一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法技术

本发明专利技术公开了一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法，其涉及专门用于预测目的的数据处理系统领域，考虑压力储罐的火灾事故对邻近储罐间的事故扩展产生影响和耦合因素对事故传播的影响，结合贝叶斯网络方法评估事故链概率，提出了时间和空间耦合作用影响下，压力储罐区火灾次生多米诺事故最可能事故链及最可能事故储罐的确定方法，对压力储罐区进行有效的风险评估，有效控制和减少压力罐区火灾次生多米诺事故的发生，对压力储罐区火灾事故多米诺效应的防控具有极其重要的理论意义和应用价值，为化工企业的压力罐区布局和消防应急处置提供指导。防应急处置提供指导。防应急处置提供指导。

【技术实现步骤摘要】
一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法


[0001]本专利技术涉及专门用于预测目的的数据处理系统领域，特别涉及一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法。

技术介绍

[0002][0003]由于压力储罐区储罐布局紧密，且储存、使用的多为易燃易爆的危险化学品，一旦发生火灾事故，产生的破坏效应极易引起周边装置失效，引发次生多米诺效应，导致人员伤亡和极大财产损失，甚至影响到周边企业正常生产和周边居民正常生活。
[0004]现有技术中均没有提及控制和减少压力罐区火灾次生多米诺事故的发生，有必要对压力储罐区进行有效的风险评估的内容；如专利号为201810350915.3的中国专利，其公开了一种LNG槽车事故灾害预估与应急救援系统，包括服务器，服务器分别与M个智能终端、数据库连接，智能终端设置有救援APP，用户通过智能终端采集事故现场信息，通过救援APP发送事故救援请求和事故现场信息到服务器和参与救援的用户；服务器根据事故现场信息从数据库获取当前事故位置的地图地质数据、天气数据，并结合数据库中的模型数据、历史事故案例建立救援方案决策模型和灾害预估模型，并将该救援方案决策模型和灾害预估模型发送给参与救援的用户以及事故位置的用户。有益效果：应对事故反应快，决策方案科学，救援精准高效，降低了事故的伤害和损失；
[0005]而在专利号为202011369946.7的中国专利中公开了一种输气管道喷射火对邻近液烃管安全性影响实验平台及方法，所述实验平台包括供液烃环道系统、检测系统、以及火焰系统；供液烃环道系统包括依次相连形成闭合回路的液烃储罐、管道泵、非测试管段一、测试管段、非测试管段二，液烃储罐与冷却装置相连，液烃储罐与管道泵之间设有出液烃管，出液烃管上设有截断阀，非测试管段二上设有排气阀；检测系统包括流量检测装置、压力检测装置、温度检测装置一、温度检测装置二、温度检测装置三、温度检测装置四、温度检测装置五；火焰系统位于闭合回路外，且处于测试管段两端之间的平面内。此专利技术能够用来开展气液相邻管道流动状态下天然气管道泄漏后气体燃烧对液烃管道的热影响实验研究；
[0006]因此，为了控制和减少压力罐区火灾次生多米诺事故的发生，有必要对压力储罐区进行有效的风险评估，从而提供有力的参考依据，本专利技术是为了解决这一问题，提出一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法。

