本發(fā)明涉及動態(tài)風(fēng)險分析領(lǐng)域，特別是一種儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

儲罐通常涉及儲存大量易燃、易爆及毒性物質(zhì)，易發(fā)生燃燒、爆炸及中毒等重大事故，且罐區(qū)通常排布密集，一旦單罐發(fā)生事故，有可能蔓延至周邊儲罐或裝置，甚至影響周邊工廠、住宅等區(qū)域，造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失及環(huán)境污染。

目前，對于儲罐的風(fēng)險分析通常采用如：定量分析評價方法(qra：quantitativeriskanalysis)、概率安全評價方法(psa：probabilisticsafetyassessment)、道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險指數(shù)評價方法、事件樹方法(eta：eventtreeanalysis)等，上述方法本質(zhì)均為靜態(tài)分析方法，即在某一特定狀態(tài)下對風(fēng)險進(jìn)行分析。隨著社會的進(jìn)步發(fā)展，運(yùn)用于儲罐上的靜態(tài)評價未能充分分析儲罐事故發(fā)展的動態(tài)隨機(jī)過程，以及危險因素的動態(tài)變化對生產(chǎn)狀態(tài)的影響和危險因素相互間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，對預(yù)測儲罐事故的發(fā)展趨勢存在一定影響。

此外，傳統(tǒng)的儲罐安全監(jiān)控通常基于單一傳感器對儲罐進(jìn)行安全監(jiān)測，在復(fù)雜的環(huán)境下易受外界干擾，或是由于設(shè)備的老化而導(dǎo)致測量的誤差，對判斷儲罐的安全狀態(tài)造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對靜態(tài)風(fēng)險分析及單一傳感器對儲罐安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性問題，提供一種儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法、裝置及系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法，包括以下步驟：

根據(jù)預(yù)設(shè)的監(jiān)測周期，實(shí)時采集儲罐的各事故關(guān)鍵參數(shù)；事故關(guān)鍵參數(shù)為影響儲罐安全狀態(tài)的變量參數(shù)；

獲取事故關(guān)鍵參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)目標(biāo)值的偏離指數(shù)，根據(jù)偏離指數(shù)和損失函數(shù)，得到儲罐的事故發(fā)生的實(shí)際損失值；

獲取事故關(guān)鍵參數(shù)的剩余時間，根據(jù)剩余時間和概率密度函數(shù)，得到儲罐的事故發(fā)生概率；剩余時間為事故關(guān)鍵參數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)參數(shù)邊界閾值所需要的時間；

根據(jù)實(shí)際損失值與事故發(fā)生概率，得到事故關(guān)鍵參數(shù)的儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值；

獲取各儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值中的最大值，將最大值作為儲罐事故發(fā)生的總風(fēng)險值，根據(jù)總風(fēng)險值分析儲罐的風(fēng)險損失。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種儲罐動態(tài)風(fēng)險分析裝置，包括：

數(shù)據(jù)采集單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的監(jiān)測周期，實(shí)時采集儲罐的各事故關(guān)鍵參數(shù)；事故關(guān)鍵參數(shù)為影響儲罐安全狀態(tài)的變量參數(shù)。

實(shí)際損失值獲取單元，用于獲取事故關(guān)鍵參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)目標(biāo)值的偏離指數(shù)，根據(jù)偏離指數(shù)和損失函數(shù)，得到儲罐的事故發(fā)生實(shí)際損失值；

概率獲取單元，用于獲取事故關(guān)鍵參數(shù)的剩余時間，根據(jù)剩余時間和概率密度函數(shù)，得到儲罐的事故發(fā)生概率；剩余時間為事故關(guān)鍵參數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)參數(shù)邊界閾值所需要的時間；

風(fēng)險值獲取單元，用于根據(jù)實(shí)際損失值與事故發(fā)生概率，得到事故關(guān)鍵參數(shù)的儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值；

風(fēng)險分析單元，用于獲取各儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值中的最大值，將最大值作為儲罐事故發(fā)生的總風(fēng)險值，根據(jù)總風(fēng)險值分析儲罐的風(fēng)險損失。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、信息處理設(shè)備和信息分析設(shè)備；

數(shù)據(jù)采集設(shè)備根據(jù)預(yù)設(shè)的監(jiān)測周期，實(shí)時采集儲罐的各事故關(guān)鍵參數(shù)；事故關(guān)鍵參數(shù)為影響儲罐安全狀態(tài)的變量參數(shù)，并將各事故關(guān)鍵參數(shù)傳輸給信息處理設(shè)備；

