本發(fā)明屬于事故分析，具體涉及一種基于fram的?；穬?chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故致因分析方法。

背景技術(shù)：

1、隨著危化品產(chǎn)量及儲(chǔ)量的不斷增大，儲(chǔ)罐作為行業(yè)的重要儲(chǔ)存設(shè)施，單個(gè)儲(chǔ)罐的容量體積以及儲(chǔ)罐區(qū)的規(guī)模都呈現(xiàn)出不斷擴(kuò)大的形勢(shì)，并且儲(chǔ)罐區(qū)作為化工行業(yè)裝置中的關(guān)鍵單元之一，其安全穩(wěn)定直接影響整個(gè)化工企業(yè)的安全以及生產(chǎn)效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前石油與化工行業(yè)由于?；穬?chǔ)罐部分發(fā)生事故比率僅次于工藝設(shè)備失效導(dǎo)致事故，且在?；穬?chǔ)罐區(qū)的事故中，事故類(lèi)型包含火災(zāi)爆炸、中毒等，其中以火災(zāi)爆炸事故為主。同時(shí)鑒于?；烦Ｔ趦?chǔ)罐區(qū)集中存儲(chǔ)，儲(chǔ)罐區(qū)的事故往往具備較大的影響范圍、事故后果嚴(yán)重和艱巨的救援難度等特征。因此，需要對(duì)?；穬?chǔ)罐區(qū)事故發(fā)生原因進(jìn)行深入剖析，以探尋事故發(fā)生的規(guī)律及預(yù)防要點(diǎn)。

2、國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的?；饭迏^(qū)事故分析以分析單個(gè)描述性事故致因的頻率分析以及爆炸、火災(zāi)模型計(jì)算分析為主，缺乏對(duì)致因因素間相互作用的情況進(jìn)行探討。同時(shí)危化品儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)發(fā)生事故時(shí)會(huì)存在較多的人員行為、組織安全管理等因素且因素間也存在非線性、涌現(xiàn)等復(fù)雜特征，可以看出儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)事故的發(fā)生并不是由單一的功能失效或故障而導(dǎo)致的，是各類(lèi)因素相互耦合作用的結(jié)果。單純依賴(lài)線性事故分析模型，難以全面揭示事故發(fā)生的潛在規(guī)律。因此，需要尋求合適的分析方法，來(lái)更好地理解和分析?；穬?chǔ)罐區(qū)事故的復(fù)雜性和不確定性。

3、功能共振法(fram)從系統(tǒng)功能的角度出發(fā)，通過(guò)分析系統(tǒng)內(nèi)各類(lèi)因素的變化性以及變化的交互方式，來(lái)為分析事故中的因素耦合情況提供思路，以得到更加透徹的系統(tǒng)內(nèi)因素耦合作用的情況，深入研究危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐區(qū)系統(tǒng)內(nèi)致因因素的耦合關(guān)系，對(duì)于了解事故發(fā)生規(guī)律極具意義。同時(shí)，現(xiàn)有的?；穬?chǔ)罐區(qū)事故案例中記錄了事故發(fā)生過(guò)程，形成大量可供分析的文本數(shù)據(jù)資料，為開(kāi)展?；穬?chǔ)罐區(qū)的fram分析提供了大量事故案例支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種基于fram的?；穬?chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故致因分析方法，該方法能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中僅依靠簡(jiǎn)單因果關(guān)系已無(wú)法理解和描述愈發(fā)復(fù)雜的系統(tǒng)，且單純依賴(lài)線性事故分析模型，難以全面揭示事故發(fā)生的潛在規(guī)律等問(wèn)題，可更加透徹分析?；穬?chǔ)罐區(qū)事故的復(fù)雜性和不確定性，探究?；穬?chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故致因因素間的耦合作用關(guān)系，為危化品儲(chǔ)罐區(qū)中火災(zāi)爆炸事故的預(yù)防與安全管理提供思路。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種基于fram的?；穬?chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故致因分析方法，包括以下步驟：

4、s1.通過(guò)扎根理論處理事故案例，抽取事故致因因素；

5、s2.結(jié)合抽象層次理論對(duì)fram分析中的功能識(shí)別進(jìn)行改進(jìn)，并構(gòu)建儲(chǔ)罐區(qū)的系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)圖；

