CN113837637A - 灾害风险的处理方法、装置和服务器 - Google Patents
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Abstract
本说明书提供了灾害风险的处理方法、装置和服务器。基于该方法，针对布设于诸如极地等环境区域中的目标对象，可以先获取该目标对象的风速数据和积雪深度数据；根据风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；根据积雪深度数据，确定出雪荷载；再根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；利用风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；再根据目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。从而能够精准地确定出目标对象的灾害风险等级，以量化环境区域中风雪灾害对目标对象的损害情况；再基于该灾害风险等级对目标对象进行相匹配的灾害防护处理，以保护目标对象的设备安全。
Description
技术领域
本说明书属于油气勘探开发技术领域，尤其涉及灾害风险的处理方法、装置和服务器。
背景技术
在油气勘探开发的过程中，有时需要在自然条件较为恶劣的环境区域(例如，极地区域等)布设钻井塔架，以进行相应的油气勘探开发。但是，在上述环境区域中，常常会遭遇诸如强风、暴雪等风雪灾害，对钻井塔架等设备安全造成威胁。
基于现有方法往往无法精准地以量化的方式确定出上述风雪灾害对钻井塔架的损害情况，进而影响对钻井塔架的灾害防护。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本说明书提供了一种灾害风险的处理方法、装置和服务器，能够精准地确定出目标对象的灾害风险等级，来量化环境区域中的风雪灾害对目标对象的损害情况；再基于该灾害风险等级对目标对象进行相匹配的灾害防护处理，以保护目标对象的设备安全。
本说明书实施例提供了一种灾害风险的处理方法，包括：
获取目标对象的风速数据和积雪深度数据；
根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；并根据所述积雪深度数据，确定出雪荷载；
根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；
利用所述风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；
根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。
在一些实施例中，根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载，包括：
根据所述风速数据，计算风速的平均值；并根据所述风速的平均值，计算出对应的等效静风荷载；
从所述风速数据分离出平均风速和脉动风速；并根据所述平均风速和脉动风速，计算出对应的等效动风荷载。
在一些实施例中，从所述风速数据分离出平均风速和脉动风速，包括：
确定所述风速数据中的波形周期；
从所述风速数据中分离出波形周期大于预设的周期阈值的风速数据作为平均风速；从所述风速数据中分离出波形周期小于等于预设的周期阈值的风速数据作为脉动风速。
在一些实施例中，根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载，包括：
计算所述等效静风荷载和等效动风荷载的和，得到总风荷载；
根据预设的权重参数、总风荷载和雪荷载，计算得到所述风雪联合荷载。
在一些实施例中，所述目标对象包括：布设于极地区域中的钻井塔架。
在一些实施例中，所述目标对象的灾害模拟结果包括以下至少之一：钻井塔架的结构位移云图、钻井塔架的应力云图、钻井塔架的顶端振动加速度、钻井塔架的顶端位移。
在一些实施例中，根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级，包括：
获取目标对象所在的环境区域的历史灾害记录；
根据所述历史灾害记录，以及目标对象的风速数据和积雪深度数据，确定目标对象的灾害风险概率；
根据所述目标对象的灾害模拟结果、灾害风险概率，通过风险评估矩阵法，确定出目标对象的风险等级。
在一些实施例中，在根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级之后，所述方法还包括：
根据目标对象的灾害风险等级，确定出相匹配的目标灾害处理策略；
根据所述目标灾害处理策略，对目标对象进行灾害防护处理。
本说明书实施例还提供了一种灾害风险的处理装置，包括：
获取模块，用于获取目标对象的风速数据和积雪深度数据；
第一确定模块，用于根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；并根据所述积雪深度数据，确定出雪荷载；
处理模块，用于根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；
