摘要
LPG(液化石油气)因其具有价格低、热值高、污染小等特性而被大量使用,也被人们称为绿色清洁能源。近年来,由于泄露失效及操作不当,导致瓶装LPG燃爆事故频发。以前学者对于LPG爆炸事故的研究多集中在事故失效概率预测、最大致因链等风险分析上,且研究对象大多都是罐车、化工储罐、燃气管道等,而很少对LPG钢瓶爆炸事故的后果进行预测性评估的研究。为了在数据不完备的情况下,预测评估燃爆事故后果严重度,梳理应急任务和提高准备能力,而构建一个基于贝叶斯网络的LPG钢瓶燃爆事故后果评价模型。本文的主要研究内容如下:(1)LPG钢瓶火灾燃爆事故分析。以2016-2019年城镇燃气爆炸事故统计案例为数据来源,分析钢瓶事故的发生场所及事故原因,找出影响事故后果严重度的因素集,采用层次分析法构建评价指标体系并选出评估事故后果严重度的指标。(2)确定燃爆后果的影响范围。利用ALOHA软件输入钢瓶型号、泄漏量、当时的环境参数等信息,对事故危害区域进行模拟,根据分析结果对事故影响范围进行划分,确定安全疏散范围。(3)贝叶斯网络节点的选取及其值域的确定。节点变量的选取应遵守有效性、独立性、代表性原则。同一节点有多种状态,所表达的信息特征对后果的影响程度也具有差异性,所以根据相关的历史文献资料、能量计算、冲击波超压准则、事故案例报告等方法来定义节点的不同状态。(4)贝叶斯网络建模分析。在相关燃气事故文献的基础上,结合收集到的57起LPG钢瓶事故调查报告样本,分析每一起事故最大可能发生的依赖关系,然后针对不确定的依赖关系,邀请专家打分进行优化。采用DUOWA(不确定性有序加权平均算子)算子思想和模糊群决策法,来确定网络参数,最后确定贝叶斯网络LPG钢瓶燃爆事故后果评价模型。(5)模型有效性验证。通过使用随机选择的未参与模型建立的5起LPG钢瓶燃爆事故样本,对燃爆事故后果评价模型进行验证,得出直接人员死亡、直接人员重伤、直接财产损失、人员疏散、负面影响等事故后果的不同状态的后验概率值,从其中选出概率值最大的状态与待验证的事故样本后果进行对比分析,论证贝叶斯网络的LPG钢瓶燃爆事故后果评价模型的有效性。本文在事故案例调查的基础上,融合定性和定量的方法,充分考虑影响事故状态发展的多项因素,提高了模型的泛化能力,对LPG钢瓶事故后果严重度的评估具有一定的社会实用价值。利用贝叶斯网络进行事故影响因素间关系分析及概率推理,有助于为相关人员制定详细的事故应急救援预案,并有针对性的进行消防演习,可对钢瓶燃爆事故进行全面应急预警,有效提高综合防灾减灾能力。