6、s3.通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度法對(duì)得到的事故致因因素進(jìn)行火災(zāi)爆炸事故發(fā)生的灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算；

7、s4.并將灰色關(guān)聯(lián)度作為權(quán)重代入apriori算法中挖掘?；穬?chǔ)罐區(qū)致因因素關(guān)聯(lián)規(guī)則；

8、s5.建立?；穬?chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故關(guān)鍵功能連接網(wǎng)絡(luò)，并基于致因因素間耦合關(guān)系，提出針對(duì)性預(yù)防措施。

9、進(jìn)一步的，步驟s1中抽取事故致因因素包括：

10、s1-1.收集資料；

11、s1-2.構(gòu)建案例庫(kù)：通過(guò)收集一定年份?；穬?chǔ)罐區(qū)事故信息資料，由于收集到的資料要為后續(xù)的分析提供較為詳細(xì)的數(shù)據(jù)支撐，只對(duì)僅有事故描述的案例不予選取，選取有詳細(xì)記錄的事故調(diào)查報(bào)告，抽取文本信息，以構(gòu)建案例庫(kù)；

12、s1-3.事故數(shù)據(jù)處理：首先對(duì)事故報(bào)告重點(diǎn)提取事故發(fā)生原因，并處理形成數(shù)據(jù)詞條；之后使用jieba工具包進(jìn)行中文分詞處理得到事故中文分詞詞條；

13、s1-4.致因因素歸納：采用分詞處理技術(shù)，將文本數(shù)據(jù)切分成獨(dú)立的詞匯單元，將相同語(yǔ)義的詞條歸納整理成致因因素。

14、進(jìn)一步的，步驟s1-1中收集的資料包括過(guò)往已經(jīng)發(fā)布的情況文獻(xiàn)中所涉及事故案例及案例庫(kù)、對(duì)于已出版的書(shū)籍中對(duì)危化品儲(chǔ)罐區(qū)的事故調(diào)查報(bào)告、中華人民共和國(guó)應(yīng)急管理部網(wǎng)站、各地方政府應(yīng)急管理網(wǎng)站、國(guó)家統(tǒng)計(jì)局等官方網(wǎng)站和新聞報(bào)告。

15、進(jìn)一步的，步驟s1-4具體包括：

16、通過(guò)對(duì)事故案例進(jìn)行文本處理、中文分詞等得到事故致因子集，也就是扎根理論分析的一級(jí)編碼；在一級(jí)編碼的基礎(chǔ)之上結(jié)合相關(guān)法律法規(guī)以及事故因果模型對(duì)一級(jí)編碼中有相似性的因素進(jìn)行歸類(lèi)得到二級(jí)編碼；同理，對(duì)二級(jí)編碼進(jìn)行歸類(lèi)得到三級(jí)編碼，最終得到可供后續(xù)fram分析的事故致因集合。

17、進(jìn)一步的，步驟s2具體包括：

18、s2-1.利用抽象層次理論對(duì)儲(chǔ)罐區(qū)系統(tǒng)進(jìn)行功能層級(jí)劃分；

19、s2-2.利用扎根理論分析得到的三個(gè)編碼層內(nèi)容對(duì)系統(tǒng)的不同功能層級(jí)進(jìn)行功能識(shí)別；

20、s2-3.最后通過(guò)對(duì)所識(shí)別到的功能進(jìn)行詳細(xì)描述進(jìn)行功能間關(guān)系的判定，以構(gòu)建儲(chǔ)罐區(qū)的系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)圖；

21、通過(guò)對(duì)功能間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析，以及對(duì)功能間的關(guān)系進(jìn)行完整性的分析，最終根據(jù)功能關(guān)系調(diào)查表建立功能網(wǎng)絡(luò)圖。

22、進(jìn)一步的，步驟s2-1具體包括：

23、結(jié)合抽象層次理論將?；穬?chǔ)罐區(qū)系統(tǒng)抽象出兩個(gè)功能層：廣義功能層和物理功能層；結(jié)合?；穬?chǔ)罐區(qū)的特點(diǎn)，進(jìn)一步明確各個(gè)功能層所包含的范圍：對(duì)于廣義功能層，這一層將功能目的層的目標(biāo)進(jìn)一步細(xì)化為具體的功能需求；對(duì)于物理功能層，則是將廣義功能層的功能需求轉(zhuǎn)化為實(shí)際的操作流程和步驟，在這一層需要詳細(xì)規(guī)劃?；穬?chǔ)罐區(qū)的日常運(yùn)營(yíng)流程，包括儲(chǔ)罐區(qū)的日常作業(yè)，以及應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急措施。