第二确定模块，用于利用所述风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；
第三确定模块，用于根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。
本说明书实施例还提供了一种服务器，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现以下步骤：获取目标对象的风速数据和积雪深度数据；根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；并根据所述积雪深度数据，确定出雪荷载；根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；利用所述风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。
本说明书提供的一种灾害风险的处理方法、装置和服务器，基于该方法，针对布设于诸如极地等环境区域中的目标对象，可以先获取该目标对象的风速数据和积雪深度数据；根据风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；根据积雪深度数据，确定出雪荷载；再根据预设的处理规则，联合处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；并利用风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；再根据目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。通过联合使用等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，能够确定出效果较好的风雪联合荷载；并基于该风雪联合荷载，得到了准确度较高、较为全面的灾害模拟结果；进而可以根据该灾害模拟结果，精准地确定出目标对象的灾害风险等级，以量化环境区域中的风雪灾害对目标对象的损害情况，从而能够基于灾害风险等级对目标对象进行相匹配的灾害防护处理，以有效地保护目标对象的设备安全。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本说明书的一个实施例提供的灾害风险的处理方法的流程示意图；
图2是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的灾害风险的处理方法的一种实施例的示意图；
图3是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的灾害风险的处理方法的一种实施例的示意图；
图4是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的灾害风险的处理方法的一种实施例的示意图；
图5是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的灾害风险的处理方法的一种实施例的示意图；
图6是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的灾害风险的处理方法的一种实施例的示意图；
图7是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的灾害风险的处理方法的一种实施例的示意图；
图8是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的灾害风险的处理方法的一种实施例的示意图；
图9是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的灾害风险的处理方法的一种实施例的示意图；
图10是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的灾害风险的处理方法的一种实施例的示意图；
图11是本说明书的一个实施例提供的服务器的结构组成示意图；
图12是本说明书的一个实施例提供的灾害风险的处理装置的结构组成示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
参阅图1所示，本说明书实施例提供了一种灾害风险的处理方法。其中，该方法具体实施时，可以包括以下内容。
S101：获取目标对象的风速数据和积雪深度数据。
S102：根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；并根据所述积雪深度数据，确定出雪荷载。
S103：根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载。
S104：利用所述风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果。
S105：根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。