信息處理設(shè)備獲取儲罐事故發(fā)生的實(shí)際損失值和事故發(fā)生概率，根據(jù)實(shí)際損失值和事故發(fā)生概率得到各事故關(guān)鍵參數(shù)的儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值，并將儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值傳輸給所述信息分析設(shè)備；

信息分析設(shè)備獲取各儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值中的最大值，將最大值作為儲罐事故發(fā)生的總風(fēng)險值，根據(jù)總風(fēng)險值分析儲罐的風(fēng)險損失。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法、裝置及系統(tǒng)，根據(jù)對儲罐事故場景的辨識確定事故關(guān)鍵參數(shù)，通過數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置將分布于儲罐監(jiān)測范圍內(nèi)的各傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸至信息處理設(shè)備。由信息處理設(shè)備對儲罐進(jìn)行事故后果動態(tài)分析和事故概率動態(tài)分析，進(jìn)一步得到事故實(shí)際損失值和事故概率，確定儲罐事故關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)的事故風(fēng)險值，進(jìn)一步從各事故關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)的事故風(fēng)險值中得到儲罐的總風(fēng)險值，實(shí)現(xiàn)實(shí)時評價儲罐的動態(tài)隨機(jī)過程。本發(fā)明充分分析事故關(guān)鍵參數(shù)的動態(tài)變化對儲罐風(fēng)險狀態(tài)的影響，動態(tài)展示風(fēng)險變化趨勢。另外，本發(fā)明通過數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置及多個傳感器，有效地將儲罐的多個事故關(guān)鍵參數(shù)采集、分析和處理，并通過數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置的通信功能將數(shù)據(jù)傳遞至信息處理設(shè)備，進(jìn)一步提高了本發(fā)明關(guān)于儲罐風(fēng)險分析的自動化程度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法實(shí)施例1的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法實(shí)施例2的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法實(shí)施例2中苯乙烯儲罐某時段總風(fēng)險值圖；

圖4為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)實(shí)施例1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)實(shí)施例1的信息處理設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)實(shí)施例1的過溢情形以及質(zhì)量損失情形各關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)風(fēng)險圖；

圖8為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)實(shí)施例1的壓力致泄漏以及物理爆炸情形各關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)風(fēng)險圖；

圖9為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)實(shí)施例1的罐體破裂泄漏各關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)風(fēng)險圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的首選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

參見圖1所示，是本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法實(shí)施例1的流程示意圖，如圖所示，本實(shí)施例中的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法可以包括步驟：

步驟s110：根據(jù)預(yù)設(shè)的監(jiān)測周期，實(shí)時采集儲罐的各事故關(guān)鍵參數(shù)；事故關(guān)鍵參數(shù)為影響所述儲罐安全狀態(tài)的變量參數(shù)。

具體而言，根據(jù)儲罐的事故場景特點(diǎn)和事故關(guān)鍵參數(shù)，通過多通道采集數(shù)據(jù)的方式，對影響儲罐安全狀態(tài)的變量參數(shù)實(shí)時監(jiān)測，多元數(shù)據(jù)融合處理。降低在復(fù)雜的罐區(qū)環(huán)境中對儲罐安全監(jiān)測的干擾，以及設(shè)備老化而導(dǎo)致測量上的誤差，減少對判斷儲罐安全狀態(tài)造成的影響。

步驟s120：獲取事故關(guān)鍵參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)目標(biāo)值的偏離指數(shù)，根據(jù)偏離指數(shù)和損失函數(shù)，得到儲罐的事故發(fā)生的實(shí)際損失值。

具體而言，偏離是指運(yùn)行參數(shù)偏離了正常值狀態(tài)，使得系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化，可能造成故障或事故。獲取偏離值數(shù)，能夠進(jìn)一步對儲罐事故發(fā)生的實(shí)際損失預(yù)測分析提供依據(jù)。

步驟s130：獲取事故關(guān)鍵參數(shù)的剩余時間，根據(jù)剩余時間和概率密度函數(shù)，得到儲罐的事故發(fā)生概率；剩余時間為事故關(guān)鍵參數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)參數(shù)邊界閾值所需要的時間。

