一种基于突变理论的铝粉爆炸风险评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于突变理论的铝粉爆炸风险评估方法，属于工业灾害风险评估技术领域。该方法包括：首先通过初始评价系统对铝粉爆炸的铝制品厂的相关主要影响因素进行初步测评，对影响铝制品厂的相关主要因素进行初步计算；然后通过所述风险评估系统进行二次评估，风险等级评价系统借助于突变理论构建层次结构模型，对评价目标进行多层次分解，利用归一化公式计算出总突变隶属函数值，实现了工厂安全等级评价与动态评价；最后将所得评估结果传输给所述预警系统，经所述预警系统对安全等级进行预警分级。本发明专利技术避免了常用工厂安全评价中权重获取受主观影响的问题，又从铝制品厂系统的内在作用机制得到更为准确的评价结果。

A Risk Assessment Method for Aluminum Powder Explosion Based on Catastrophe Theory

【技术实现步骤摘要】
一种基于突变理论的铝粉爆炸风险评估方法
本专利技术涉及工业灾害风险评估
，具体涉及一种铝粉爆炸风险评估方法。
技术介绍
随着现代工业的发展，抛光工艺得到越来越多的应用，使得粉末产物日益增多，粉尘爆炸的危险性越来越大。近年来出现的铝粉爆炸事故不得不引起重视，而铝粉爆炸的研究在我国起步较晚，建国以前基本处于空白状态。随着社会经济的发展和铝粉爆炸的不断发生，防爆思路逐渐由以往的事故发生后的“被动防爆”向灾害风险管理的“主动防爆”转变。目前，虽然我国在铝粉爆炸风险性研究方面有了一定的基础，但由于这些评价方法既复杂又难以正确处理权重问题，且未能很好地实现动态的安全评价。因此，为铝制品厂提供一个风险评估突变模型，以预防铝粉爆炸提高铝制品厂安全状态为目标为管理者提供参考就显得十分重要。铝粉爆炸事故的发生与发展，受具有不确定性、随机性与模糊性特点的诸多因素的影响与控制，是一个具有突跳性、不可逆性、系统性的复杂过程。由于突变理论是一种比较成熟且相对完善的奇点理论，是系统的状态随不断变化的外部控制参数而产生间断性改变的数学理论，并且该理论常被用于认识和预测复杂系统的状态行为。
技术实现思路
为了解决现有技术缺少基于突变理论的铝粉爆炸风险评估这一缺陷，本专利技术提供了一种基于突变理论的铝粉爆炸风险评估方法；旨在为铝制品厂提供一个风险评估的突变模型，既要避免原始数据采集、指标权重分配方面主观性强的缺点，又要从铝制品厂系统的内在机制获得更为准确的风险性等级。其技术解决方案包括：一种基于突变理论的铝粉爆炸风险评估方法，其所采用的风险评估系统包括初始评价系统、风险评价系统及预警系统，所述的评估方法依次包括以下步骤：a、通过所述的初始评价系统对铝粉爆炸的铝制品厂的相关主要影响因素进行初步测评，对影响铝制品厂的相关主要因素进行初步计算，其中，涉及的因素有C1安全培训教育、C2岗位规章制度、C3应急救援预案、C4隐患排查治理、C5安全意识、C6违规操作、C7专业素质主要通过现场调查方法获取，C8除尘系统、C9通风系统、C10防爆设施、C11防雷电系统、C12温度和湿度、C13氧气浓度、C14初始压力、C15工厂的建设标准；b、通过所述风险评估系统进行二次评估b1、构建层次结构模型，根据系统的内在作用机制，将总目标进行多层次主次矛盾分解，先主后次排列成倒立的树枝状结构，逐层向下分解，直至分解到可以计量的评价指标为止；其中，准则层由B1管理制度、B2操作员工、B3设施设备和B4环境因素组成，B1管理制度由指标层的C1安全培训教育、C2岗位规章制度、C3应急救援预案、C4隐患排查治理组成，B2操作员工由指标层的C5安全意识、C6违规操作、C7专业素质组成，B3设施设备由指标层的C8除尘系统、C9通风系统、C10防爆设施、C11防雷电系统组成，B4环境因素由指标层的C12温度和湿度、C13氧气浓度、C14初始压力、C15工厂的建设标准组成；b2、评价指标进行无量纲化处理其中，C12温度和湿度、C13氧气浓度、C14初始压力为正指标；C1安全培训教育