在一些实施例中，上述目标对象具体可以是布设于较为恶劣的环境区域中的建筑物对象。具体的，例如，上述目标对象可以是布设于极地区域中的钻井塔架。相应的，上述钻井塔架常常会遭受诸如强风、暴雪等风雪灾害，进而对钻井塔架的结构、顶端设备等的安全造成威胁。下面主要以布设于极地区域中的钻井塔架为例，进行具体说明。
在一些实施例中，上述获取目标对象的风速数据和积雪深度数据，具体的，可以在目标对象的多个不同高度(z)位置处，布设多个传感器，以采集一个时间段内的各个高度位置处的风速数据和积雪深度数据，作为目标对象的风速数据和积雪深度数据。
在一些实施例中，具体实施时，可以根据所述风速数据，利用相应的荷载模型，确定出等效静风荷载、等效动风荷载。具体实施时，可以包括以下内容：
S1：根据所述风速数据，计算风速的平均值；并根据所述风速的平均值，计算出对应的等效静风荷载；
S2：根据所述风速数据，获取平均风速和脉动风速；并根据所述平均风速和脉动风速，计算出对应的等效动风荷载。
在一些实施例中，考虑到在一个时间段内风的不规则形，风的速度、方向、强度等物理量会存在变化，导致风对目标对象的结构作用力相应的也会存在两种不同类型的作用力。
其中，第一种作用力可以是风对目标对象的速度、方向等物理量中随时间变化保持不变的那部分物理量(对应风速中的平均风)所形成的作用力，可以视为一种静力。这种力所对应的波形周期往往相对较长。
第二种作用力可以是风对目标对象的速度、方向等物理量中随时间变化会发生改变的那部分物理量(对应风速中的脉动风)所形成的作用力，这种作用力的强度、方向也会随着时间变化随机改变，可以视为一种变力。这种力所对应的波形周期往往相对较短。针对这种力，在对目标对象的结构应进行应力分析时，可以引入并利用随机振动理论来计算。
在一些实施例中，在具体计算等效静风荷载时，以目标对象为钻井塔架等塔架类结构为例，由于塔架结构是由上到下逐渐变宽的，塔架顶端的截面相对较小，受风面积也较小；底端的截面相对较大，受风面积也较大。由于自然风随海拔高度增加，风速会呈现出倒梯形的变化趋势，所以将作用在塔架上的等效静风荷载视为一种均布荷载。
在一些实施例中，具体的，可以按照以下算式，计算出对应的等效静风荷载：
ωp＝v2/1600
其中，ωp为等效静风荷载(单位为kN/m2)，v为风速的平均值。
在一些实施例中，在具体确定等效动风荷载时，考虑到对应目标对象的某个具体的高度位置z，除了受到平均风的荷载外，还会受到脉动风的荷载。
由于脉动风所形成的荷载是一种随机荷载，因此这类荷载会引起结构产生随机振动。进而可以引入并基于随机振动理论，综合应用结构动力学和概率论等知识，通过研究脉动风的概率特性、风速的功率谱等来精细地量化出这类荷载。
在一些实施例中，上述根据所述风速数据，获取平均风速和脉动风速，具体实施时，可以包括以下内容：确定所述风速数据中的波形周期；从所述风速数据中分离出波形周期大于预设的周期阈值的风速数据作为平均风速；从所述风速数据中分离出波形周期小于等于预设的周期阈值的风速数据作为脉动风速。
其中，上述平均风具体可以理解为一种较长周期内变化较小的风。上述脉动风具体可以理解为一种在平均风的基础上的波动，相当于一种较短周期内变化较大的风。
在本实施例中，可以基于统计分析理论来处理一个时间段内某个时间t目标对象高度为z的位置处的风速数据，确定出该风速数据中的对应各个波谱的波形周期；再从风速数据中找到并剥离出波形周期大于预设的周期阈值的风速数据作为平均风速(对应周期内变化较小的主要波谱)，可以记为：
同时，从风速数据中找到并剥离出波形周期小于等于预设的周期阈值的风速数据作为脉动风速(对应周期内变化较大的次要波谱)，可以记为：
其中，预设的周期阈值具体可以设置为10min。
基于上述平均风速和脉动风速，对于时间为t，目标对象的高度为z的位置处的风速可以表示为：
相应的，可以根据以下算式，利用平均风速和脉动风速，计算出时间为t，目标对象的高度为z的位置处的等效动风荷载：
F(t)＝w(z，t)A
其中，F(t)为目标对象高度为z的位置处t时间的等效动风荷载，A为风与目标对象的接触面积，w(z，t)为目标对象高度为z的位置处t时间的风压值，其中，该风压值与风速相关；v(z，t)为目标对象高度为z的位置处t时间的风速，
为平均风速，
为脉动风速，ρ为空气密度。
在一些实施例中，实际所采集到的不同高度位置处的风速数据往往相对有限，为了能够更加精细地量化出风对目标对象的结构不同位置的影响，可以利用已采集到的某几个高度位置处，或基准位置(例如，距离地面10m的高度位置)处的风速数据，计算出所关注的其他高度位置处的平均风和脉动风。
在一些实施例中，考虑到地面摩擦对风速的影响：贴近地面的风速较低，而远离地面的风速较高。因此，可以按照以下算式，计算出其他高度(z)位置处的平均风：
其中，
为高度为z的位置处的平均风速，
为已知的高度为zs位置处的平均风速，α为地面粗糙系数。其中，zs可以为10m，近海及海岸的α取值可以为0.12。
在一些实施例中，可以将脉动风的风速视为一种与频率(f)相关的风速谱。可以按照以下算式计算对应的脉动风速：
其中，S(f)为频率为f的风脉动风速，单位m2/s；f为频率(波数)，单位1/s；k为地面粗糙度的相关系数，通常近海海域取值0.003；
