CN102521657B - 基于模糊事故树羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸分析方法 - Google Patents
基于模糊事故树羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102521657B CN102521657B CN201110360181.5A CN201110360181A CN102521657B CN 102521657 B CN102521657 B CN 102521657B CN 201110360181 A CN201110360181 A CN 201110360181A CN 102521657 B CN102521657 B CN 102521657B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- event
- elementary
- tree
- fuzzy
- elementary event
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 75
- 230000006315 carbonylation Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005810 carbonylation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004880 explosion Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 6
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 4
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 claims description 3
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 206010000372 Accident at work Diseases 0.000 description 1
- 208000033999 Device damage Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012113 quantitative test Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于模糊事故树羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸分析方法。本发明首先在对羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故构建事故树的基础上,根据现场设备实际运行状况的统计及依据专家经验所提供的模糊信息,运用模糊事故树理论,对羰基化生产醋酐合成反应釜进行了模糊可靠性分析,求出了羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故的模糊概率可能性分布;并利用结构重要度系数近似值法对其进行结构重要度分析,运用对事故树底部事件进行排序分级的加权结构重要度分析法,确立了影响系统的最主要因素,为系统安全分析提供了新的方法和途径。
Description
技术领域
本发明属于化工安全、环境系统安全与控制理论与控制工程领域,涉及一种基于模糊事故树的羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故分析方法。
背景技术
化工企业生产中,生产物料大多数具有易燃、易爆、有毒、腐蚀的性质,同时化工生产工艺连续性强,技术复杂的特点。随着生产技术的发展和生产规模的扩大,化工生产安全已成为一个社会问题。一旦发生火灾和爆炸事故,不但导致生产停顿、设备损坏,而且也会造成大量人身伤亡,甚至波及社会,产生无法估量的损失和难以挽回的影响。因此,需要对化工生产的发生事故进行科学的分析和研究,以提高化工企业生产的安全性、降低生产事故率。
事故树分析方法(Fault Tree Analysis,FTA):事故树分析是安全系统工程中主要的分析方法之一。该方法通过逻辑演绎揭示事故基本事件(隐患)之间和基本事件与顶上事件的相互逻辑关系,把系统的事故与组成子系统的隐患有机地联系在一起,能找出系统全部可能的失效状态,其主要功用是能够对导致系统处于不安全状态的事故隐患及其逻辑关系进行描述。这种方法可以对系统中的各种危险进行定性分析、定量分析、预测和评价。
发明内容
本发明提出一种基于模糊事故树羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸分析方法,对传统事故树无法解决的基本事件难以确定概率值的羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故进行分析,并采用多种模糊数的形式来进行评价,使得事故树的分析范围得以延伸和扩展,对化工生产安全事故的评价工作有不可估量的推动作用。
本发明采用如下技术解决方案:首先在对羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故构建事故树的基础上,根据现场设备实际运行状况的统计及依据专家经验所提供的模糊信息,运用模糊事故树理论,对羰基化生产醋酐合成反应釜进行了模糊可靠性分析,求出了羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故的模糊概率可能性分布;并利用结构重要度系数近似值法对其进行结构重要度分析,运用对事故树底部事件进行排序分级的加权结构重要度分析法,确立了影响系统的最主要因素,为系统安全分析提供了新的方法和途径。
本发明方法包括以下步骤:
步骤1.确定分析对象为“羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸”;
步骤2.建造事故树;
由反应釜爆炸可知只有在“反应压力异常升高”、“压力超过反应釜的承受能力”同时发生且在“控制系统故障”存在的条件下,反应釜爆炸事故才可能发生。因此,第一层事件之间的逻辑关系用逻辑与门、逻辑与门表示,直至事故树的规模和分析深度达到基本事件为止,得到“羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸”的事故树图。
步骤3.事故树的简化描述;
利用一个三维数组T(i,j,k)来存储故障树各层事件之间的连接关系,T(i,j,k)表示第i层中第j个事件所连接的第k个下层事件。同时利用二维数组Ts(i,j)来存储故障树中所有用逻辑与门连接的事件。
顶事件:T(0,0,1)=T
第二层事件:T(1,1,1)=A1;T(1,1,2)=A2;T(1,1,3)=A3
第三层事件:
第四层事件:
逻辑与门连接的事件:
步骤4.事故树分析的模糊算子设定;