具體而言，剩余時間為事故關(guān)鍵參數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)參數(shù)邊界閾值所需要的時間，在概率密度函數(shù)中引入剩余時間，實(shí)現(xiàn)對儲罐事故發(fā)生的概率動態(tài)更新。

步驟s140：根據(jù)實(shí)際損失值與事故發(fā)生概率，得到事故關(guān)鍵參數(shù)的儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值。

具體而言，儲罐充裝運(yùn)行過程中因環(huán)境的不同，造成對影響儲罐事故發(fā)生的事故關(guān)鍵參數(shù)也有所不同，通過獲取各事故關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)的事故發(fā)生風(fēng)險值，多方位分析事故發(fā)生風(fēng)險，提高了對儲罐安全狀態(tài)監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

步驟s150：獲取各儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值中的最大值，將最大值作為儲罐事故發(fā)生的總風(fēng)險值，根據(jù)總風(fēng)險值對所述儲罐進(jìn)行事故風(fēng)險動態(tài)分析。

具體而言，根據(jù)不同的環(huán)境和時段，各事故關(guān)鍵參數(shù)隨時間的改變而改變，影響儲罐事故發(fā)生的關(guān)鍵因素不同，通過對最大風(fēng)險值的獲取并進(jìn)行分析，針對性對儲罐做出事故控制措施。

根據(jù)本實(shí)施例中的方法，根據(jù)儲罐的事故場景特點(diǎn)和事故關(guān)鍵參數(shù)，通過對影響儲罐安全狀態(tài)的變量參數(shù)實(shí)時監(jiān)測采集數(shù)據(jù)，多元數(shù)據(jù)融合處理。降低了在復(fù)雜的罐區(qū)環(huán)境中對儲罐安全監(jiān)測的干擾，以及設(shè)備老化而導(dǎo)致測量上的誤差，同時減少對判斷儲罐安全狀態(tài)造成的影響。進(jìn)一步地，選用修正型轉(zhuǎn)置正態(tài)分布損失函數(shù)(minlf，modifiedinvertednormallossfunction)構(gòu)建方法獲取儲罐事故發(fā)生的實(shí)際損失值，并結(jié)合事故關(guān)鍵參數(shù)與設(shè)定目標(biāo)值的偏離情況得到偏離指數(shù)；進(jìn)一步地，引入剩余時間的概念，運(yùn)用概率密度函數(shù)構(gòu)建方法獲取儲罐事故發(fā)生概率；進(jìn)一步地，結(jié)合實(shí)際損失值和事故發(fā)生概率獲得各關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)的事故發(fā)生風(fēng)險值，進(jìn)一步得出儲罐的事故發(fā)生的總風(fēng)險值，實(shí)現(xiàn)實(shí)時評價儲罐的動態(tài)隨機(jī)過程，充分分析事故關(guān)鍵參數(shù)的動態(tài)變化對儲罐風(fēng)險狀態(tài)的影響，對儲罐事故的發(fā)生做出準(zhǔn)確的防范決策。

參見圖2所示，是本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法實(shí)施例2的流程示意圖，如圖所示，本實(shí)施例中的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法包括步驟：

開始進(jìn)入步驟s210：根據(jù)儲罐具體的存儲情況，分析出將會已發(fā)的事故場景。

具體而言，通過對事故場景分析，確定事故場景的特點(diǎn)，為辨識儲罐事故關(guān)鍵參數(shù)提供依據(jù)。

步驟s220：根據(jù)預(yù)設(shè)的事故關(guān)鍵參數(shù)辨識規(guī)則，辨識出待采集的事故關(guān)鍵參數(shù)。

具體而言，事故關(guān)鍵變量是影響事物安全狀態(tài)的物理量或化學(xué)量參數(shù)，確定事故關(guān)鍵參數(shù)變量可對儲罐進(jìn)行針對性的監(jiān)測。

步驟s230：根據(jù)預(yù)設(shè)的監(jiān)測周期，實(shí)時采集儲罐的各事故關(guān)鍵參數(shù)。

具體而言，通過多路數(shù)據(jù)實(shí)時采集，避免了因單一數(shù)據(jù)監(jiān)測造成對儲罐運(yùn)行狀態(tài)判斷的誤差。

步驟s250：獲取事故關(guān)鍵參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)目標(biāo)值的偏離指數(shù)，進(jìn)行事故后果動態(tài)分析，選擇修正型轉(zhuǎn)置正態(tài)分布損失函數(shù)(minlf，modifiedinvertednormallossfunction)并基于以下公式構(gòu)建損失函數(shù)計(jì)算儲罐的實(shí)際損失值：