为高度为10米m位置处的平均风速，单位m/s。频率的具体取值可以根据历史灾害记录中对应高度位置处的历史频率确定。
在一些实施例中，上述根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载，具体实施时，可以包括以下内容：
S1：计算所述等效静风荷载和等效动风荷载的和，得到总风荷载；
S2：根据预设的权重参数、总风荷载和雪荷载，计算得到所述风雪联合荷载。
在一些实施例中，在有风的情况下，需要考虑总风荷载。
具体可以按照以下算式计算总风荷载：总风荷载＝等效静风荷载+等效动风荷载。
在一些实施例中，在目标对象为海洋钻井(一种海洋工程结构中常有群柱型结构)的情况下，在具体计算该类结构的总风荷载时，还需要考虑柱体间的相互干扰效应。具体的，如果直接将该类结构中各柱体单独暴露在风中时所受荷载进行累计相加，作为整体所受到的风力荷载，势必将导致所得到的风力荷载偏大。此外，群柱结构由于柱体分布比较密集，导致内部风场十分紊乱，而且施扰柱体相对较多。
因此，对于诸如海洋钻井等群柱型结构的目标对象，可以采用数值模拟的方法，利用软件研究了多个柱体(例如，4个方柱(井架桩子)阵列)时的干扰因子，具体计算如下：
其中，A为干扰因子。
具体的，可以先进行几何建模：井架可以采用4根方柱，且方柱尺寸长为1m×宽1m×高5m，计算区域选取为长5m×宽5m×高10m。
再进行网格划分：在流域中划分网格采用由线到面再到体的逐级划分，具体的，方柱表面及其附近的网格可以划分得相对较密，远离方柱的区域网格可以逐渐变稀疏，流域边界面和方柱表面采用三角形非结构网格单元进行离散，体网格主要采用四面体网格，个别位置允许有锥体或楔形体，即采用非结构混合网格。
然后，可以采用相应的软件(例如，ANASYS)进行建模计算，得到对应的计算结果。
根据计算结果可知：群柱间的干扰效应对结构风力计算的影响很大，4个方柱列群柱结构建模中，考虑干扰效应后的总风荷载仅为不考虑干扰效应时总风荷载的70％左右。即A的取值可以为0.7，进而后续使用0.7作为A的取值，作为后续计算的参考系数。
在一些实施例中，在确定目标对象不存在积雪的情况下，可以直接利用上述总风荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果。相应的，上述目标对象的灾害模拟结果具体可以包括以下至少之一：风荷载下的钻井塔架的结构位移云图、风荷载下的钻井塔架的应力云图、风荷载下的钻井塔架的顶端振动加速、风荷载下的钻井塔架的顶端位移等。
具体的，可以以总风荷载作为输入，运行目标对象的有限元模型，以得到对应的目标对象的灾害模拟结果。
根据灾害模拟结果，可以判定在极值静风荷载下，结构最大变形或强度超过极限值会引起结构破坏；此外，由于在脉动风荷载的作用下引起塔架结构剧烈振动，还可能导致上部机组设备功能失效。
一方面，在极值静荷载下，当结构最大变形或强度超过极限值而引起结构破坏。在目前的海工结构规范设计中，主要通过强度要求、刚度要求，来评估结构或者构件在各种荷载组合作用下是否安全。
具体的，上述强度要求具体可以是指构件在设计荷载作用下的设计应力应当小于许用应力，即σ＜[σ]。其中，容许应力值[σ]可以按照下式来确定：
其中，σs为目标对象的材料屈服强度，S为安全系数。
上述刚度要求具体可以是指结构的最大变形应当小于规范建议的容许值，即λ＜[λ]。根据《高耸结构设计规范》(GB50135-2006)规定，按非线性分析的自立塔式结构在以风荷载为主的荷载标准组合下的水平位移需满足相关要求，即任意点的水平位移不得大于该点离地面高度的1/100。
在另一方面，在动荷载作用下，结构动力效应明显，可能导致强烈的振动下结构上部设备功能失效或者结构的管节点疲劳破坏。具体的，可能导致上部设备失效，例如，结构在动荷载作用下，电机及附属设备的强烈持续振动而影响其正常使用性能。同时，也可能导致结构安全失效模式，例如，振动造成结构的疲劳破坏。
具体的，在没有积雪的情况下，还可以单独确定并利用等效静风荷载来进行模拟。
例如，根据目标对象所在的环境区域，空气密度可以取为1.225kg/m3，选择设计风速为40m/s，根据公式算式可得到塔筒的等效静风荷载ωρ为：1kN/m2。
再通过有限元模型计算得到对应的模拟结果。参阅图2(左侧图为风荷载下的结构位移云图，右侧图为风荷载下的应力云图)所示，根据模拟结果：当风速达到40m时，结构中的热点应力达到58Mpa；热点位置在图2中的右侧图的红色圈位置所在高度，虽然很大但是与钢的极限强度相比，不存在遭受破坏的风险。
具体的，还可以单独确定并利用等效动风荷载来进行模拟。
例如，通过对结构的静力分析，可以确定结构的强度是达标的。借助MATLAB等软件通过对塔架不同高度位置处的3个点(分别命名为1-3号点)作风速时程模拟。可以距离塔架基础平面10-70m分别取3个点，间距为20m，分别在距地面高度20m，40m，60m处通过刚性耦合的方式施加动风荷载，主要分析40m/s风荷载情况下的振动响应，计算并分析200s风速时程下结构响应情况。具体可以先得到图3所示的脉动风荷载，包括：(3a)、(3b)、(3c)，分别对应距地面高度20m、40m、60m三个点处的脉动风荷载。还得到图4所示的总风荷载，包括：(4a)、(4b)、(4c)，分别对应距地面高度20m、40m、60m三个点处总风荷载。进一步，可以利用上述总风荷载模拟确定出对应的风荷载作用下塔架顶端的振动加速度(可以参阅图5所示)，以及风荷载作用下结构塔架的顶端的位移(可以参阅图6所示)作为模拟结果。
