基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法技术

本发明专利技术涉及一种基于结构化事故案例库的过程安全数据挖掘与事故预警方法，主要解决现有技术中石化装置过程安全数据缺少有效挖掘手段、过程安全未遂事件与事故无法关联、事故案例库不能直接用于事故预警的问题。本发明专利技术通过采用一种基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法，包括如下步骤：(1)建立石化装置事故案例逻辑树；(2)建立石化装置事故致因逻辑树；(3)开发数据挖掘模块；(4)开发过程安全数据分析与事故预警模块；(5)实现事故演化路径预测与事故情景构建的技术方案较好地解决了上述问题，可用于过程安全数据挖掘与事故预警中。

【技术实现步骤摘要】
基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法
本专利技术涉及一种基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法。
技术介绍
石化企业存在高温、高压、易燃、易爆、中毒等危险性，一旦发生事故极易造成重大人员伤亡和财产损失。通过将过程安全未遂事件与重大事故关联起来，将过程安全未遂事件作为早期事故预警的指标，减少未遂事件的发生，可以有效预防重大事故的发生。但是，目前过程安全事故与过程安全未遂事件管理存在很多问题：(1)事故案例库中的案例以为文本形式存储，未经深入研究，不能直接用于事故预警；(2)目前过程安全未遂事件样本难于搜集，企业缺乏未遂事件搜集的科学方法和成熟工具，获得的过程安全未遂事件数量少、质量不高，对过程安全管理缺乏指导意义；(3)大量的工业数据缺少有效的分析和挖掘手段，其中的过程安全数据不能转化为过程安全未遂事件，用于事故早期预警，并为过程安全管理提供量化指标；(4)对重大过程安全事故与过程安全未遂事件关联关系的研究很少，重大事故的研究成果难以转变为日常安全管理的有效工具；(5)企业缺乏过程安全未遂事件分级方法，不能抓住重点进行事故防范，从而形成强化管理的有力抓手。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中石化装置过程安全数据缺少有效挖掘手段、过程安全未遂事件与事故无法有效关联、事故案例库不能直接用于事故预警的问题，提供一种新的基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法，包括如下步骤：(1)建立石化装置事故案例逻辑树；(2)建立石化装置事故致因逻辑树；(3)开发数据挖掘模块；(4)过程安全数据分析与事故预警；(5)事故演化路径预测与事故情景构建。上述技术方案中，优选地，使用逻辑树分析方法对典型石化装置火灾爆炸事故进行分析，绘制事故案例逻辑树。上述技术方案中，优选地，根据石化装置事故的机理，对事故案例逻辑树进行概括和归纳；根据石化装置异常工况与重大事故的关联关系,梳理常见的事故模式；根据系统失效机理和生产经验，预测可能的事故模式；总结上述事故模式，建立囊括各种事故可能性、不同演化路径的完整事故致因逻辑树，并与相应的事故案例逻辑树对应。上述技术方案中，优选地，建立过程安全未遂事件词库，按照事故形态，对事故案例逻辑树、事故致因逻辑树中分解出的哨兵事件进行归纳和分类，提取关键词,建立过程安全哨兵事件词库。上述技术方案中，优选地，开发数据处理模块，从DCS数据、报警记录、操作日志、调度记录中提取异常工况数据，并自动将数据转换为搜索引擎可以识别的语言，获取过程安全相关事件。上述技术方案中，优选地，开发基于程安全哨兵事件词库的数据挖掘工具，从海量的过程安全相关事件中挖掘过程安全未遂事件信息，并进行事件描述。上述技术方案中，优选地，建立过程安全事件数据库与分析系统,使用过程安全哨兵事件筛选标准，根据事件相关性指数和潜在后果指数，使用决策矩阵，对过程安全未遂事件进行风险分级，确定高风险事件，并进行在线实时预警，并分析直接原因、管理原因和根原因；分析事件规律和趋势，为过程安全管理提供量化指标。上述技术方案中，优选地，根据事件在事故树中的位置，研究可能的事故演化路径，结合现场实际，预测可能的事故场景和事故形态，提出事故预警，并提出切断事故发展路径的对策措施。本专利开发了一种根据化学事故的机理进行事故分析和解构的方法，可以对事故进行解构，得到大量中间事件，从中间事件中筛选出主动事件、被动事件，从而获得了大量与高后果未遂事件等价的、高质量的事件样本，用于未遂事件的基础研究和应用研究，从而提出了未遂事件研究的新思路，解决了目前国内外未遂事件研究中的最大难点。提出一种结构化事故数据库的建库方法，按照火灾爆炸事故的形态，建立各种形态的火灾、爆炸事故致因逻辑树(标准树)，以标准树为纲，汇总大量事故案例逻辑树案例，建立事故致因逻辑树数据库。结构化事故数据库可以为未遂事件风险分级、事件演变和发展趋势研判、事故后果预测提供支持。