專利名稱：基于模糊事故樹羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸分析方法
技術領域：
本發明屬于化工安全、環境系統安全與控制理論與控制工程領域，涉及一種基于模糊事故樹的羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸事故分析方法。
背景技術：
化工企業生產中，生產物料大多數具有易燃、易爆、有毒、腐蝕的性質，同時化工生產工藝連續性強，技術復雜的特點。隨著生產技術的發展和生產規模的擴大，化工生產安全已成為一個社會問題。一旦發生火災和爆炸事故，不但導致生產停頓、設備損壞，而且也會造成大量人身傷亡，甚至波及社會，產生無法估量的損失和難以挽回的影響。因此，需要對化工生產的發生事故進行科學的分析和研究，以提高化工企業生產的安全性、降低生產事故率。事故樹分析方法(Fault Tree Analysis, FTA)事故樹分析是安全系統工程中主要的分析方法之一。該方法通過邏輯演繹揭示事故基本事件(隱患)之間和基本事件與頂上事件的相互邏輯關系，把系統的事故與組成子系統的隱患有機地聯系在一起，能找出系統全部可能的失效狀態，其主要功用是能夠對導致系統處于不安全狀態的事故隱患及其邏輯關系進行描述。這種方法可以對系統中的各種危險進行定性分析、定量分析、預測和評價。

發明內容
本發明提出一種基于模糊事故樹羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸分析方法，對傳統事故樹無法解決的基本事件難以確定概率值的羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸事故進行分析，并采用多種模糊數的形式來進行評價，使得事故樹的分析范圍得以延伸和擴展，對化工生產安全事故的評價工作有不可估量的推動作用。本發明采用如下技術解決方案首先在對羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸事故構建事故樹的基礎上，根據現場設備實際運行狀況的統計及依據專家經驗所提供的模糊信息，運用模糊事故樹理論，對羰基化生產醋酐合成反應釜進行了模糊可靠性分析，求出了羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸事故的模糊概率可能性分布；并利用結構重要度系數近似值法對其進行結構重要度分析，運用對事故樹底部事件進行排序分級的加權結構重要度分析法，確立了影響系統的最主要因素，為系統安全分析提供了新的方法和途徑。本發明方法包括以下步驟步驟1.確定分析對象為“羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸”；步驟2.建造事故樹；由反應釜爆炸可知只有在“反應壓力異常升高”、“壓力超過反應釜的承受能力”同時發生且在“控制系統故障”存在的條件下，反應釜爆炸事故才可能發生。因此，第一層事件之間的邏輯關系用邏輯與門、邏輯與門表示，直至事故樹的規模和分析深度達到基本事件為止，得到“羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸”的事故樹圖。
步驟3.事故樹的簡化描述；利用一個三維數組T(i，j，k)來存儲故障樹各層事件之間的連接關系，T(i，j，k) 表示第i層中第j個事件所連接的第k個下層事件。同時利用二維數組Ts (i，j)來存儲故障樹中所有用邏輯與門連接的事件。頂事件T(0，0，1)= T第二層事件T(l，l，l)=A1;T(1，1，2) = A2 ；T(l,l,3) =A3第三層事件
TC2, 1，D=BieB^B3; Τ(2, 2,2)=Χ1φΧ2 ； Τ(2，3，3)= X3十X4十B4十X5第四層事件
T (3’ 1’ 1) = CieC2; T (3’ 1’ 2) = X6④X7; T (3’ 1’ 3) = C3φC4邏輯與門連接的事件Ts(i，j)= A1OA2(S)A3步驟4.事故樹分析的模糊算子設定；由于化工生產系統的復雜性，導致各基本事件的發生是隨機的不確定的，對于沒有統計資料的各基本事件或統計資料不夠全面或統計資料缺失的情況下，應采用專家打分結合三角模糊數λ<1，m，u>來進行處理，用三角模糊數來表示各不定事件發生的概率。有η個專家對羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸事件的發生概率進行評估，則其三角模糊數的概率值集合為=Xi=^, A2,……An), i=l, 2……no對于離散型隨機事件變量，其數學期望值E(x)即為其均值m，則m = E(X)= (A^A2+……/η。離散型隨機事件變量的數學方差U = D(X)為
