本發(fā)明屬于風險評估，具體涉及一種燃氣場站風險等級評估方法。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，工業(yè)和生活能源的供應(yīng)需求迅速得到了迅速增長。近年來，能源結(jié)構(gòu)開始實施轉(zhuǎn)型發(fā)展，原有以煤炭石油為核心能源的結(jié)構(gòu)將向更清潔環(huán)保的水電、核能、天然氣等新型能源轉(zhuǎn)換和過渡，天然氣這種優(yōu)質(zhì)能源得到了前所未有的重視和發(fā)展，天然氣在中國能源戰(zhàn)略中的地位也在不斷提升。我國天然氣主要產(chǎn)地集中在西部，且有大部分天然氣資源從國外進口，遠離國內(nèi)東南沿海核心消費區(qū)，所以天然氣長輸管道及供氣場站成為連接天然氣產(chǎn)地與消費地兩者之間的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。燃氣場站作為城鄉(xiāng)間長輸管道的重要組成部分，承擔著保障輸氣運行和管道安全平穩(wěn)的核心任務(wù)，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

2、燃氣場站是天然氣輸送體系管網(wǎng)中最基本的網(wǎng)絡(luò)單元，任何城市和農(nóng)村的天然氣管道運輸都需要首先通過這一道關(guān)卡。燃氣場站存在著大量的天然氣、烴類等易燃易爆危險等級較高的物質(zhì)，也存在著大量的燃氣工業(yè)設(shè)備和實施，一旦由于設(shè)備故障等原因?qū)е绿烊粴獍l(fā)生泄漏，則將會直接造成供氣場站火災(zāi)甚至于爆炸事故的發(fā)生，這將給燃氣企業(yè)和整個城市的能源供應(yīng)及人民群眾的財產(chǎn)人身安全造成重大損失。因此，燃氣場站的安全工作是燃氣企業(yè)運營中的頭等大事。通過對燃氣場站關(guān)鍵設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，進行燃氣場站風險評估，并根據(jù)風險評估結(jié)果提出有效的改進措施，是燃氣場站安全工作的重要組成部分。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種燃氣場站風險等級評估方法。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

3、一種燃氣場站風險等級評估方法，包括以下步驟：

4、對燃氣場站進行結(jié)構(gòu)劃分，確定構(gòu)成燃氣場站的設(shè)備、部件；

5、確定關(guān)鍵設(shè)備的信號監(jiān)測點，從安裝在信號監(jiān)測點處的傳感器中實時獲取監(jiān)測信號；

6、基于所述監(jiān)測信號及設(shè)備參數(shù)估算燃氣場站的風險等級，通過建立隱馬爾科夫模型進行安全態(tài)勢預(yù)測。

7、進一步地，所述燃氣場站包括管道、閥門、調(diào)壓器、過濾器、放散管和燃氣使用設(shè)備。

8、進一步地，所述信號監(jiān)測點設(shè)置在關(guān)鍵設(shè)備的進出口，管道的重要節(jié)點及管長方向的等分點處。

9、進一步地，估算燃氣場站風險等級的方法包括：

10、計算工藝加工度e，所述工藝加工度用于表征燃氣場站對燃氣進行加工、轉(zhuǎn)化和處理的綜合能力；

11、計算布局密度f，所述布局密度用于表征一個信號監(jiān)測點與其他信號監(jiān)測點之間關(guān)聯(lián)配合的強弱程度；

12、基于工藝加工度e和布局密度f計算燃氣場站風險等級。

13、更進一步地，基于e和f計算燃氣場站風險等級的方法包括：

14、設(shè)定工藝加工度閾值e0和布局密度閾值f0；

15、若e≤e0，f≤f0，風險等級為1級；

16、若e>e0，f≤f0，風險等級為2級；

17、若e≤e0，f>f0，風險等級為3級；

18、若e>e0，f>f0，風險等級為4級。

19、更進一步地，布局密度f的計算公式為：

20、f＝k1f1+k2f2?(1)

21、式中，k1、k2為加權(quán)系數(shù)，0<k1<1，0<k2<1，k1+k2＝1，f1為現(xiàn)場設(shè)備平均間距歸一化值，等于相鄰設(shè)備間距的平均值與最大間距的比值，f2為設(shè)備布局效率指數(shù)，f2的計算公式為：

22、f2＝sv/sz×(1-ε)?(2)

23、式中，sv為所有設(shè)備實際占地面積，sz為設(shè)備所占區(qū)域面積，ε為設(shè)備復(fù)雜系數(shù)，等于所有設(shè)備復(fù)雜系數(shù)的均值，單個設(shè)備的復(fù)雜系數(shù)由設(shè)備形狀復(fù)雜度確定，取值在0～1之間，數(shù)值越大，設(shè)備越復(fù)雜。

24、更進一步地，工藝加工度e的計算公式為：

25、e＝e1×e2×e3×e4?(3)

26、式中，e1為關(guān)鍵設(shè)備數(shù)量的歸一化值，e2為設(shè)備性能參數(shù)平均值的歸一化值，e3為設(shè)備運行狀態(tài)指數(shù)，e4為協(xié)同作用系數(shù)。