具體而言，l[x(t)]表示實(shí)際損失值；eml表示預(yù)計(jì)最大損失，預(yù)計(jì)最大損失指在所有保護(hù)系統(tǒng)失效的情況下所述儲罐持續(xù)維持的損失；x(t)表示事故關(guān)鍵參數(shù)；t表示預(yù)設(shè)目標(biāo)參數(shù)值；γ表示形狀因子，形狀因子用于調(diào)節(jié)所述損失函數(shù)l[x(t)]圖形達(dá)到準(zhǔn)確狀態(tài)；δ表示第一次監(jiān)測到預(yù)計(jì)最大損失值與預(yù)設(shè)目標(biāo)參數(shù)的差值，e表示自然對數(shù)的底數(shù)。其中形狀因子根據(jù)非線性最小平方法確定，如在eml、x(t)、t、δ已經(jīng)確定的情況下，根據(jù)可以確定形狀因子的值,其中，loss[x(ti)]表示通過其他統(tǒng)計(jì)方式或計(jì)算方式得到的損失值，l[x(ti)]是在給定x(ti)的情況下基于minlf函數(shù)確定的值，當(dāng)相關(guān)損失信息[x(ti)，loss[x(ti)]]了解越多，形狀因子確定越準(zhǔn)確，l[x(t)]得出的儲罐實(shí)際損失值越貼近真實(shí)情況。進(jìn)一步地，修正型轉(zhuǎn)置正態(tài)分布損失函數(shù)具有一定靈活性，且相對其他類型的損失函數(shù)而言，其受形狀因子及預(yù)計(jì)最大損失值的影響較小，還能有效表示儲罐的事故關(guān)鍵參數(shù)正向偏離預(yù)設(shè)參數(shù)目標(biāo)值和負(fù)向偏離預(yù)設(shè)參數(shù)目標(biāo)值所受的損失值不等的情形(即非對稱傾向)。

步驟s260：獲取事故關(guān)鍵參數(shù)的剩余時間，進(jìn)行事故概率動態(tài)分析，假設(shè)儲罐等同于某元件，根據(jù)元件常用的壽命分布形式，則元件的失效時間即為儲罐事故關(guān)鍵參數(shù)的剩余時間，即事故關(guān)鍵參數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)參數(shù)邊界閾值所需要的時間。則基于以下公式，得到剩余時間t的概率密度函數(shù)：

其中，t表示剩余時間，λ表示預(yù)期剩余時間的倒數(shù)；f(t)為概率密度函數(shù)，e表示自然對數(shù)的底數(shù)；

根據(jù)所述剩余時間t的概率密度函數(shù)，基于以下公式，得到所述事故發(fā)生概率：

其中即剩余時間由t時刻事故關(guān)鍵參數(shù)距其達(dá)預(yù)設(shè)參數(shù)邊界閾值的差量與控制措施的增量的比值。

具體而言，引入剩余時間參數(shù)結(jié)合概率密度函數(shù)獲取事故發(fā)生概率，對儲罐的事故發(fā)生概率動態(tài)更新，避免了靜態(tài)風(fēng)險分析中的時效性問題，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了對事故發(fā)生的可能性進(jìn)行實(shí)時量化分析。

步驟s260：根據(jù)實(shí)際損失值與事故發(fā)生概率，得到事故關(guān)鍵參數(shù)的儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值，基于以下公式獲得：

r(t)＝l[x(t)]×p(t)

其中，r(t)表示所述儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值；

獲取各儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值中的最大值，將最大值作為所述儲罐事故發(fā)生的總風(fēng)險值，根據(jù)總風(fēng)險值對所述儲罐進(jìn)行事故風(fēng)險動態(tài)分析，基于以下公式獲得：

r(t)sys＝max(ri(t))

其中，ri(t)表示各儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值；max(ri(t))表示各儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值中的最大值；r(t)sys表示儲罐事故發(fā)生的總風(fēng)險值。

具體而言，儲罐的事故關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時變化，根據(jù)各事故關(guān)鍵參數(shù)某時段對應(yīng)的最大風(fēng)險值，具體反映某時段造成儲罐事故發(fā)生的主要因素，提高儲罐安全監(jiān)測在某時刻段工況下的預(yù)警能力。