權利要求
1.基于模糊事故樹羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸分析方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟1.確定分析對象為“羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸”； 步驟2.建造事故樹；由反應釜爆炸可知只有在“反應壓力異常升高”、“壓力超過反應釜的承受能力”同時發生且在“控制系統故障”存在的條件下，反應釜爆炸事故才可能發生； 因此，第一層事件之間的邏輯關系用邏輯與門、邏輯與門表示，直至事故樹的規模和分析深度達到基本事件為止，得到“羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸”的事故樹圖； 步驟3.事故樹的簡化描述利用一個三維數組T(i，j，k)來存儲故障樹各層事件之間的連接關系，T(i，j，k)表示第i層中第j個事件所連接的第k個下層事件；同時利用二維數組Ts(i，j)來存儲故障樹中所有用邏輯與門連接的事件； 頂事件T(0，0，1) = T第二層事件T(l，l，l) =A1 ；T(l，l，2) =A2 ；T(l，l，3) =A3第三層事件T (2，1，1)=ΒιΘΒ2θΒ3； T (2，2，2) =X1^X2 ； T (2，3，3) = X3④X4④B4④X5第四層事件T (3’ 1’ 1) = C^C2; T (3’ 1’ 2) = X6十X7; T (3’ 1’ 3) = C3十C4邏輯與門連接的事件Ts(i，j)= A1OA2(S)A3 步驟4.事故樹分析的模糊算子設定；由于化工生產系統的復雜性，導致各基本事件的發生是隨機的不確定的，對于沒有統計資料的各基本事件或統計資料不夠全面或統計資料缺失的情況下，應采用專家打分結合三角模糊數λ <1，m，u>來進行處理，用三角模糊數來表示各不定事件發生的概率；有η個專家對羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸事件的發生概率進行評估，則其三角模糊數的概率值集合為=KX1, A2,……An), i=l,2……η；對于離散型隨機事件變量，其數學期望值Ε(χ)即為其均值m，則m = E(X)= (A^A2+……λη)/η，離散型隨機事件變量的數學方差u = D(x)為D(x) = 02 =^[xk-Ε(χ)] Pk(1)k=\步驟5.結構重要度分析；結構重要度分析，是從事故樹結構上分析各基本事件的重要程度，即在不考慮各基本事件的發生概率的情況下，分析各基本事件對頂事件發生所產生的影響程度；基本事件結構重要度越大，它對頂事件的影響就越大，反之亦然；基本事件的結構重要度系數由近似式 (2)計算所得；^(0= Σ ^r ⑵χ盧Er Ζ式中，4(0為基本事件Xi的結構重要度系數^為基本事件Xi所屬最小徑集包含的基本事件數；艮為最小徑集；步驟6.加權結構重要度分析；基本事件加權結構重要度分析法，能從量的角度上來表達事故樹中各基本事件對頂事件的影響程度，根據損失合成原則的思想，得出數學表達式(3)； 々) = ΡΧιχΙφ(ι) (3)式中，r g(i)為加權結構嚴重度，用來表達基本事件Xi對頂事件的影響程度；A基本事件Xi的發生概率；、(0基本事件Xi的結構重要度系數；步驟7.依據基本事件結構重要度系數確定安全控制優選方案； 由模糊FTA分析得出的各基本事件的結構重要度系數知，各基本事件對頂上事件影響重要程度的相對大小，籍此可以找出系統的最薄弱環節，從而確定所應采取相應安全措施的優先順序，實現對生產安全進行科學、合理、有效的控制。
全文摘要
本發明涉及一種基于模糊事故樹羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸分析方法。本發明首先在對羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸事故構建事故樹的基礎上，根據現場設備實際運行狀況的統計及依據專家經驗所提供的模糊信息，運用模糊事故樹理論，對羰基化生產醋酐合成反應釜進行了模糊可靠性分析，求出了羰基化生產醋酐合成反應釜爆炸事故的模糊概率可能性分布；并利用結構重要度系數近似值法對其進行結構重要度分析，運用對事故樹底部事件進行排序分級的加權結構重要度分析法，確立了影響系統的最主要因素，為系統安全分析提供了新的方法和途徑。
文檔編號G06N7/02GK102521657SQ20111036018
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者孫彬, 柳毅, 沈勤 申請人:浙江大學