技术实现思路

[0007]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0008]鉴于上述和/或现有的压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法设计中存在的问题，提出了本专利技术。
[0009]因此，本专利技术其中的一个目的是提供一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法，考虑压力储罐的火灾事故对邻近储罐间的事故扩展产生影响和耦合因素对事故传播的影响，结合贝叶斯网络方法评估事故链概率，提出时间和空间耦合作用影响下，压力储罐区火灾次生多米诺事故最可能事故链及最可能事故储罐的确定方法，对压力储罐区火灾事故多米诺效应的防控具有极其重要的理论意义和应用价值，为化工企业的压力罐区布局和消防应急处置提供指导。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0011]一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法，包括以下具体步骤：
[0012]S1：收集待评估压力罐区的基础数据；
[0013]S2：根据所述基础数据确定初始事故储罐；
[0014]S3：根据所述初始事故储罐确定事故演化路径；
[0015]S4：分别对每一条事故演化路径计算节点的热辐射值；
[0016]S5：计算事故链热辐射耦合下储罐的失效时间，判断邻近储罐是否失效；
[0017]S6：根据所述邻近储罐事故路径构建静态贝叶斯网络；
[0018]S7：根据所述静态贝叶斯网络和热辐射耦合效应构建动态贝叶斯网络；
[0019]S8：根据所述动态贝叶斯网络计算动态概率，确定最可能扩展事故链及关键储罐。
[0020]本专利技术进一步的改进在于，所述S1的具体内容为：收集待评估压力罐区的基础数据，待评估罐区的确定过程为：将各个罐区的储存物种类与危险品数据库种类对比，根据对比数据来辨识企业压力储罐区是否构成重大危险源，选定已构成重大危险源的压力储罐区作为评估对象，而且构成重大危险源压力储罐区的邻近压力罐区也应作为风险评估对象，即确定待评估罐区；
[0021]收集的所述基础数据包括大气数据、压力储罐规格参数、储罐平面布置、储罐间间距、储存物料种类及储罐储存物料的量；
[0022]其中，所述储罐规格参数包括高度、直径、壁厚；所述大气数据包括温度、湿度、风速、风向；数据采集过程包括数据采集策略，数据采集策略包括以下具体步骤：
[0023]S101、提取储罐环境下传感器的传感数据和真实数据，将传感数据和真实数据以储罐环境、传感数据为输入，真实数据为输出的神经网络模型；
[0024]S102、将历史环境数据中的历史温度曲线、历史传感器传感数据曲线、历史光照强度曲线以及历史湿度曲线作为神经网络模型的输入，并将真实值曲线作为多特征时间序列预测神经网络模型的预测曲线，对多特征时间序列预测神经网络模型进行训练；
[0025]S103、然后输入当时的温度数据、传感数据、光照数据和湿度数据至神经网络中，得到输出的真实值。
[0026]本专利技术进一步的改进在于，所述S2的具体内容为：得到待评估罐区的基础数据后，基于最大风险和最长事故链的原则，将事故风险最大、事故后果最严重的储罐作为初始储罐；所述初始储罐的确定过程为：
[0027]S21：查储存数据库确定来储存物料的物质系数MF；
[0028]S22：查储存数据库查询储存物料的一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险系数F2，此处的一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险系数F2为人为设定的数值；
[0029]S23：计算并确定工艺单元危险系数F3＝F1
×
F2；
[0030]S24：确定火灾、爆炸指数FEI＝F3
×
MF；
[0031]S25：计算安全措施补偿系数C＝C1
×
C2
×
C3，其中C1，C2，C3在储存数据库查询中查询得到；
[0032]S26：计算暴露区域面积s＝π
×
(0.256
×
FEI)2；
[0033]S27：计算暴露区域面积s的暴露区域内财产价值：M＝原来成本
×
0.82
×
增长系数，原来成本为暴露区域s内装置、物料的成本；增长系数为区域内设备经一段时间使用后的价值改变系数；
[0034]S28：确定基本最大可能财产损失＝M
×
