【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油化工行业的装置风险评估，特别涉及一种石化装置保护层失效次数预测方法、系统、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、近十几年来，随着化工行业的发展，在全球范围内发生过很多重大工业事故，引起社会各界的关注与重视。这很大程度上促进了对过程安全管理的研究与发展。要实现有效的过程安全管理，就要对装置的风险进行量化的分析，保护层分析作为化工过程安全一种有效的风险分析方法已在行业内被广泛应用。
2、保护层分析方法是一个简化的流程化定量风险分析方法，对初始事件的发生概率、保护层失效概率和后果严重性等级进行评估。目前现有的保护层分析方法属于阶段性、静态的风险评估，不能动态反映装置的实时风险状态，风险控制薄弱环节的反馈具有滞后性。
3、目前在石化企业装置端风险监测预警方面存在着以下几方面的问题：(1)装置风险的判别都是基于hazop、sil、风险检查表等静态风险评估技术，无法反应装置的实时风险以及下周期对装置风险进行预测；(2)海量的装置实时数据如何高效转化为有效异常事件信息并进行存储；(3)如何通过各类异常事件计算下周期内保护层失效次数，从而计算出装置的风险值。
4、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于，提供一种石化装置保护层失效次数预测方法、系统、电子设备及存储介质，从而改善现有技术无法动态
2、本专利技术的另一目的在于，提供一种石化装置保护层失效次数预测方法、系统、电子设备及存储介质，从而改善现有技术预测效率不高的问题。
3、为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种石化装置保护层失效次数预测方法，包括如下步骤：
4、s110获取装置的关键安全变量及其保护层；
5、s120采集装置的关键安全变量的实时监测值和保护层触发状态，统计每个周期内各个保护层的失效次数；
6、s130计算所有保护层联合似然分布函数；
7、s140根据贝叶斯理论，计算各保护层的后验失效次数分布函数；以及
8、s150采用马尔科夫链方法对下周期保护层的失效次数进行动态修正。
9、进一步，上述技术方案中，关键安全变量的保护层包括高/低报警及人员响应、高高/低低报警及人员响应和紧急停车。
10、进一步，上述技术方案中，通过装置的plc、dcs/sis和/或scada系统采集装置的关键安全变量。
11、进一步，上述技术方案中，步骤s130包括：
12、计算每个保护层的平均失效概率ε1；
13、计算每个保护层的似然函数分布服从gamma分布，即
14、其中uw为每个周期内保护层先验失效次数；以及
15、计算所有保护层联合似然分布函数，即
16、其中ex为保护层的数量，fw和sw分别为w周期内保护层的失效次数和成功次数。
17、进一步，上述技术方案中，每个周期内保护层先验失效次数uw服从泊松分布，即
18、uw～poisson(ε1)。
19、进一步，上述技术方案中，保护层的后验失效次数分布函数为保护层联合先验分布与保护层联合似然分布函数的乘积，即
20、
21、其中，data为每个保护层的所有事件次数，x为代表每个保护层之间相关性的关联矩阵，
22、
23、进一步，上述技术方案中，步骤s150包括：
24、s151根据求得的下周期保护层失效次数作为初始值ε(0)；
25、s152根据gamma函数形状参数a、b曲线随机选取参数a、b；
26、s153根据所选的a、b，确定
27、s154将与初始值ε(0)相比较；
28、其中，若z≥1，则取原结果作为此次迭代的结果并继续进行下一次迭代，若z＜1，则选取新的作为此次迭代结果，z值为马尔科夫链中确定的公式，v为建议分布，与初始值和形状参数a有关；以及
29、s155重复步骤s152～s154，进行下一次迭代，直至迭代结束，最终结果即为修正后的下周期保护层失效次数预测值。
30、进一步，上述技术方案中，石化装置保护层失效次数预测方法还包括步骤：
31、s160计算装置保护层异常波动发生事故风险值。
32、进一步，上述技术方案中，步骤s160包括：
33、计算各保护层异常波动发生事故风险值
34、装置关键保护层异常波动发生事故风险值为
35、p＝max(p(c1),p(c2),p(c3),...,p(cn))。
36、进一步，上述技术方案中，通过对装置进行hazop分析，获取装置的关键安全变量及其保护层。
37、根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种石化装置保护层失效次数预测系统，包括：数据获取单元，其用于获取装置的关键安全变量及其保护层，并采集装置的关键安全变量的实时监测值和保护层触发状态，统计每个周期内各个保护层的失效次数；数据分析单元，其用于计算所有保护层联合似然分布函数，并根据贝叶斯理论，计算各保护层的后验失效次数分布函数；修正单元，其用于采用马尔科夫链方法对下周期保护层的失效次数进行动态修正；以及输出单元，其用于输出修正后的下周期保护层的失效次数预测值。
38、根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种电子设备，其包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行如上述技术方案中任意一项的石化装置保护层失效次数预测方法。
39、根据本专利技术的第四方面，本专利技术提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行如上述技术方案中任意一项的石化装置保护层失效次数预测方法。
40、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
41、1.本专利技术基于保护层的实时状态，对下周期保护层的失效次数进行预测并进行动态修正，可动态、精准预测装置的实时风险。
42、2.本专利技术监测装置关键安全变量保护层周期内的波动情况，通过统计周期内保护层失效次数，基于贝叶斯算法及马尔科夫链方法来动态预测下周期保护层失效次数，还能够实时计算装置风险值，为装置端动态风险预警提供技术支撑。
43、3.本专利技术能够利用装置关键保护层的历史初始失效次数来预测下周期各保护层的失效次数，用于装置风险的实时监测和有效预警。
44、上述说明仅为本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本专利技术的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本专利技术的上述和其他目本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，关键安全变量的保护层包括高/低报警及人员响应、高高/低低报警及人员响应和紧急停车。
3.根据权利要求1所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，通过装置的PLC、DCS/SIS和/或SCADA系统采集装置的关键安全变量。
4.根据权利要求1所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，步骤S130包括：
5.根据权利要求4所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，每个周期内保护层先验失效次数Uw服从泊松分布，即
6.根据权利要求4所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，保护层的后验失效次数分布函数为保护层联合先验分布与保护层联合似然分布函数的乘积，即
7.根据权利要求1所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，步骤S150包括：
8.根据权利要求1所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，还包括步骤：
9.
10.根据权利要求1所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，通过对装置进行HAZOP分析，获取装置的关键安全变量及其保护层。
11.一种石化装置保护层失效次数预测系统，其特征在于，包括：
12.一种电子设备，其特征在于，包括：
13.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行如权利要求1～10中任意一项所述的石化装置保护层失效次数预测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，关键安全变量的保护层包括高/低报警及人员响应、高高/低低报警及人员响应和紧急停车。
3.根据权利要求1所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，通过装置的plc、dcs/sis和/或scada系统采集装置的关键安全变量。
4.根据权利要求1所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，步骤s130包括：
5.根据权利要求4所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，每个周期内保护层先验失效次数uw服从泊松分布，即
6.根据权利要求4所述的石化装置保护层失效次数预测方法，其特征在于，保护层的后验失效次数分布函数为保护层联合先验分布与保护层联合似然分布函数的乘积，即
【专利技术属性】
技术研发人员：慕云涛，张杰东，党文义，张英，于安峰，王雅真，张云燕，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。