进而可以根据模拟结果，分析得到以下结论：在风荷载作用下，塔架顶端未发生稳态振动；以及极端工况下振动响应最大发生在塔筒顶端处，塔筒顶端处的加速度和位移响应结果，参阅表1。
表1风荷载情况下模拟结果表
基于上述模拟结果，可知：等效动风荷载会引起塔架结构上部产生较大振动加速度，最大响应超出了结构振动加速度容许值，可能会存在一定风险。
在一些实施例中，在有积雪的情况下，需要考虑雪荷载。
其中，上述雪荷载具体可以是由于雪堆积所形成的均布荷载。
具体实施时，可以先利用积雪深度数据计算出相应时间高度位置处的雪压；再根据雪压和雪接触面计算对应的雪荷载。
具体可以按照以下方式计算雪压S：
S＝hρg
其中，S为雪压，单位KN/m2；h为相应高度位置处的积雪深度，单位m；ρ为雪密度；g为重力加速度。
具体的，在没有风的情况下，还可以单独确定并利用雪荷载来进行模拟，以得到相应的灾害模拟结果。
具体的，可以以雪荷载作为输入，运行目标对象的有限元模型，以得到对应的目标对象的灾害模拟结果。相应的，目标对象的灾害模拟结果包括以下至少之一：雪荷载下的钻井塔架的结构位移云图、雪荷载下的钻井塔架的应力云图等。
具体实施时，在极值雪荷载下，结构最大变形或强度如果超过极限值会引起结构破坏。例如，可以取100年一遇的最大雪压1.6KN/m2在ANSYS中运行目标对象的有限元模型进行计算，得到对应的灾害模拟结果。可以参阅图7所示(图7中的左侧图为雪荷载下结构位移云图，右侧图为雪荷载下结构应力云图)。
基于上述灾害模拟结果，可以确定出：当雪荷载达到百年一遇时，结构中的热点应力只有0.14Mpa，结构的最大位移只有0.003m，远没有达到破坏的程度，还没有遭破坏的风险。可以适当加粗最上部支架的直径。
在一些实施例中，在同时有风和积雪的情况下，还可以先确定并综合利用等效静风荷载、等效动风荷载、雪荷载，计算出风雪联合荷载；再基于风雪联合荷载，来进行模拟，得到效果较好的灾害模拟结果。
在本实施例中，在极值静风雪荷载下，结构最大变形或强度超过极限值而引起结构破坏；此外，脉动风荷载作用下引起塔架结构剧烈振动，可能导致上部机组设备功能失效。
具体的，例如，对于计算静力作用时的40m/s风荷载和百年一遇的雪荷载联合作用下的情况，可以按照以下算式计算风雪联合荷载：
风雪联合荷载＝B×总风荷载+C×雪荷载
其中，B为风荷载系数(一个预设的权重系数)，C为雪荷载系数(另一个预设的权重系数)。
具体实施时，可以根据目标对象的具体结构，来确定对应的预设的权重系数。
例如，对于钻井塔架，考虑到结构通常为单层球面网壳结构，其对风、雪荷载比较敏感；进一步，再根据单层球面网壳模型的几何参数(矢跨比、跨度、杆件截面积)不同，采用软件模拟的方法，确定出对应的风荷载系数、雪荷载系数。
具体模拟时，可以以雪荷载作为输入，运行目标对象的有限元模型，以得到对应的目标对象的灾害模拟结果。其中，目标对象的灾害模拟结果具体可以包括以下至少之一：风雪联合荷载下的钻井塔架的结构位移云图、风雪联合荷载下的钻井塔架的应力云图、风雪联合荷载下的钻井塔架的顶端振动加速度、风雪联合荷载下的钻井塔架的顶端位移。
具体的，可以通过有限元的计算得到对应的第一组模拟结果。可以参阅图8所示(图8中的左侧图为风雪联合荷载下结构位移云图，右侧图为风雪联合荷载下结构应力云图)。
基于第一组模拟结果，可知：当风速达到40m时，结构中的热点应力达到54Mpa，热点位置在风雪联合荷载下结构应力云图的红色圈位置所在高度，相比只有风力作用时，热点应力有所下降，这可能是因为雪荷载使结构的重量增加，使结构更加稳定，变形更小，因此结构没有破坏的风险。
类似的，可以利用MATLAB软件对结构进行风雪联合荷载下的动力分析，得到对应的第二组模拟结果。可以参阅图9所示(图9中的左侧图(9a)为风雪联合荷载下顶端振动加速度，右侧图(9b)为风雪联合荷载下顶端位移)。
基于第二组模拟结果，可知：在风荷载作用下，塔架顶端未发生稳态振动；极端工况下振动响应最大发生在塔架顶端处，塔架顶端处的加速度和位移响应结果可以参阅表2所示。
表2风雪联合荷载情况下模拟结果表
当风雪联合作用时，由于结构重力变大，反而会使结构的振动更小，各项指标均没有超过容许值，不存在结构风险。
在一些实施例中，所述目标对象的灾害模拟结果具体可以包括以下至少之一：钻井塔架的结构位移云图、钻井塔架的应力云图、钻井塔架的顶端振动加速度、钻井塔架的顶端位移等等。
在一些实施例中，上述根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级，具体实施时，可以包括以下内容：
S1：获取目标对象所在的环境区域的历史灾害记录；
S2：根据所述历史灾害记录，以及目标对象的风速数据和积雪深度数据，确定目标对象的灾害风险概率；
S3：根据所述目标对象的灾害模拟结果、灾害风险概率，通过风险评估矩阵法，确定出目标对象的风险等级。
在一些实施例中，上述历史灾害记录可以是对目标对象所在的环境区域历史上的天气数据，以及历史上的风雪灾害事故经验进行整理汇总所得到的数据。