由于化工生产系统的复杂性,导致各基本事件的发生是随机的不确定的,对于没有统计资料的各基本事件或统计资料不够全面或统计资料缺失的情况下,应采用专家打分结合三角模糊数来进行处理,用三角模糊数来表示各不定事件发生的概率。
有n个专家对羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事件的发生概率进行评估,则其三角模糊数的概率值集合为:
对于离散型随机事件变量,其数学期望值E(x)即为其均值m,则 离散型随机事件变量的数学方差u=D(x)为
步骤5.结构重要度分析;
结构重要度分析,是从事故树结构上分析各基本事件的重要程度。即在不考虑各基本事件的发生概率的情况下,分析各基本事件对顶事件发生所产生的影响程度。基本事件结构重要度越大,它对顶事件的影响就越大,反之亦然。基本事件的结构重要度系数由近似式(2)计算所得。
式中,为基本事件Xi的结构重要度系数;Ni为基本事件Xi所属最小径集包含的基本事件数;Er为最小径集。
步骤6.加权结构重要度分析;
基本事件加权结构重要度分析法,能从量的角度上来表达事故树中各基本事件对顶事件的影响程度,根据损失合成原则的思想,得出数学表达式(3)。
式中,I′g(i)为加权结构严重度,用来表达基本事件Xi对顶事件的影响程度;基本事件Xi的发生概率;基本事件Xi的结构重要度系数
步骤7.依据基本事件结构重要度系数确定安全控制优选方案;
由模糊FTA分析得出的各基本事件的结构重要度系数知,各基本事件对顶上事件影响重要程度的相对大小,籍此可以找出系统的最薄弱环节,从而确定所应采取相应安全措施的优先顺序,实现对生产安全进行科学、合理、有效的控制。
本发明具有的有益效果是:本发明提出一种基于模糊事故树羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸分析方法,对传统事故树无法解决的基本事件难以确定概率值的羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故进行分析,并采用多种模糊数的形式来进行评价,使得事故树的分析范围得以延伸和扩展,对化工生产安全事故的评价工作有不可估量的推动作用。
附图说明
图1是羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故树的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,本发明包括以下步骤:
步骤1.确定分析对象为“羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸”;
步骤2.建造事故树。
编制故障树时,首先从顶上事件分析,确定顶上事件的直接、必要和充分的原因,应注意不是顶上事件的基本原因。将这直接、必要和充分原因事件作为次顶上事件(即中间事件),再来确定它们的直接、必要和充分的原因,这样逐步展开。分析顶事件发生的原因和过程,找出导致顶事件发生的直接原因即中间事件,作为逻辑门的输入事件,根据它们与顶事件的逻辑关系用适当的逻辑门连接起来。
由反应釜爆炸可知只有在“反应压力异常升高”、“压力超过反应釜的承受能力”同时发生且在“控制系统故障”存在的条件下,反应釜爆炸事故才可能发生。因此,第一层事件之间的逻辑关系用逻辑与门、逻辑与门表示,直至事故树的规模和分析深度达到基本事件为止,得到“羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸”的事故树图。
步骤3.事故树的简化描述。
利用一个三维数组T(i,j,k)来存储故障树各层事件之间的连接关系,T(i,j,k)表示第i层中第j个事件所连接的第k个下层事件。同时利用二维数组Ts(i,j)来存储故障树中所有用逻辑与门连接的事件;
顶事件:T(0,0,1)=T
第二层事件:T(1,1,1)=A1;T(1,1,2)=A2;T(1,1,3)=A3
第三层事件:
第四层事件:
逻辑与门连接的事件:
由各中间事件出发逐层深入地找出每层事件发生的所有可能的原因,直到无须再深究其发生原因的底事件为止。
步骤4.事故树分析的模糊算子设定。
由于化工生产系统的复杂性,导致各基本事件的发生是随机的不确定的,对于没有统计资料的各基本事件或统计资料不够全面或统计资料缺失的情况下,应采用专家打分结合三角模糊数来进行处理,用三角模糊数来表示各不定事件发生的概率。
有n个专家对羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事件的发生概率进行评估,则其三角模糊数的概率值集合为:
对于离散型随机事件变量,其数学期望值E(x)即为其均值m,则 离散型随机事件变量的数学方差u=D(x)为
步骤5.结构重要度分析。
结构重要度分析,是从事故树结构上分析各基本事件的重要程度。即在不考虑各基本事件的发生概率的情况下,分析各基本事件对顶事件发生所产生的影响程度。基本事件结构重要度越大,它对顶事件的影响就越大,反之亦然。基本事件的结构重要度系数由近似式(2)计算所得。
式中,为基本事件Xi的结构重要度系数;Ni为基本事件Xi所属最小径集包含的基本事件数;Er为最小径集。
步骤6.加权结构重要度分析。
底事件的结构重要度从故障树结构的角度反映了各底事件在故障树中的重要度。
基本事件加权结构重要度分析法,能从量的角度上来表达事故树中各基本事件对顶事件的影响程度,根据损失合成原则的思想,得出数学表达式(3)。
式中,I′g(i)为加权结构严重度,用来表达基本事件Xi对顶事件的影响程度;基本事件Xi的发生概率;基本事件Xi的结构重要度系数。
步骤7.依据基本事件结构重要度系数确定安全控制优选方案。
由模糊FTA分析得出的各基本事件的结构重要度系数知,各基本事件对顶上事件影响重要程度的相对大小,籍此可以找出系统的最薄弱环节,从而确定所应采取相应安全措施的优先顺序,实现对生产安全进行科学、合理、有效的控制。
Claims (1)
1.基于模糊事故树羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸分析方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
步骤1.确定分析对象为“羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸”;
步骤2.建造事故树;由反应釜爆炸可知只有在“反应压力异常升高”、“压力超过反应釜的承受能力”同时发生且在“控制系统故障”存在的条件下,反应釜爆炸事故才可能发生;因此,第一层事件之间的逻辑关系用逻辑与门、逻辑与门表示,直至事故树的规模和分析深度达到基本事件为止,得到“羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸”的事故树图;
步骤3.事故树的简化描述
利用一个三维数组T(i,j,k)来存储故障树各层事件之间的连接关系,T(i,j,k)表示第i层中第j个事件所连接的第k个下层事件;同时利用二维数组Ts(i,j)来存储故障树中所有用逻辑与门连接的事件;
顶事件:T(0,0,1)=T