F3；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法，其特征在于：包括以下具体步骤：S1：收集待评估压力罐区的基础数据；S2：根据所述基础数据确定初始事故储罐；S3：根据所述初始事故储罐确定事故演化路径；S4：分别对每一条事故演化路径计算节点的热辐射值；S5：计算事故链热辐射耦合下储罐的失效时间，判断邻近储罐是否失效；S6：根据所述邻近储罐事故路径构建静态贝叶斯网络；S7：根据所述静态贝叶斯网络和热辐射耦合效应构建动态贝叶斯网络；S8：根据所述动态贝叶斯网络计算动态概率，确定最可能扩展事故链及关键储罐。2.根据权利要求1所述的一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法，其特征在于：所述S1的具体内容为：收集待评估压力罐区的基础数据，待评估罐区的确定过程为：将各个罐区的储存物种类与危险品数据库种类对比，根据对比数据来辨识企业压力储罐区是否构成重大危险源，选定已构成重大危险源的压力储罐区作为评估对象，而且构成重大危险源压力储罐区的邻近压力罐区也应作为风险评估对象，即确定待评估罐区；收集的所述基础数据包括大气数据、压力储罐规格参数、储罐平面布置、储罐间间距、储存物料种类及储罐储存物料的量；其中，所述储罐规格参数包括高度、直径、壁厚；所述大气数据包括温度、湿度、风速、风向。所述数据采集过程包括数据采集策略，所述数据采集策略包括以下具体步骤：S101、提取储罐环境下传感器的传感数据和真实数据，将传感数据和真实数据以储罐环境、传感数据为输入，真实数据为输出的神经网络模型；S102、将历史环境数据中的历史温度曲线、历史传感器传感数据曲线、历史光照强度曲线以及历史湿度曲线作为神经网络模型的输入，并将真实值曲线作为多特征时间序列预测神经网络模型的预测曲线，对多特征时间序列预测神经网络模型进行训练；S103、然后输入当时的温度数据、传感数据、光照数据和湿度数据至神经网络中，得到输出的真实值。3.根据权利要求2所述的一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法，其特征在于：所述S2的具体内容为：得到待评估罐区的基础数据后，基于最大风险和最长事故链的原则，将事故风险最大、事故后果最严重的储罐作为初始储罐；所述初始储罐的确定过程为：S21：查储存数据库确定来储存物料的物质系数MF；S22：查储存数据库查询储存物料的一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险系数F2，此处的一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险系数F2为人为设定的数值；S23：计算并确定工艺单元危险系数F3＝F1
×
F2；S24：确定火灾、爆炸指数FEI＝F3
×
MF；S25：计算安全措施补偿系数C＝C1
×
C2
×
C3，其中C1，C2，C3在储存数据库查询中查询得到；S26：计算暴露区域面积s＝π
×
(0.256
×
FEI)2；
S27：计算暴露区域面积s的暴露区域内财产价值：M＝原来成本
×
0.82
×
增长系数，原来成本为暴露区域s内装置、物料的成本；增长系数为区域内设备经一段时间使用后的价值改变系数；S28：确定基本最大可能财产损失＝M
×
F3；S29：确定实际最大可能财产损失＝基本最大可能财产损失
×
C；将计算的罐区的储罐的实际最大可能财产损失降序排列，并将实际最大可能财产损失最大的储罐认为其事故后果最严重，即作为初始储罐。4.根据权利要求3所述的一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法，其特征在于：所述S3的具体内容为：当初始储罐发生火灾事故时，事故在初始储罐上发生演化，则二级储罐既受到初始储罐事故演化过程中产生的物理效应的影响，也受到初始储罐最终事故模式影响，同样，三级储罐也会受到二级储罐以及初始储罐影响，依次往后，每一级储罐本身的事故演化过程和最终演化事故产生的物理效应都导致下一级储罐发生事故，这样形成一条事故演化路径，对发生在初始储罐上的火灾事故演化路径进行构建，即将国内外发生的储罐事故进行统计形成数据库，综合数据库数据与监测数据，代入相似度计算公式得出与监测数据相似度最大的数据库数据作为参考对象，得出事故链的传播路径，再对其中每条事故链路径进行统计和分析得出结果，得到事故链形式并计算在每一种事故链形式的事故演化概率，从而构建事故演化路径。5.根据权利要求4所述的一种压力储罐区火灾次生多米诺事故的动态预测方法，其特征在于：所述S4的具体内容为：计算火灾罐区临近目标储罐的热辐射值I和火焰高度值H，其中火焰高度值H的计算公式为：无风情况：有风情况：其中，H为火焰高度，m；ρ
o
为空气密度，取1.2kg/m3；D为池火直径，m；g重力加速度，取9.8m/s2；m
″
为单位液体表面积的质量燃烧速率，kg/s/m2；u

【专利技术属性】
技术研发人员：张明广，杨佳豪，蒋军成，刘梦晨，潘文洁，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：