24、進(jìn)一步的，步驟s2-2具體包括：基于fram模型對(duì)識(shí)別到的各項(xiàng)功能的六邊形特征進(jìn)行分析描述，從而對(duì)功能間的聯(lián)系情況進(jìn)行分析，以構(gòu)建功能間的關(guān)系規(guī)律；如果上游功能對(duì)下游功能造成影響，則在功能關(guān)系表中對(duì)相關(guān)的功能屬性列標(biāo)記為1；若功能間無(wú)聯(lián)系，則在功能關(guān)系表中標(biāo)記為0，同時(shí)會(huì)存在單個(gè)功能與多個(gè)功能相連接的情況。

25、進(jìn)一步的，步驟s3中運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度法計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度，包括以下步驟：

26、s3-1.確立基準(zhǔn)序列與對(duì)比序列：

27、在給定的條件下，若將參考基準(zhǔn)序列分為j個(gè)，作為評(píng)價(jià)因子的對(duì)比序列有k個(gè)，且共有i個(gè)樣品，則參考基準(zhǔn)序列xi(k)表示為在參考基準(zhǔn)序列中，i在第k評(píng)價(jià)因子中的實(shí)際測(cè)量值；其中，i取值范圍為1至n，k取值范圍為1至t；相應(yīng)的比較序列為yj(k)表示為作為對(duì)比序列中k評(píng)價(jià)因子的具體值，其中j取值范圍為1至m；

28、s3-2.原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理：

29、在進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析之前，為確保數(shù)據(jù)的可比性和準(zhǔn)確性，需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱規(guī)范化處理來(lái)消除數(shù)據(jù)間的量綱差異，使得不同指標(biāo)或變量之間公平地進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析；為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，使用均值法對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到各個(gè)因素的無(wú)量綱新值：

30、

31、式中，和分別表示xi(k)和yj(k)的無(wú)量綱新值；

32、s3-3.計(jì)算絕對(duì)差值：

33、確定參考序列與比較序列間的最大和最小差值，表示為：

34、

35、式中，δmin表示參考序列與比較序列間的最小差值，δmax表示參考序列與比較序列間的最大差值，δij(k)表示參考序列與比較序列間的差值；和分別表示i和j兩級(jí)中的最小差值，和分別表示i和j兩級(jí)中的最大差值；

36、s3-4.各因素關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算：

37、求第i個(gè)比較序列與參考基準(zhǔn)序列在k指標(biāo)上的相對(duì)差：

38、

39、式中，εij(k)為xi對(duì)應(yīng)yi的關(guān)聯(lián)系數(shù)；θ為分辨系數(shù)，其取值范圍為(0,1]，但是在計(jì)算中其取值一般為0.5；

40、s3-5.計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度：

41、根據(jù)前面得到的所有數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算各個(gè)致因因子對(duì)火災(zāi)爆炸事故的貢獻(xiàn)度ρij：

42、

43、進(jìn)一步的，步驟s4中apriori算法挖掘危化品儲(chǔ)罐區(qū)致因因素關(guān)聯(lián)規(guī)則，包括以下步驟：

44、s4-1.數(shù)據(jù)預(yù)處理：將收集到的非數(shù)字結(jié)構(gòu)文本轉(zhuǎn)化為適用于apriori分析的數(shù)據(jù)標(biāo)簽；具體是構(gòu)建一個(gè)事故數(shù)值的表格，如果某一事故是由某一致因因素引起的，那么在對(duì)應(yīng)的事故行與某致因因素列中，在相應(yīng)的表格單元中標(biāo)記為“1”；反之，如果該事故并非由該因素引發(fā)，則在該表格單元中標(biāo)記為“0”，通過(guò)標(biāo)簽化處理，得到適用于apriori關(guān)聯(lián)分析的數(shù)據(jù)表；