第二层事件:T(1,1,1)=A1;T(1,1,2)=A2;T(1,1,3)=A3
第三层事件:T(2,1,1)=B1⊕B2⊕B3;T(2,2,2)=X1⊕X2;T(2,3,3)=X3⊕X4⊕B4⊕X5
第四层事件:T(3,1,1)=C1⊕C2;T(3,1,2)=X6⊕X7;T(3,1,3)=C3⊕C4
逻辑与门连接的事件:
步骤4.事故树分析的模糊算子设定;
由于化工生产系统的复杂性,导致各基本事件的发生是随机的不确定的,对于没有统计资料的各基本事件或统计资料不够全面或统计资料缺失的情况下,应采用专家打分结合三角模糊数来进行处理,用三角模糊数来表示各不定事件发生的概率;
有n个专家对羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事件的发生概率进行评估,则其三角模糊数的概率值集合为:i=1,2……n;
对于离散型随机事件变量,其数学期望值E(x)即为其均值m,则m=E(x)=离散型随机事件变量的数学方差u=D(x)为
步骤5.结构重要度分析;
结构重要度分析,是从事故树结构上分析各基本事件的重要程度,即在不考虑各基本事件的发生概率的情况下,分析各基本事件对顶事件发生所产生的影响程度;基本事件结构重要度越大,它对顶事件的影响就越大,反之亦然;基本事件的结构重要度系数由近似式(2)计算所得;
式中,为基本事件Xi的结构重要度系数;Ni为基本事件Xi所属最小径集包含的基本事件数;Er为最小径集;
步骤6.加权结构重要度分析;
基本事件加权结构重要度分析法,能从量的角度上来表达事故树中各基本事件对顶事件的影响程度,根据损失合成原则的思想,得出数学表达式(3);
式中,I'g(i)为加权结构严重度,用来表达基本事件Xi对顶事件的影响程度;为基本事件Xi的发生概率;为基本事件Xi的结构重要度系数;
步骤7.依据基本事件结构重要度系数确定安全控制优选方案;
由模糊事故树分析方法分析得出的各基本事件的结构重要度系数知,各基本事件对顶上事件影响重要程度的相对大小,籍此可以找出系统的最薄弱环节,从而确定所应采取相应安全措施的优先顺序,实现对生产安全进行科学、合理、有效的控制。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110360181.5A CN102521657B (zh) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | 基于模糊事故树羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110360181.5A CN102521657B (zh) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | 基于模糊事故树羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸分析方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102521657A CN102521657A (zh) | 2012-06-27 |
CN102521657B true CN102521657B (zh) | 2014-07-23 |
Family
ID=46292568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110360181.5A Expired - Fee Related CN102521657B (zh) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | 基于模糊事故树羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸分析方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102521657B (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103074895B (zh) * | 2013-01-03 | 2016-04-06 | 长安大学 | 一种基坑锚杆脱粘安全评价方法 |
CN103150484A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-06-12 | 卜全民 | 一种用于安全评价的改进型故障树分析法 |
CN103235977A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-08-07 | 卜全民 | 一种用于安全评价的改进型蒙德法 |
CN105512791A (zh) * | 2015-09-18 | 2016-04-20 | 南京信息工程大学 | 一种失效雷电防护装置导致人身伤亡损失评估的方法 |
CN106096821B (zh) * | 2016-06-01 | 2020-04-07 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种用于分析继电保护系统失效的数据处理方法及系统 |
CN107025290B (zh) * | 2017-04-14 | 2020-06-19 | 北京航天发射技术研究所 | 一种故障树数据的存储方法及读取方法 |
CN106980913B (zh) * | 2017-04-21 | 2021-04-27 | 浙江大学 | 一种基于故障树分析的风力发电机组备品备件需求预测方法 |
CN108170730B (zh) * | 2017-12-13 | 2021-03-26 | 南京理工大学 | 一种基于事故树分析法的频率比较打分方法 |
CN108694494A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-10-23 | 东莞理工学院 | 一种城市灰霾与机动车燃油的致因机理的评价分析方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101634966A (zh) * | 2009-09-01 | 2010-01-27 | 王丹华 | 一种对软件过程进行自动化故障模式及影响分析的方法 |
CN101814114A (zh) * | 2010-01-07 | 2010-08-25 | 北京航空航天大学 | 一种利用模型转换进行故障诊断的方法 |
CN101950327A (zh) * | 2010-09-09 | 2011-01-19 | 西北工业大学 | 一种基于故障树信息的设备状态预测方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8352236B2 (en) * | 2008-10-16 | 2013-01-08 | Institute Of Nuclear Energy Research | Fault tree analysis system for the instrument control process for nuclear power plant with advanced boiling water reactor background |