27、更進一步地，基于隱馬爾科夫模型進行安全態(tài)勢預(yù)測的方法包括：

28、s1、基于風險等級觀測序列o＝{ot}建立隱馬爾科夫模型：λ＝[π,a,b]；

29、其中，ot為第t個時刻風險等級的觀測值，t＝1,2,......,t，t為當前時刻；第i個風險等級si的取值為i，i＝1,2,3,4；π為初始狀態(tài)概率向量，π＝{πi}，πi為第1個時刻風險等級為si的概率；a為狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，記為a[aij]，aij為由第t-1個時刻風險等級si轉(zhuǎn)移到第t個時刻風險等級sj的概率；b為輸出觀測概率矩陣，記為b[bij]，bij為風險等級為si時風險等級觀測值為sj的概率；

30、s2、初始化：

31、α1(i)＝πibi(o1)?(4)

32、式中，α1(i)為第1個時刻風險等級為si的概率，bi(o1)＝bij，o1＝sj，i＝1,2,3,4；

33、s3、迭代計算：

34、

35、式中，αt+1(i)為第t+1個時刻風險等級為si的概率，bi(ot+1)＝bij，ot+1＝sj，i＝1,2,3,4，t＝1,2,......,t-1；

36、s4、輸出燃氣場站存在風險的概率：

37、

38、根據(jù)(5)式可預(yù)測各風險等級的概率，根據(jù)(6)式可預(yù)測燃氣場站存在風險的概率。

39、進一步地，所述方法還包括：建立監(jiān)測信號的時間序列，將所述時間序列分解為趨勢序列、周期序列和殘差序列，并對未來時間的監(jiān)測信號進行預(yù)測。

40、更進一步地，基于sarima模型對未來時間的監(jiān)測信號進行預(yù)測。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果。

42、本發(fā)明通過對燃氣場站進行結(jié)構(gòu)劃分，確定構(gòu)成燃氣場站的設(shè)備、部件，確定關(guān)鍵設(shè)備的信號監(jiān)測點，從安裝在信號監(jiān)測點處的傳感器中實時獲取監(jiān)測信號，基于所述監(jiān)測信號及設(shè)備參數(shù)估算燃氣場站的風險等級，通過建立隱馬爾科夫模型進行安全態(tài)勢預(yù)測，實現(xiàn)了燃氣場站風險等級的評估。本發(fā)明通過對燃氣場站進行結(jié)構(gòu)劃分和設(shè)定關(guān)鍵信號監(jiān)測點，對燃氣場站風險進行等級量化，基于隱馬爾科夫模型進行安全態(tài)勢預(yù)測，使燃氣場站的風險評估更加準確可靠。

技術(shù)特征：

1.一種燃氣場站風險等級評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣場站風險等級評估方法，其特征在于，所述燃氣場站包括管道、閥門、調(diào)壓器、過濾器、放散管和燃氣使用設(shè)備。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣場站風險等級評估方法，其特征在于，所述信號監(jiān)測點設(shè)置在關(guān)鍵設(shè)備的進出口，管道的重要節(jié)點及管長方向的等分點處。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣場站風險等級評估方法，其特征在于，估算燃氣場站風險等級的方法包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃氣場站風險等級評估方法，其特征在于，基于e和f計算燃氣場站風險等級的方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃氣場站風險等級評估方法，其特征在于，布局密度f的計算公式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃氣場站風險等級評估方法，其特征在于，工藝加工度e的計算公式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃氣場站風險等級評估方法，其特征在于，基于隱馬爾科夫模型進行安全態(tài)勢預(yù)測的方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣場站風險等級評估方法，其特征在于，所述方法還包括：建立監(jiān)測信號的時間序列，將所述時間序列分解為趨勢序列、周期序列和殘差序列，并對未來時間的監(jiān)測信號進行預(yù)測。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣場站風險等級評估方法，其特征在于，基于sarima模型對未來時間的監(jiān)測信號進行預(yù)測。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種燃氣場站風險等級評估方法。所述方法包括：對燃氣場站進行結(jié)構(gòu)劃分，確定構(gòu)成燃氣場站的設(shè)備、部件；確定關(guān)鍵設(shè)備的信號監(jiān)測點，從安裝在信號監(jiān)測點處的傳感器中實時獲取監(jiān)測信號；基于所述監(jiān)測信號及設(shè)備參數(shù)估算燃氣場站的風險等級，通過建立隱馬爾科夫模型進行安全態(tài)勢預(yù)測。本發(fā)明通過對燃氣場站進行結(jié)構(gòu)劃分和設(shè)定關(guān)鍵信號監(jiān)測點，對燃氣場站風險進行等級量化，基于隱馬爾科夫模型進行安全態(tài)勢預(yù)測，使燃氣場站的風險評估更加準確可靠。

技術(shù)研發(fā)人員：杜玖松,朱妍,張升,顧先凱,崔濤,錢林,譚昕,馬人杰,祁麗榮,王林,王偉,方驍,羅辰,李博,張延琦,張玉星
受保護的技術(shù)使用者：北京市燃氣集團有限責任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19