例如，对极地环境区域可以分别对空气温度、海水温度、风力剖面、海水情况分别进行整理惠东。
对于空气温度，所在的极地区域北部有9-10个月，南部有6-8个月的空气温度低于0℃。一月份的平均气温约为-20～-28℃(最低可达-50℃)，七月的平均气温为-6～+1℃(最高可达到+16℃)。全年相对湿度高(冬季80-85％，夏天90～95％)。七月和八月海上的雾最为频繁。暴风雨的出现天数：夏季每月1～2天，冬季每月6～7天。暴风雨在西部海域出现的次数最多。一月份的平均温度为-2℃～-20℃，七月份的平均温度为-1℃～+10℃。
对于海水温度，所在的极地区域海水的温度决定了海冰的厚度和覆盖范围。
对于风力剖面，所在的极地区域通常以西南风为主，这有助于暖流的增加，且能产生风速达5m/s的强风。在北部海域，寒冷的东北风占主导地位，但风速不高，约为3m/s。在夏季，海平面气压的对比仅在东北部非常明显。在该区域气压的水平梯度相当小，因此，不同方向的轻风会吹遍该区域。在西南部海域，年平均降雨量为300～400mm，东北部为200～350mm。
对于海冰情况，所在的极地区域的冰情特点是年际变化很大。冰盖的变化与海水的流入量密切相关。海冰覆盖情况是影响海洋工程平台选择的重要参数，其中冰的厚度、大小、覆盖密度和速度是相关程度和限制性最大的因素。
此外，冰的范围在三月和四月达到最大值(厚达1.5-4.5m)，在七月至九月之间迅速融化，之后开始再次冻结。低温会使海面冻结成冰层，海冰是一个严重问题。这会导致在结构上产生较大的载荷，并且是维护和其他操作中的复杂因素。
通过整理汇总可以得到以下的历史数据汇总列表。参阅表3。
表3历史数据汇总列表
结合上述历史数据汇总列表，结合历史上的风雪灾害事故经验，可以得到目标对象所在的环境区域的历史灾害记录。
具体实施时，可以根据所述目标对象的灾害模拟结果、灾害风险概率，通过风险评估矩阵法(RAM)，对极地环境中的风雪灾害(强风和/或暴雪)对人员、装备(钻机/平台)、钻井作业(井控/排放)构成的风险等级进行了定量评价，以确定出具体的风险等级。
具体实施前，可以现根据历史灾害记录，结合灾害事故处理经验构建得到对应的极地钻井作业重点风险因素评价表。可以参阅表4。表中第三列中的数字表征灾害事故后的严重程度等级，第四列中的数字表征发生概率的概率等级，第五列中的数字表征整体评价值，第六列中的字符表征总的风险等级。
表4极地钻井作业重点风险因素评价表
再根据极地钻井作业重点风险因素评价表，通过采用风险评估矩阵法，构建得到对应的风险评估矩阵。可以参阅图10。
在上述风险评估矩阵中，针对不同的RAM风险等级定量评价，划分了多种不同的颜色分别对应多种不同风险等级。进一步，还制定了与风险等级相对应的安全预防措施与应对方法，以形成了适应于极地钻井的灾害安全控制推荐做法，作为待选的灾害处理策略。可以参阅表5。
表5极地钻井的灾害安全控制推荐做法表
具体实施时，可以根据目标对象的灾害模拟结果，确定出对应的目标对象的事故后的严重程度等级；根据灾害风险概率，确定出目标对象的事故发生概率等级；再根据目标对象的事故后的严重程度等级和事故发生概率等级，在上述风险评估矩阵中确定出对应的风险等级。接着，可以根据风险等级所对应的风险颜色，从上述极地钻井的灾害安全控制推荐做法表中筛选出风险颜色相匹配的处理策略。
在一些实施例中，在根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级之后，所述方法具体实施时，还可以包括以下内容：
S1：根据目标对象的灾害风险等级，确定出相匹配的目标灾害处理策略；
S2：根据所述目标灾害处理策略，对目标对象进行灾害防护处理。
从而可以针对目标对象所面临的具体的风雪灾害，采用针对性较强、匹配性较好的灾害处理策略进行较为有效的灾害防护处理，以保证目标对象的安全。
由上可见，基于本说明书实施例提供的灾害风险的处理方法，针对布设于诸如极地等环境区域中的目标对象，可以先获取该目标对象的风速数据和积雪深度数据；并根据风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；根据积雪深度数据，确定出雪荷载；再根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；利用风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；再根据目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。通过综合使用等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，确定出效果较好的风雪联合荷载；并基于该风雪联合荷载，得到了准确度较高的灾害模拟结果；进而可以根据该灾害模拟结果，精准地确定出目标对象的灾害风险等级，来量化环境区域中灾害对目标对象的风险情况，从而能够基于灾害风险等级对目标对象进行相匹配的灾害防护处理，以保护目标对象的设备安全。