-
2011
- 2011-11-14 CN CN201110360181.5A patent/CN102521657B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101634966A (zh) * | 2009-09-01 | 2010-01-27 | 王丹华 | 一种对软件过程进行自动化故障模式及影响分析的方法 |
CN101814114A (zh) * | 2010-01-07 | 2010-08-25 | 北京航空航天大学 | 一种利用模型转换进行故障诊断的方法 |
CN101950327A (zh) * | 2010-09-09 | 2011-01-19 | 西北工业大学 | 一种基于故障树信息的设备状态预测方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
卜全民,等.事故树分析法的应用研究.《西南石油大学学报》.2007,第29卷(第4期), * |
姜敏,等.一种子故障树的合成算法.《化工自动化及仪表》.2011,第38卷(第6期), * |
来亦子,等.三乙基铝生产工艺过程的火灾爆炸事故分析.《安全与环境工程》.2011,第18卷(第5期), * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102521657A (zh) | 2012-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102521657B (zh) | 基于模糊事故树羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸分析方法 | |
Afraei et al. | Developing intelligent classification models for rock burst prediction after recognizing significant predictor variables, Section 1: Literature review and data preprocessing procedure | |
e Sousa et al. | The use of data mining techniques in rockburst risk assessment | |
CN103291364A (zh) | 一种冲击矿压的微震多维信息综合时序预警方法 | |
CN101883017B (zh) | 一种网络安全状态评估系统及方法 | |
CN103955750A (zh) | 基于特征融合和粒子滤波的滚动轴承剩余寿命预测方法 | |
Xue et al. | Predicting single freestanding transmission tower time history response during complex wind input through a convolutional neural network based surrogate model | |
CN114036857B (zh) | 一种基于量化分析和概率推理的柔性立管风险评价方法 | |
CN103412557A (zh) | 一种适于非线性过程在线监控的工业故障检测与诊断方法 | |
Ji et al. | Investigate contribution of multi-microseismic data to rockburst risk prediction using support vector machine with genetic algorithm | |
CN104809518A (zh) | 一种基于支持向量机的岩体冲击地压声发射预测方法 | |
Su et al. | Extracting acoustic emission features that precede hard rock instability with unsupervised learning | |
Norouzi Masir et al. | Risk assessment of Flyrock in Surface Mines using a FFTA-MCDM Combination | |
CN103699932B (zh) | 钢混结构钢筋点蚀的三维元胞自动机实时定量预测方法 | |
CN104484572A (zh) | 一种基于小波分析的滑坡位移突变识别方法 | |
Qiu et al. | Analysis and prediction of rockburst intensity using improved DS evidence theory based on multiple machine learning algorithms | |
CN103853144A (zh) | 基于采油生产数据的现场传感器故障检测方法 | |
CN103074895A (zh) | 一种基坑锚杆脱粘安全评价方法 | |
Men et al. | A hybrid deep belief network-based label distribution learning system for seismic damage estimation of liquid storage tanks | |
Gong et al. | Prediction and evaluation of coal mine coal bump based on improved deep neural network | |
Calabrese et al. | USE OF CLUSTER ANALYSIS OF ACOUSTIC EMISSION SIGNALS IN EVALUATING DAMAGE SEVERITY IN CONCRETE STRUCTURES. | |
CN102231080B (zh) | 一种基于故障物理的航天器用谐波齿轮的可靠性分析方法 | |
Du et al. | Prediction equations for the effective number of cycles of ground motions for shallow crustal earthquakes | |
CN102254085A (zh) | 机电类产品的可靠性的度量方法 | |
CN116707918A (zh) | 基于CBAM- EfficientNet异常检测的网络安全态势评估方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140723 Termination date: 20141114 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |