一种多灾耦合下危化品火灾多米诺事故动态风险分析方法技术

本发明专利技术公开了一种多灾耦合下危化品火灾多米诺事故动态风险分析方法，包括基本信息收集；设备在自然灾害作用下的易损性分析，以确定可能的初始事故场景；利用事故参数的分布模型分析不同时间步的设备状态；通过蒙特卡洛模拟对各设备在不同时间步上出现的状态进行统计；完成所有蒙特卡洛模拟后计算动态多米诺事故概率。多灾耦合下，火灾多米诺事故的演化过程具有密切的时间相关性，且事故风险较大。采用本发明专利技术所述方法，可实现大区域化工设备的火灾多米诺事故动态风险评估，为多米诺事故防控提供重要的决策支持。

【技术实现步骤摘要】
一种多灾耦合下危化品火灾多米诺事故动态风险分析方法
本专利技术属于化工过程安全
，具体来说是一种多灾耦合下危化品火灾多米诺事故动态风险分析方法。
技术介绍
我国幅员辽阔，自然灾害频发，而化工聚集区多集中于容易遭受自然灾害影响的沿江沿海地区。依据“产业集聚、布局集中、用地集约”的原则，化工装置分布模式进一步大型化和集约化，使得危化品存量高度集中，初始事故极易产生连锁反应，引发多米诺效应事故。相较于其他工业事故，由自然灾害引发的多灾耦合事故后果更为严重，主要原因包括：事故影响范围大，初始事故可能涉及多个单元；消防设施可能遭受破坏而无法启用；应急人员和装备不足；生命线工程遭受破坏，阻碍应急救援开展。随着气候和环境的变化，以及化工行业的集聚化发展常态，多灾耦合事故出现的频率将越来越高，因此，亟需综合考虑自然灾害因素，开展多灾耦合下的多米诺事故风险分析。近年来，国内外学者采用了基于风险指数的方法(如黄海燕等的《基于贝叶斯网络的事故多级多米诺效应计算方法研究[J].中国安全生产科学技术,2019,015(006):157-161》、王斌等的《一种基于多灾种实时耦合的化工园区实时定量风险评估方法[P]，CN106651153A》、卢颖等的《一种基于PTVA模型的多灾种耦合物理脆弱性评估方法[P]，CN109784602A》和VerseveldH等的《Modellingmulti-hazardhurricanedamagesonanurbanizedcoastwithaBayesianNetworkapproach[J].CoastalEngineering,2015,103(9):1-14》)、基于复杂网络的方法(如LubosB等的《Modelingthedynamicsofdisasterspreadinginnetworks[J].PhysicaStatisticalMechanicsanditsApplications,2006,363(1):132-140》、刘爱华等的《基于复杂网络的灾害链风险评估方法的研究[J].系统工程理论与实践,2015,35(2):466-472》)和基于遥感实测的方法(如RanaS等的《ApplicationofRemoteSensingandGISforcyclonedisastermanagementincoastalarea:acasestudyatBargunadistrict,Bangladesh[J].NetworkingtheWorldwithRemoteSensing,2010,38(1):122-126》)对多灾耦合事故开展研究，为该领域的工作奠定了基础。但相关工作鲜有涉及到对后续可能引发的多米诺效应事故的分析，且多为空间尺度上的静态研究，缺乏对时间尺度上的动态研究。在实际场景中(尤其是火灾)，事故的演化是一个动态过程，与时间因素密切相关，静态的分析方法难以对不同时间步上的风险进行评估。并且，在多灾耦合下，高阶多米诺事故更易发生，而由于可能的事故组合数量巨大，现有的动态风险分析方法难以实现准确分析，会导致多灾耦合事故风险被低估。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种多灾耦合下危化品火灾多米诺事故动态风险分析方法。本方法考虑了实际多米诺事故演化过程中致灾因子在空间上的协同效应和平行效应，在时间上的叠加效应，从时空两个维度分析多灾耦合下火灾多米诺事故的动态风险，能够有效地为事故防控和应急救援提供决策支持。具体实施步骤如下：S1：收集进行动态多米诺效应风险分析的基本信息；S2：根据某一灾害下的设备易损性分析模型，计算各个设备在该灾害作用下的易损性，并分析可能的初始事故场景，计算场景概率；S3：分别对所述可能的初始事故场景中的每一个初始事故场景均采用蒙特卡洛模拟分析方法对各时间步内各个设备的状态进行分析，分别获得每个初始事故场景下的动态多米诺效应概率；S4：结合所有可能的初始事故场景的动态多米诺效应概率，获得整体的动态多米诺概率。进一步地，步骤S1中所述基本信息包括地理位置信息、气象信息、设备空间分布信息和设备储存的危化品信息。进一步地，步骤S2具体包括：根据某一灾害下的设备易损性分析模型，计算各个设备的致损概率；通过各个设备的致损概率计算出对应的可能初始事故场景的场景概率。通过排列组合的方式得到所有初始事故场景，并根据各个设备的致损概率计算出对应的初始事故场景的场景概率；通过事故概率阈值，确定出所有可能的初始事故场景。进一步地，当所述灾害为地震时，所述致损概率其中，Y为Probit模型变量，Y＝k1+k2ln(102PGA)，k1和k2为与储罐类型、危化品填充率相关的参数，PGA为峰值地面加速度，u代表积分变量。进一步地，步骤S3每个初始事故场景采用蒙特卡洛模拟分析方法对各个时间步内各个设备的状态进行分析，并获得动态多米诺效应概率，均具体包括如下步骤：将某一初始事故场景及其场景概率作为蒙特卡洛模拟的输入；进行蒙特卡洛模拟初始化处理，设置每次模拟的基本参数；根据该初始事故场景的事故参数分布模型，通过随机抽样的方式分析各个设备在不同时间步中的状态；不断进行蒙特卡洛模拟，直到模拟次数达到设定值，统计每次模拟中各时间步的事故状态频数；根据事故状态频数计算得到该初始事故场景的动态多米诺效应概率。进一步地，通过将该初始事故场景中各时间步上统计得到的事故状态频数除以模拟总次数，即可得到该初始事故场景的所述动态多米诺效应概率。进一步地，当所述初始事故场景是火灾时，其事故参数分布模型中的事故参数包括有效的应急救援时间、设备中危化品的燃烧完全时间和设备在火灾热辐射作用下的失效时间。进一步地，当所述初始事故场景是火灾时，所述各个设备的状态包括安全状态、火灾事故状态、燃烧完全状态。与现有技术相比，本专利技术能够实现的有益效果至少如下：(1)本方法在分析自然灾害对设备易损性的基础上，考虑了潜在的火灾多米诺事故场景，从即发事故本身和潜在次生事故两个方面分析多灾耦合事故可能导致的严重后果，更符合实际情况。(2)本方法充分考虑所有可能的高阶火灾多米诺事故场景，通过采用蒙特卡洛模拟的方法，可以解决涉及多个设备场景中高阶多米诺链路传播的复杂组合问题，极大地提高了计算效率。(3)本方法在现有多米诺事故分析方法的基础上，既考虑了火灾多米诺链路在空间上的传播过程，还考虑了其在时间上的演化过程，可以根据最新的事故现场信息，实现实时多米诺效应概率的更新。(4)本方法可以在风险分析阶段，评估出多灾耦合下多米诺事故风险高的设备，为安全防护设施的合理布置提供依据；在事故发生后的应急救援阶段，分析出多灾耦合下多米诺事故最可能的传播路径和演化时间，为应急救援行动的开展提供决策支持。附图说明图1是本专利技术所应用的典型案例化工聚集区平面布置图。图2是本专利技术具体实施方式的多灾耦合下的危化品火灾多米诺事故动态风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多灾耦合下危化品火灾多米诺事故动态风险分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：收集进行动态多米诺效应风险分析的基本信息；/nS2：根据某一灾害下的设备易损性分析模型，计算各个设备在该灾害作用下的易损性，并分析可能的初始事故场景，计算场景概率；/nS3：分别对所述可能的初始事故场景中的每一个初始事故场景均采用蒙特卡洛模拟分析方法对各时间步内各个设备的状态进行分析，分别获得每个初始事故场景下的动态多米诺效应概率；/nS4：结合所有可能的初始事故场景的动态多米诺效应概率，获得整体的动态多米诺概率。/n