本说明书实施例还提供一种服务器，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器具体实施时可以根据指令执行以下步骤：获取目标对象的风速数据和积雪深度数据；根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；并根据所述积雪深度数据，确定出雪荷载；根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；利用所述风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。
为了能够更加准确地完成上述指令，参阅图11所示，本说明书实施例还提供了另一种具体的服务器，其中，所述服务器包括网络通信端口1101、处理器1102以及存储器1103，上述结构通过内部线缆相连，以便各个结构可以进行具体的数据交互。
其中，所述网络通信端口1101，具体可以用于获取目标对象的风速数据和积雪深度数据。
所述处理器1102，具体可以用于根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；并根据所述积雪深度数据，确定出雪荷载；根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；利用所述风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。
所述存储器1103，具体可以用于存储相应的指令程序。
在本实施例中，所述网络通信端口1101可以是与不同的通信协议进行绑定，从而可以发送或接收不同数据的虚拟端口。例如，所述网络通信端口可以是负责进行web数据通信的端口，也可以是负责进行FTP数据通信的端口，还可以是负责进行邮件数据通信的端口。此外，所述网络通信端口还可以是实体的通信接口或者通信芯片。例如，其可以为无线移动网络通信芯片，如GSM、CDMA等；其还可以为Wifi芯片；其还可以为蓝牙芯片。
在本实施例中，所述处理器1102可以按任何适当的方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。本说明书并不作限定。
在本实施例中，所述存储器1103可以包括多个层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。
本说明书实施例还提供了一种基于上述灾害风险的处理方法的计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时实现：获取目标对象的风速数据和积雪深度数据；根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；并根据所述积雪深度数据，确定出雪荷载；根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；利用所述风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。
在本实施例中，上述存储介质包括但不限于随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard DiskDrive，HDD)或者存储卡(Memory Card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的，用于进行网络连接通信的接口。
在本实施例中，该计算机存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。
参阅图12所示，在软件层面上，本说明书实施例还提供了一种灾害风险的处理装置，该装置具体可以包括以下的结构模块：
获取模块1201，具体可以用于获取目标对象的风速数据和积雪深度数据；
第一确定模块1202，具体可以用于根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；并根据所述积雪深度数据，确定出雪荷载；
处理模块1203，具体可以用于根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；
第二确定模块1204，具体可以用于利用所述风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；
第三确定模块1205，具体可以用于根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。
需要说明的是，上述实施例阐明的单元、装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