45、s4-2.將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)與灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)相結(jié)合：將計(jì)算得到的每個(gè)因素的灰色關(guān)聯(lián)度作為該因素的權(quán)重，代入apriori算法運(yùn)算過(guò)程中；

46、s4-3.計(jì)算支持度、置信度：基于構(gòu)建的權(quán)重庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行詳盡的檢索，以確定在長(zhǎng)度為1的項(xiàng)目中頻繁出現(xiàn)的項(xiàng)目集合；運(yùn)用組合邏輯，生成候選2項(xiàng)集；對(duì)候選2項(xiàng)集進(jìn)行支持度篩選，確定真正的繁項(xiàng)集；以已識(shí)別的頻繁項(xiàng)目集為基礎(chǔ)，構(gòu)建候選k+1項(xiàng)目集，并再次全面掃描數(shù)據(jù)庫(kù)，計(jì)算候選k+1項(xiàng)目集的支持度，以確定滿足設(shè)定閾值的k+1繁項(xiàng)集；此過(guò)程將循環(huán)進(jìn)行，直至所有頻繁項(xiàng)集均被完全發(fā)掘和識(shí)別；在已知的頻繁項(xiàng)集上，計(jì)算支持度、置信度等關(guān)鍵指標(biāo)；

47、s4-4.確定強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則：將支持度與條件支持度均設(shè)為0.1，支持置信度設(shè)為0.7，通過(guò)關(guān)聯(lián)度的分析，得到大于給定閾值的關(guān)聯(lián)規(guī)則，從而揭示出具有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的規(guī)則。

48、進(jìn)一步的，步驟s5具體包括：

49、s5-1.建立?；穬?chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故關(guān)鍵功能連接網(wǎng)絡(luò)：通過(guò)改進(jìn)的apriori關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘到的事故因素關(guān)聯(lián)鏈接來(lái)對(duì)功能失效鏈接進(jìn)行判斷，對(duì)于功能間耦合的分析采用因素間的置信度對(duì)功能的耦合進(jìn)行確定，其中對(duì)功能置信度小于0.7連接予以剔除，最終得到了功能失效鏈接，建立?；穬?chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故關(guān)鍵功能連接網(wǎng)絡(luò)；

50、s5-2.針對(duì)性預(yù)防措施：通過(guò)對(duì)致因因素間耦合情況分析，得到?；穬?chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生規(guī)律，并提出針對(duì)性事故預(yù)防措施。

51、本發(fā)明具有的有益效果為：

52、1.儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)事故的發(fā)生并不是由單一的功能失效或故障而導(dǎo)致的，是各類(lèi)因素相互耦合作用的結(jié)果。而現(xiàn)有技術(shù)單純依賴(lài)線性事故分析模型，難以全面揭示事故發(fā)生的潛在規(guī)律。本發(fā)明采用功能共振法(fram)方法，從系統(tǒng)功能的角度出發(fā)，分析系統(tǒng)內(nèi)各功能的變化性以及變化的交互方式，來(lái)為分析事故中的因素耦合情況提供思路，以得到更加透徹的致因因素耦合作用的情況，深入研究危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐區(qū)系統(tǒng)內(nèi)致因因素的耦合關(guān)系，可以更好地理解和分析危化品儲(chǔ)罐區(qū)事故的復(fù)雜性和不確定性，為?；穬?chǔ)罐區(qū)中火災(zāi)爆炸事故的預(yù)防與安全管理提供思路。

53、2.傳統(tǒng)的事故致因分析方法研究往往依賴(lài)于主觀判斷和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，存在主觀影響過(guò)大等情況，而本發(fā)明通過(guò)對(duì)大量事故案例文本信息的挖掘和分析，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法一定程度上避免了主觀影響，并基于客觀的數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，能夠更準(zhǔn)確地揭示數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和規(guī)律，從而更加客觀、科學(xué)的分析不同的致因因素對(duì)火災(zāi)爆炸事故發(fā)生的關(guān)聯(lián)性提高研究的可靠性和科學(xué)性。

54、3.本發(fā)明能夠?qū)⑽；穬?chǔ)罐區(qū)功能網(wǎng)絡(luò)用圖形的方式呈現(xiàn)出來(lái)，便于更加直觀的觀察和分析，提高了研究的可視化和適用性。