結(jié)合圖2，選用某苯乙烯儲罐對本實(shí)施例2中的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法進(jìn)行說明。該儲罐半徑為10m(米)，高為13m(米)。苯乙烯正常儲存溫度為5～20℃(攝氏度)、儲罐設(shè)計(jì)壓力為-0.5kpa(千帕)～2kpa(千帕)，假定靜置儲存狀態(tài)時的液位高度為10m(米)，且充裝的高度設(shè)定為10m(米)。

分析可能的事故場景以及辨識儲罐事故關(guān)鍵參數(shù)變量：

苯乙烯是一種用途廣泛的聚合單體，化學(xué)性質(zhì)活潑，易發(fā)生聚合反應(yīng)，儲存過程中易受儲存溫度、氧含量和阻聚劑含量影響，引起質(zhì)量變化，甚至災(zāi)害事故發(fā)生。通常苯乙烯儲罐有兩種工作狀態(tài)：充裝狀態(tài)和靜置儲存狀態(tài)。在充裝狀態(tài)時，易發(fā)生的五種事故場景如下：1)在充裝過程中，若液位持續(xù)升高，當(dāng)高于罐體高度時，會發(fā)生過溢事故；2)由于外界環(huán)境因素或苯乙烯自身發(fā)生聚合反應(yīng)，且罐內(nèi)溫度沒有得到有效控制，溫度升高，聚合反應(yīng)加快，造成罐內(nèi)苯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量受損；3)當(dāng)溫度繼續(xù)升高，超過苯乙烯的沸點(diǎn)時，沸騰的苯乙烯蒸發(fā)，壓力升高，會發(fā)生苯乙烯泄漏事故；4)若壓力不斷升高，超出罐體承受閾值時，將導(dǎo)致儲罐發(fā)生超壓爆炸事故；5)若充裝過程中液位不斷下降，則可判定罐體破裂發(fā)生液體泄漏事故。在靜置儲存過程中，易發(fā)生的四種事故場景如下：a.由于外界環(huán)境因素或苯乙烯自身發(fā)生聚合反應(yīng)，罐內(nèi)溫度沒有得到有效控制，溫度升高，聚合反應(yīng)加快，釋放更多熱量，加劇反應(yīng)，造成罐內(nèi)苯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量受損；b.當(dāng)溫度繼續(xù)升高，超過苯乙烯的沸點(diǎn)時，沸騰的苯乙烯蒸發(fā)，壓力升高，若未得到有效控制，會發(fā)生苯乙烯泄漏事故；c.若壓力不斷升高，超出罐體承受閾值時，將導(dǎo)致儲罐破裂；將會導(dǎo)致苯乙烯泄漏；d.若在靜置儲存過程中液位不斷下降，則可判定罐體破裂發(fā)生液體泄漏事故。因此，針對苯乙烯儲罐選用三個事故關(guān)鍵變量：溫度、液位和壓強(qiáng)，并分析上述參數(shù)偏離引起的風(fēng)險。

周期性采集和實(shí)時監(jiān)測事故關(guān)鍵變量參數(shù)：

基于儲罐事故場景的辨識，確定需要采集的數(shù)據(jù)，即溫度、壓力、液位，采集的方式以自動監(jiān)控為主，實(shí)時獲取溫度、壓力和液位的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

構(gòu)建損失函數(shù)，獲取儲罐實(shí)際損失值：

(1)對可能出現(xiàn)的充裝過量造成介質(zhì)溢出導(dǎo)致泄漏，主要的影響因素為液位，主要事故關(guān)鍵變量參數(shù)為液位，構(gòu)造損失函數(shù)如下：

其中δ1＝3，γ1＝0.9。

(2)對于可能發(fā)生的產(chǎn)品質(zhì)量受損，主要的影響因素為溫度，主要事故關(guān)鍵變量參數(shù)為溫度，故構(gòu)造損失函數(shù)如下：

其中，優(yōu)選的，δ2＝5，γ2＝4；δ3＝122，γ3＝48。

(3)對于可能由于壓力繼續(xù)升高，造成介質(zhì)泄漏的場景或爆炸的場景，主要影響因素為壓力，主要事故關(guān)鍵變量參數(shù)為壓力，構(gòu)造損失函數(shù)如下：

其中δ4＝-2，γ4＝0.27；δ5＝4.9，γ5＝0.27。

(4)對于由于罐體破裂，介質(zhì)泄漏場景，主要關(guān)鍵變量參數(shù)為液位，構(gòu)建損失函數(shù)如下：

其中δ5＝10，γ5＝2.8。

構(gòu)建概率密度函數(shù)，獲取事故發(fā)生概率：

剩余時間是指事故關(guān)鍵參數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)參數(shù)邊界閾值所需要的時間，當(dāng)時間t＝tr，事故發(fā)生的概率為：

其中即剩余時間由t時刻關(guān)鍵參數(shù)距其最大限定值的差量與控制措施的增量的比值。如當(dāng)t時刻的液位為h(t),最大限定值為h，fi(t)表示t時刻儲罐的充裝速度，fc(t)表示t時刻儲罐的控制速度，a為儲罐面積，則其剩余時間為：

(1)對可能出現(xiàn)的充裝過量造成介質(zhì)溢出導(dǎo)致泄漏，主要事故關(guān)鍵變量參數(shù)為液位，其剩余時間計(jì)算如下：

fi(t)表示t時刻儲罐的充裝速度，fc(t)表示t時刻儲罐的控制速度。

(2)同理，對于溫度升高可能發(fā)生的產(chǎn)品質(zhì)量受損的情形，其剩余時間計(jì)算如下：

其中δv表示采取控制措施的溫度增量。

(3)對于由于壓力繼續(xù)升高，造成介質(zhì)泄漏的場景，其剩余時間計(jì)算如下：

其中δv表示采取控制措施的壓強(qiáng)增量。當(dāng)壓力繼續(xù)升，至p(t)＞8時，儲罐發(fā)生爆炸事故發(fā)生，即其事故發(fā)生概率為1。

(4)對可能出現(xiàn)的罐體破裂液體泄漏的場景，主要關(guān)鍵變量為液位，其剩余時間計(jì)算如下：

其中h(t)表示泄漏場景中的液位高度，δv表示采取控制措施后的流速增量。

獲取事故發(fā)生風(fēng)險值：

通過調(diào)取充裝過程中某時段數(shù)據(jù)，進(jìn)行事故發(fā)生風(fēng)險分析，即可確定對應(yīng)時刻的風(fēng)險值，如圖7所示，圖7為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)實(shí)施例1的過溢情形以及質(zhì)量損失情形各關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)風(fēng)險圖，其中圖7中(a)表示在充裝過程中，液位不斷升高，其對應(yīng)損失值l[x(t)]持續(xù)增加。(b)表示液位不斷升高，逐漸接近預(yù)設(shè)參數(shù)目標(biāo)值的過程中，系統(tǒng)對充裝速度加以控制，保證液位在安全范圍內(nèi)，在此過程中，剩余時間也一直波動變化，故其充裝溢出的概率值p(t)也不斷變化。根據(jù)r(t)＝l[x(t)]×p(t)得到(c)。(d)表明，由于監(jiān)測到溫度值不斷上升，苯乙烯發(fā)生聚合反應(yīng)，導(dǎo)致質(zhì)量損失l[x(t)]增加。(e)表示，在溫度不斷變化過程中，系統(tǒng)對溫度加以控制，保證溫度在安全范圍內(nèi)，在此過程中，剩余時間也一直波動變化，故溫度升高引起的質(zhì)量損失的概率值p(t)也不斷變化。根據(jù)r(t)＝l]x(t)]×p(t)得到圖(f)。同理，壓力升高導(dǎo)致泄漏、壓力升高導(dǎo)致物理爆炸以及罐體破裂情形的損失值、事故發(fā)生概率以及風(fēng)險值如圖8和圖9所示，圖8為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)實(shí)施例1的壓力致泄漏以及物理爆炸情形各關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)風(fēng)險圖；圖9為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)實(shí)施例1的罐體破裂泄漏各關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)風(fēng)險圖。

由于液位、壓力、溫度同時隨著時間而改變，故儲罐的總風(fēng)險選擇時刻ti時刻對應(yīng)的風(fēng)險最大值，即

r(t)sys＝max(ri(t))

如圖3所示，為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法實(shí)施例2中苯乙烯儲罐某時段總風(fēng)險值圖，risk表示風(fēng)險值；level表示液位1；temperature表示溫度；pressure1表示壓力1；pressure2表示壓力2；level2表示液位2；totalrisk表示總風(fēng)險值。

