法，其特征在于，包
括以下步骤：
(1)根据海底电缆敷设处的地理和地质环境，确定海底电缆的风险源；
(2)对海底电缆的风险源进行统计分析，得到影响海底电缆安全的主
要危险源，包括落物击中、沉船击中、搁浅撞击、拖锚击中和落锚击中；
(3)针对步骤2中不同类型的主要危险源，分别建立分类、量化的风
险评估模型；
(4)求解不同类型主要危险源的风险评估模型，将不同类型主要危险
源的风险评估模型相加即得到事故重现期。
2.根据权利要求1所述的一种分类量化的海底电缆风险评估概率分析
方法，其特征在于：所述步骤(1)中海底电缆敷设处的地理和地质环境包
括渔场环境、电缆登陆点的港口海事活动的频繁程度、水路船只抛锚的情
况、大陆架的长度和路由的水深。
3.根据权利要求1所述的一种分类量化的海底电缆风险评估概率分析
方法，其特征在于：所述步骤(1)中海底电缆的风险源包括电缆自身风险、
自然风险和人为风险，其中，
所述电缆自身风险为海底电缆的类型、材料、结构因素引起的风险；
所述自然风险为海底地理环境、地质条件因素引起的风险，包括海底
滑坡、塌方、泥沙运动和地震；
所述人为风险主要为海面人为活动引起的风险，包含捕鱼、抛锚、钻
井、海面船只作业。
4.根据权利要求1所述的一种分类量化的海底电缆风险评估概率分析
方法，其特征在于，所述步骤(3)中建立落物击中的风险评估模型为：
P hit , sl , r = P hit , r · L sl · ( D + B / 2 + B / 2 ) A r ]]>式中Phit,sl,r为每年环形半径r范围内落物击中海底电缆上的概率；Phit,r为击中在环形范围内的概率；Lsl为环形范围内海底电缆的长度；D为海底
电缆直径，B为落物宽度，Ar为半径为r的环形面积；
其中
Phit,r＝P(ri＜x≤r0)＝P(x≤r0)-P(x≤ri)
P ( x ≤ r ) = ∫ - r r p ( x ) dx ]]> p ( x ) = 1 2 π δ e 1 2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，赵远涛，吴庆华，罗楚军，郑伟，吴高波，赵全江，马凌，黄欲成，李翔，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42