[发明专利]一种石油石化高危设备故障风险定量化评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及风险评估领域，具体涉及一种石油石化高危设备故障风险定量化评价方法。

背景技术

随着石油石化行业的迅速发展和国际竞争的日益激烈，实现零事故安全生产成为相关企业的宗旨。而对高危设备故障进行风险评价与风险管控是石油石化作业与生产中减少人员伤亡、环境污染、经济损失等重大风险事故的主要技术手段之一。但在高危设备风险定量评价过程中，由于原因事件和结果事件的相关数据存在丢失性、不确定性或未知性，致使有一部分事件的数据可以通过实测和历史数据定量计算得到；而另一部分只能通过定性的方法用语言变量进行评估。上述同时包含定量化和定性化数据的这一类问题可统称为混合型风险分析问题，然而目前现有的相关技术还没有针对石油石化高危设备故障风险定量化评价这类问题的具体方法。

针对上述问题，本发明提出了一种新的算法，并通过实际测试，验证了该算法的有效性和适用性。

发明内容

针对背景技术及现有设计的不足之处，本发明公开了一种石油石化高危设备故障风险定量化评价方法，所述方法包括如下步骤：

S1：对石油石化高危设备中故障模式的风险因素进行分析，得到主要故障模式的层次结构；

S2：建立高危设备系统的模糊故障树分析模型和模糊事件树分析模型；

S3：根据模糊故障树分析模型和模糊事件树分析模型，建立模糊Bow-tie Model；

S4：确定模糊故障树分析模型中的各事件发生概率，确定模糊事件树分析模型中的各事件发生概率；

S5：基于模糊Bow-tie Model的模糊风险和灵敏度分析，实现风险定量化评价。

优选的，所述步骤S1中包括，从设备的机理研究出发，对其进行潜在失效模式与后果分析；然后通过现场调研和专家经验，得到主要故障模式的层次结构。

优选的，所述步骤S4中，确定模糊故障树分析模型中的各事件发生概率的步骤为：

步骤S411：选择一个顶部事件，即一个风险因素，并建立逻辑故障树图表。

步骤S412：把故障树逻辑图的任意元素，即基本事件，划分到模糊事件的已知事件和主观语言评价的概率分析上，即可能性分析，判断基本事件是否均是已知的，即确定型数据，若是，转步骤S413；否则，转步骤S415；

步骤S413：计算基本事件发生概率；

步骤S414：计算顶事件发生概率；

步骤S415：判断基本事件是否均是未知的，若是，转步骤S417；否则，转步骤S416；

步骤S416：将确定型数据转化为模糊数；

步骤S417：对未知的基本事件，即模糊事件进行语言评估；

步骤S418：整合专家的意见，利用隶属函数把语言表达转化成模糊数；

步骤S419：通过和/或获得可能性故障概率；

步骤S4110：转换模糊数的故障率为模糊可能性评分；

步骤S4111：分析和解释结果；

其中，表示基本事件i的故障概率，表示以为基本事件的顶事件的概率，对应事件所对应的AND和OR分别表示逻辑门“与”、“或”关系，n是和逻辑门“与”有关的基本事件的数量。

优选的，所述步骤S416中，将确定型数据转化为模糊数P的具体方法为：用三角模糊数等价表示；

所述步骤S418中，利用隶属函数把语言表达转化成模糊数的具体方法包括：

依据隶属函数将语言定义转变为模糊数，其具体计算方式为，对于语言集I＝(i₀,i₁,…,i_m,…,i_n)，代表一组有序的语言评价值的集合，其中m,n∈N，且0＜m＜n，i_m为该语言集中的一个语言评价结果，则评价结果中的模糊数为((m-1)/n,m/n,(m+1)/n)；

所述步骤S418中，利用隶属函数把语言表达转化成模糊数的具体方法包括：

采用权数法进行分析，公式如下所示：

这里，A_ij是专家j为事件i的语言表达，m是事件的个数，n是专家的人数。W_j是专家j 的权重因素，M_i代表事件i组合后的模糊数。

优选的，所述步骤S419中，转换模糊数的故障率为模糊可能性评分的具体方法为：将模糊数中的三个模糊参数相加，再除以3，得到最终的模糊可能性评分。