該儲罐在28min之前，液位變化對其影響最大，可能的事故類型為過溢，在28min中之后溫度對其影響最大，可能的事故類型為質(zhì)量損失。從圖中可知，該時段的最大風(fēng)險值不超過40，接近0，表明該時段液位、壓力、溫度偏離造成的風(fēng)險值較小，可以根據(jù)相關(guān)制度規(guī)范及要求決定是否需要采取措施控制風(fēng)險。

根據(jù)本實(shí)施例的方法，事故關(guān)鍵參數(shù)是指影響儲罐安全狀態(tài)的物理量或者化學(xué)參數(shù)，通過監(jiān)測可以反映儲罐是否處于安全狀態(tài)。在獲取儲罐事故發(fā)生的實(shí)際損失值中，通過事故關(guān)鍵參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)目標(biāo)值得到偏離指數(shù)，偏離是指事故關(guān)鍵參數(shù)偏離的正常值狀態(tài)，使得儲罐的運(yùn)行裝填發(fā)生變化，可能造成故障或者事故，通過偏離指數(shù)，能夠及時預(yù)測出儲罐事故的發(fā)展趨勢以及后果。進(jìn)一步地，選用的修正型轉(zhuǎn)置正態(tài)分布損失函數(shù)具有一定靈活性，且相對其他類型的損失函數(shù)而言，其受形狀因子及預(yù)計(jì)最大損失值的影響較小，還能有效表示儲罐的事故關(guān)鍵參數(shù)正向偏離預(yù)設(shè)參數(shù)目標(biāo)值和負(fù)向偏離預(yù)設(shè)參數(shù)目標(biāo)值所受的損失值不等的情形(即非對稱傾向)。進(jìn)一步地，預(yù)計(jì)最大損失是指在所有保護(hù)系統(tǒng)失效的情況下持續(xù)維持的損失。通常認(rèn)為損失分為五部分：質(zhì)量損失(ql，qualityloss)、生產(chǎn)損失(pl，productionloss)、資產(chǎn)損失(al，assetloss)、人員健康損失(hhl，humanhealthloss)和環(huán)境清理費(fèi)用(ecc，environmentcleanupcost)。其中質(zhì)量損失包括內(nèi)部失效損失和外部失效損失；生產(chǎn)損失包括停工損失和維修損失；資產(chǎn)損失包括裝備損壞損失和建(構(gòu))筑物損壞損失；人員健康損失包括人員致死損失和致傷損失。通常根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)、事故調(diào)查以及相似事故數(shù)據(jù)獲得。

參見圖4所示，為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，需要說明的是，本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析裝置實(shí)施例1，可以對應(yīng)實(shí)現(xiàn)上述儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法中的各方法步驟，此處不再重復(fù)贅述。

本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析裝置的實(shí)施例，通過數(shù)據(jù)采集單元對儲罐的各事故關(guān)鍵參數(shù)周期性采集監(jiān)測，同時根據(jù)采集到的各事故關(guān)鍵參數(shù)分析獲取得到儲罐事故發(fā)生的風(fēng)險值，根據(jù)在某一時刻對應(yīng)的最大風(fēng)險值，進(jìn)一步得出儲罐的事故發(fā)生總風(fēng)險值，根據(jù)所得總風(fēng)險值對儲罐進(jìn)行事故風(fēng)險動態(tài)分析。因此能夠有效評價事故發(fā)展的動態(tài)隨機(jī)過程，有效解決靜態(tài)風(fēng)險分析的局限性，提高儲罐監(jiān)測的準(zhǔn)確度和可靠性。

圖5為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)實(shí)施例1的系統(tǒng)示意圖，如圖5所示，本發(fā)明儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)可以包括依次連接的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、信息處理設(shè)備和信息分析設(shè)備；

數(shù)據(jù)采集設(shè)備根據(jù)預(yù)設(shè)的監(jiān)測周期，實(shí)時采集儲罐的各事故關(guān)鍵參數(shù)；事故關(guān)鍵參數(shù)為影響儲罐安全狀態(tài)的變量參數(shù)；

信息處理設(shè)備獲取儲罐的事故發(fā)生的實(shí)際損失值和事故發(fā)生概率；根據(jù)實(shí)際損失值和事故發(fā)生概率得到事故關(guān)鍵參數(shù)的儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值；

信息分析設(shè)備通過調(diào)取儲罐運(yùn)行過程中某段時間的數(shù)據(jù)，輸入至該設(shè)備，獲取各儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值中的最大值，將最大值作為儲罐事故發(fā)生的總風(fēng)險值，根據(jù)總風(fēng)險值分析儲罐的風(fēng)險損失。