【技术特征摘要】
1.一种多灾耦合下危化品火灾多米诺事故动态风险分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：收集进行动态多米诺效应风险分析的基本信息；
S2：根据某一灾害下的设备易损性分析模型，计算各个设备在该灾害作用下的易损性，并分析可能的初始事故场景，计算场景概率；
S3：分别对所述可能的初始事故场景中的每一个初始事故场景均采用蒙特卡洛模拟分析方法对各时间步内各个设备的状态进行分析，分别获得每个初始事故场景下的动态多米诺效应概率；
S4：结合所有可能的初始事故场景的动态多米诺效应概率，获得整体的动态多米诺概率。


2.根据权利要求1所述的一种多灾耦合下危化品火灾多米诺事故动态风险分析方法，其特征在于，步骤S1中所述基本信息包括地理位置信息、气象信息、设备空间分布信息和设备储存的危化品信息。


3.根据权利要求1所述的一种多灾耦合下危化品火灾多米诺事故动态风险分析方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
根据某一灾害下的设备易损性分析模型，计算各个设备的致损概率；
通过排列组合的方式得到所有初始事故场景，并根据各个设备的致损概率计算出对应的初始事故场景的场景概率；
通过事故概率阈值，确定出所有可能的初始事故场景。


4.根据权利要求3所述的一种多灾耦合下危化品火灾多米诺事故动态风险分析方法，其特征在于，当所述灾害为地震时，所述致损概率其中，Y为Probit模型变量，Y＝k1+k2ln(102PGA)，k1和k2为与储罐类型、危化品填充率相关的参数，PG...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国华，黄孔星，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44