由上可见，基于本说明书实施例提供的灾害风险的处理装置，能够针对布设于诸如极地等环境区域中的目标对象，可以先获取该目标对象的风速数据和积雪深度数据；并根据风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；根据积雪深度数据，确定出雪荷载；再根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；利用风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；再根据目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。通过综合使用等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，确定出效果较好的风雪联合荷载；并基于该风雪联合荷载，得到了准确度较高的灾害模拟结果；进而可以根据该灾害模拟结果，精准地确定出目标对象的灾害风险等级，来量化环境区域中灾害对目标对象的风险情况，从而能够基于灾害风险等级对目标对象进行相匹配的灾害防护处理，以保护目标对象的设备安全。
虽然本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施例的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本说明书的技术方案本质上可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本说明书各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本说明书可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
虽然通过实施例描绘了本说明书，本领域普通技术人员知道，本说明书有许多变形和变化而不脱离本说明书的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本说明书的精神。
Claims (10)
1.一种灾害风险的处理方法，其特征在于，包括：
获取目标对象的风速数据和积雪深度数据；
根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；并根据所述积雪深度数据，确定出雪荷载；
根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；
利用所述风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；
根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载，包括：
根据所述风速数据，计算风速的平均值；并根据所述风速的平均值，计算出对应的等效静风荷载；
根据所述风速数据，获取平均风速和脉动风速；并根据所述平均风速和脉动风速，计算出对应的等效动风荷载。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述风速数据，获取平均风速和脉动风速，包括：
确定所述风速数据中的波形周期；
从所述风速数据中分离出波形周期大于预设的周期阈值的风速数据作为平均风速；从所述风速数据中分离出波形周期小于等于预设的周期阈值的风速数据作为脉动风速。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载，包括：
计算所述等效静风荷载和等效动风荷载的和，得到总风荷载；
根据预设的权重参数、总风荷载和雪荷载，计算得到所述风雪联合荷载。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标对象包括：布设于极地区域中的钻井塔架。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标对象的灾害模拟结果包括以下至少之一：钻井塔架的结构位移云图、钻井塔架的应力云图、钻井塔架的顶端振动加速度、钻井塔架的顶端位移。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级，包括：
获取目标对象所在的环境区域的历史灾害记录；
根据所述历史灾害记录，以及目标对象的风速数据和积雪深度数据，确定目标对象的灾害风险概率；
根据所述目标对象的灾害模拟结果、灾害风险概率，通过风险评估矩阵法，确定出目标对象的风险等级。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级之后，所述方法还包括：
根据目标对象的灾害风险等级，确定出相匹配的目标灾害处理策略；
根据所述目标灾害处理策略，对目标对象进行灾害防护处理。
9.一种灾害风险的处理装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取目标对象的风速数据和积雪深度数据；
第一确定模块，用于根据所述风速数据，确定出等效静风荷载、等效动风荷载；并根据所述积雪深度数据，确定出雪荷载；
处理模块，用于根据预设的处理规则，处理所述等效静风荷载、等效动风荷载和雪荷载，得到风雪联合荷载；
第二确定模块，用于利用所述风雪联合荷载，确定出目标对象的灾害模拟结果；
第三确定模块，用于根据所述目标对象的灾害模拟结果，确定出目标对象的灾害风险等级。
10.一种服务器，其特征在于，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
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