在本發(fā)明儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過運(yùn)用數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置，將分布于儲罐監(jiān)測范圍內(nèi)的各傳感器數(shù)據(jù)采集并通過通信功能傳輸至信息處理設(shè)備，有效地將儲罐的多個事故關(guān)鍵參數(shù)采集、分析和處理，進(jìn)一步簡化了本發(fā)明關(guān)于儲罐風(fēng)險分析的操作過程，提高了自動化程度。同時，通過各事故關(guān)鍵參數(shù)對儲罐進(jìn)行事故后果動態(tài)分析、事故概率動態(tài)分析和事故動態(tài)分析，實(shí)現(xiàn)對儲罐事故風(fēng)險實(shí)時計(jì)算，為應(yīng)急決策提供實(shí)時依據(jù)，同時，通過動態(tài)展示風(fēng)險變化趨勢，使其在事故發(fā)生前有效控制事故風(fēng)險。

進(jìn)一步地，參見圖6，為本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)實(shí)施例1的信息處理設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)示意圖，在本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)中的信息處理設(shè)備還包括事故后果動態(tài)分析器、事故概率動態(tài)分析器和事故動態(tài)分析器。

事故后果動態(tài)分析器610獲取事故關(guān)鍵參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)目標(biāo)值的偏離指數(shù)，根據(jù)偏離指數(shù)和損失函數(shù)，得到儲罐事故發(fā)生的實(shí)際損失值；

事故概率動態(tài)分析器620獲取事故關(guān)鍵參數(shù)的剩余時間，根據(jù)剩余時間和概率密度函數(shù)，得到儲罐的事故發(fā)生概率；剩余時間為事故關(guān)鍵參數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)參數(shù)邊界閾值所需要的時間；

事故動態(tài)分析器630根據(jù)實(shí)際損失值與事故發(fā)生概率，得到事故關(guān)鍵參數(shù)的儲罐事故發(fā)生風(fēng)險值。

具體地，在本實(shí)施例中，儲罐的信息處理設(shè)備由不同的分析器對各事故關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分環(huán)節(jié)處理。在本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析系統(tǒng)中，將數(shù)據(jù)進(jìn)行分流處理，提高數(shù)據(jù)處理效率，降低監(jiān)測設(shè)備的負(fù)荷量，同時，使得對于儲罐的安全狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果具有及時性。

本發(fā)明基于一種儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法、裝置及系統(tǒng)，通過分析儲罐事故場景特點(diǎn)，辨識事故關(guān)鍵變量參數(shù)，通過數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置及多個傳感器，有效地將儲罐的多個事故關(guān)鍵參數(shù)采集、分析和處理，并通過數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置的通信功能將數(shù)據(jù)傳遞至信息處理設(shè)備，進(jìn)一步提高了本發(fā)明關(guān)于儲罐風(fēng)險分析的自動化程度。進(jìn)一步地，通過事故關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行事故后果動態(tài)分析和概率動態(tài)分析，得出事故發(fā)生風(fēng)險值和事故發(fā)生概率，進(jìn)一步地，信息分析設(shè)備調(diào)用儲罐充裝運(yùn)行過程某個時段所被采集到的事故關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)的事故發(fā)生風(fēng)險值，得出在該時段儲罐的事故發(fā)生的總風(fēng)險值，實(shí)現(xiàn)實(shí)時評價儲罐的動態(tài)隨機(jī)過程。

本發(fā)明的儲罐動態(tài)風(fēng)險分析方法、裝置及系統(tǒng)降低了在復(fù)雜的罐區(qū)環(huán)境中對儲罐安全監(jiān)測的干擾，以及設(shè)備老化而導(dǎo)致測量上的誤差，同時減少對判斷儲罐安全狀態(tài)造成的影響。能夠充分分析事故關(guān)鍵參數(shù)的動態(tài)變化對儲罐風(fēng)險狀態(tài)以及危險因素相互間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，對儲罐事故的發(fā)生做出準(zhǔn)確的防范決策，有效解決靜態(tài)風(fēng)險分析的局限性、提高儲罐監(jiān)測的準(zhǔn)確度和可靠性。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括以上方法所述的步驟，所述的存儲介質(zhì)，如：rom/ram、磁碟、光盤等。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。