、C2岗位规章制度、C3应急救援预案、C4隐患排查治理、C5安全意识、C6违规操作、C7专业素质、C8除尘系统、C9通风系统、C10防爆设施、C11防雷电系统、C15工厂的建设标准为负指标；对于所述正指标按照式(1)进行标准化：对于所述负指标按照式(2)进行标准化：式(1)、式(2)中，xi为评价指标值；xi'为评价指标的标准化值；xmin和xmax分别为评价指标的最小值和最大值；b3、按照不同模型的归一化公式计算突变级数在确定控制变量的数目后就可以选择对应的初等突变模型，按照不同模型的归一化公式和最底层指标的无量纲数据逐层向上计算突变级数，最终求出总突变级数进行评价；b4、划分铝制品厂安全等级将铝制品厂安全等级划分为4个等级，分别为优秀、良好、中等、较差；首先，将铝粉爆炸风险性各等级的单指标值进行标准化，然后将其带入到相应模型的归一化公式中计算，并得到突变级数的等级标准；最后，将待评样本的总突变级数与突变级数的等级标准进行比较，从而确定待评铝制品厂安全等级；c、将步骤b所得评估结果传输给所述预警系统，经所述预警系统对安全等级进行预警分级。作为本专利技术的一个优选方案，步骤b3中归一化公式的推导步骤为：突变系统的势函数为F(x)，其中x表示状态变量，x的系数u、v、w、t表示控制变量，通过对F(x)求一阶导数，并令F'(x)＝0，得到它的平衡曲面；通过对F(x)求二阶导数，并令F"(x)＝0，得到平衡曲面的奇点集；由方程F'(x)＝0和F"(x)＝0联立求解，得分歧方程；当各控制变量满足分歧方程时，系统将发生突变，通过分解形式的分歧方程可导出归一化公式。与现有技术相比，本专利技术带来了以下有益技术效果：1)本专利技术全面分析了影响铝粉爆炸的各种因素，在进行铝粉爆炸分析时可以自动获取影响因素，提高了工作效率，也避免了人为探寻铝粉爆炸因素的不准确性；2)铝粉爆炸的发生过程与突变理论完美契合，突变理论运用生动的数学工具描述了铝粉爆炸这一突跳、不可逆的复杂过程，准确刻画了铝粉爆炸的机理，精确评估了铝粉爆炸的风险性。3)突变理论根据系统的内在作用机制，将总目标进行多层次主次矛盾分解，且将评价指标按先主后次排序，该理论采用定性与定量相结合的方法，不仅权衡了各评价指标的相对重要性，而且避免了评价指标权重分配方面主观性强的缺点；4)本专利技术评估得出的结果可以通过分层预警系统将型号传达给管理人员或职工，可以达到及时准确的效果，有效地给员工生命安全提供了保障。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步说明：图1为本专利技术铝粉爆炸风险评价方法流程图；图2是本专利技术基于突变理论构建的评价指标体系与层次结构模型。具体实施方式本专利技术提出了一种基于突变理论的铝粉爆炸风险评估方法，为了使本专利技术的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本专利技术做详细说明。结合图1和图2所示，本专利技术一种基于突变理论的铝粉爆炸风险评估方法，其所采用的评估系统包括初始评价系统、风险等级评价系统和分级预警系统。一、初始评价系统的评价步骤如下：1、确定评价指标体系以发生铝粉爆炸的铝制品厂为研究对象，选取影响工厂安全的主要因素，主要包括：C1安全培训教育：反映了工厂管理人员对于员工安全教育的重视程度及员工对安全规章制度的熟悉程度，安全培训教育开展越成功，铝粉爆炸的危险度越小。C2岗位规章制度：此制度可以实现以最小合理的投入安全有效地达到最大产出合格产品、现场整洁之管理目的。岗位规章制度制定越规范、详实，爆炸发生的概率越小。C3应急救援预案：决定了事故发生时应急救援的范围和体系，使应急管理不再无据可依，无章可循。应急救援预案越详实，降低事故损失的可能性越大。C4隐患排查治理：指对高危行业等重点行业的排查治理。排查治理隐患越充分，工厂越安全。C5安全意识：安全意识越高，发生铝粉爆炸的危险度越低。C6违规操作：杜绝违章操作现象是企业预防事故发生的重要手段。违规操作越多，铝粉爆炸发生的危险度越大。