本专利提出一种对过程安全未遂事件进行分级和筛选的方法，用于判断过程安全未遂事件的风险等级，筛选出高风险过程安全未遂事件，从而明确事故防范的重点，企业可以通过加强高风险过程安全未遂事件的管理，抓住重点进行事故防范，形成强化管理的有力抓手。本专利提出一种基于逻辑树的过程安全未遂事件词库建库方法，通过对事故分析和解构得到的大量主动事件、被动事件进行归纳和分类，结合工艺技术规程等技术资料，建立过程安全未遂事件搜集指南，提取关键词，建立过程安全哨兵事件词库。过程安全哨兵事件词库可以与搜索引擎配合，从DCS数据、检维修记录中检索出过程安全未遂事件，使得未遂事件搜集由目前的人工进行改为计算机搜集、批量处理，可以从海量的装置工艺、设备数据中筛选，大大提高了未遂事件搜集的效率。本专利可提高重大事故防范的针对性和有效性，实现过程安全未遂事件管理的精细化、科学化，实现重大事故预警，提高炼化装置事故及风险的识别、预防和控制水平，提高应急处置能力，减少事故的发生，取得较好的技术效果。图说明图1本专利技术所述方法的流程示意图；图2过程安全未遂事件筛选标准——决策矩阵；图2中，L：低风险；M：中等风险；H：高风险；图3英国邦斯菲尔德事故储罐爆炸事故的逻辑树；图4泄漏着火型储罐爆炸的事故致因逻辑树(标准树)；图5某轻质油罐区爆炸事故；图6某油库爆炸事故；图7常规事故案例库示意图；图8某锅炉爆炸事故逻辑树。下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。具体实施方式【实施例1】一种基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法，如图1所示，本专利技术采用的技术方案如下：1、建立石化装置事故案例逻辑树数据库。使用逻辑树分析方法对典型石化装置火灾爆炸事故进行分析，绘制事故案例逻辑树。2、建立石化装置事故致因逻辑树数据库。根据石化装置事故的机理，对事故案例逻辑树进行概括和归纳；根据石化装置异常工况与重大事故的关联关系,梳理常见的事故模式；根据系统失效机理和生产经验，预测可能的事故模式；总结上述事故模式，建立囊括各种事故可能性、不同演化路径的完整事故致因逻辑树，并与相应的事故案例逻辑树关联。3、开发数据挖掘模块。(1)建立过程安全哨兵事件词库。按照事故形态，对事故案例逻辑树、事故致因逻辑树中分解出的哨兵事件进行归纳和分类，提取关键词,建立过程安全哨兵事件词库。(2)开发数据处理模块，从DCS数据、报警记录、操作日志、调度记录中提取异常工况数据，如超温、超压、阀门动作、压缩机停机等，并自动将数据转换为搜索引擎可以识别的语言，获取过程安全相关事件。(3)开发基于过程安全哨兵事件词库的数据挖掘工具，从海量的过程安全相关事件中挖掘过程安全未遂事件(图2)信息，并进行事件描述。4、过程数据分析与事本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法，包括如下步骤：(1)建立石化装置事故案例逻辑树；(2)建立石化装置事故致因逻辑树；(3)开发数据挖掘模块；(4)过程数据分析与事故预警；(5)事故演化路径预测与事故情景构建。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法，包括如下步骤：(1)建立石化装置事故案例逻辑树；(2)建立石化装置事故致因逻辑树；(3)开发数据挖掘模块；(4)过程数据分析与事故预警；(5)事故演化路径预测与事故情景构建。


2.根据权利要求1所述基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法，其特征在于使用逻辑树分析方法对典型石化装置火灾爆炸事故进行分析，绘制事故案例逻辑树。


3.根据权利要求1所述基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法，其特征在于根据石化装置事故的机理，对事故案例逻辑树进行概括和归纳。


4.根据权利要求1所述基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法，其特征在于建立过程安全未遂事件词库，按照事故形态，对事故案例逻辑树、事故致因逻辑树中分解出的哨兵事件进行归纳和分类，提取关键词,建立过程安全哨兵事件词库。


5.根据权利要求1所述基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法，其特征在于开发数据处理模块，从DCS数据、报警记录、操作日志、调度记录中提取异常工况数据，并自动将数据转换为搜索引擎可以识别的语言，获取过程安全相关事件。


6.根据权利要求1所述基于结构化事故数据库的过程安全数据挖掘与事故预警方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延平，姜春明，卢均臣，蒋骏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11