C7专业素质：决定了员工在日常生产活动中是否能严格按照正确的操作规程进行生产活动，这在很大程度上影响了是否会因为人的因素而导致的潜在危险因素。C8除尘系统：除尘系统性能的好坏直接决定了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于突变理论的铝粉爆炸风险评估方法，其特征在于:其所采用的风险评估系统包括初始评价系统、风险评价系统及预警系统，所述的评估方法依次包括以下步骤：a、通过所述的初始评价系统对铝粉爆炸的铝制品厂的相关主要影响因素进行初步测评，对影响铝制品厂的相关主要因素进行初步计算，其中，涉及的因素有C1安全培训教育、C2岗位规章制度、C3应急救援预案、C4隐患排查治理、C5安全意识、C6违规操作、C7专业素质主要通过现场调查方法获取，C8除尘系统、C9通风系统、C10防爆设施、C11防雷电系统、C12温度和湿度、C13氧气浓度、C14初始压力、C15工厂的建设标准；b、通过所述风险评估系统进行二次评估b1、构建层次结构模型，根据系统的内在作用机制，将总目标进行多层次主次矛盾分解，先主后次排列成倒立的树枝状结构，逐层向下分解，直至分解到可以计量的评价指标为止；其中，准则层由B1管理制度、B2操作员工、B3设施设备和B4环境因素组成，B1管理制度由指标层的C1安全培训教育、C2岗位规章制度、C3应急救援预案、C4隐患排查治理组成，B2操作员工由指标层的C5安全意识、C6违规操作、C7专业素质组成，B3设施设备由指标层的C8除尘系统、C9通风系统、C10防爆设施、C11防雷电系统组成，B4环境因素由指标层的C12温度和湿度、C13氧气浓度、C14初始压力、C15工厂的建设标准组成；b2、评价指标进行无量纲化处理其中，C12温度和湿度、C13氧气浓度、C14初始压力为正指标；C1安全培训教育、C2岗位规章制度、C3应急救援预案、C4隐患排查治理、C5安全意识、C6违规操作、C7专业素质、C8除尘系统、C9通风系统、C10防爆设施、C11防雷电系统、C15工厂的建设标准为负指标；对于所述正指标按照式(1)进行标准化：...

【技术特征摘要】
1.一种基于突变理论的铝粉爆炸风险评估方法，其特征在于:其所采用的风险评估系统包括初始评价系统、风险评价系统及预警系统，所述的评估方法依次包括以下步骤：a、通过所述的初始评价系统对铝粉爆炸的铝制品厂的相关主要影响因素进行初步测评，对影响铝制品厂的相关主要因素进行初步计算，其中，涉及的因素有C1安全培训教育、C2岗位规章制度、C3应急救援预案、C4隐患排查治理、C5安全意识、C6违规操作、C7专业素质主要通过现场调查方法获取，C8除尘系统、C9通风系统、C10防爆设施、C11防雷电系统、C12温度和湿度、C13氧气浓度、C14初始压力、C15工厂的建设标准；b、通过所述风险评估系统进行二次评估b1、构建层次结构模型，根据系统的内在作用机制，将总目标进行多层次主次矛盾分解，先主后次排列成倒立的树枝状结构，逐层向下分解，直至分解到可以计量的评价指标为止；其中，准则层由B1管理制度、B2操作员工、B3设施设备和B4环境因素组成，B1管理制度由指标层的C1安全培训教育、C2岗位规章制度、C3应急救援预案、C4隐患排查治理组成，B2操作员工由指标层的C5安全意识、C6违规操作、C7专业素质组成，B3设施设备由指标层的C8除尘系统、C9通风系统、C10防爆设施、C11防雷电系统组成，B4环境因素由指标层的C12温度和湿度、C13氧气浓度、C14初始压力、C15工厂的建设标准组成；b2、评价指标进行无量纲化处理其中，C12温度和湿度、C13氧气浓度、C14初始压力为正指标；C1安全培训教育、C2岗位规章制度、C3应急救援预案、C4隐患排查治理、C5安全...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海燕，姚庆国，张延松，刘浩，张兴旭，孟祥豹，张新燕，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37