考虑偶然与认知不确定性的多米诺效应时空演化过程建模可靠性提升方法

《Process Safety and Environmental Protection》：Improving the modeling reliability of domino effect spatial-temporal evolution process via a novel prediction method considering aleatory and epistemic uncertainties

本文提出了一种综合考虑偶然不确定性（AU）和认知不确定性（EU）的新型预测方法，用于提升化工园区多米诺效应时空演化过程（DESTEP）建模的可靠性。该方法创新性地融合证据理论（Dempster-Shafer theory）和蒙特卡洛模拟（Monte Carlo simulation），能够识别所有可能的演化路径、发生概率及持续时间，并量化多灾害耦合机制与时空协同效应（spatial-temporal synergistic effect）的影响，为风险管理提供了更全面可靠的决策依据。

　　

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Methodology

本文提出了一种用于预测化工园区多米诺效应时空演化过程（DESTEP）的方法，该方法能够更准确、更有效地获取演化路径及相关参数。图1展示了当前方法的流程。首先，在准备阶段需要确定所分析的化工园区储罐区信息，这为后续计算提供数据支持。其次，构建储罐不同状态之间的转移图，并...

The comparison with the real-world accident

为了简要验证该方法的有效性，将当前方法应用于一起真实世界的事故：2015年4月6日漳州PX项目火灾事故。在此次事件中，由于外部设施发生事故，导致罐区发生火灾。该案例中的路径序列为储罐1→3→2→4。

根据Jiang等人的研究，针对相关模型参数中的不确定性识别，当前计算中存在的...

Result

为了证明所提出的方法在考虑偶然与认知不确定性（AEU）和时空协同效应的前提下，预测化工储罐区多米诺事故演化路径的能力，我们首先假设一个由四个立式圆柱形常压储罐组成的储罐区，如图9所示。这四个储罐是相同的，由Q235钢制成，直径和高度分别为31米和14.5米，壁厚为3.5毫米，内部储存汽油。该存储...

The influence of the explosion state on the domino effect spatial-temporal evolution process

当罐区中有多个储罐处于R（已泄漏）或F（着火）状态时，这些危险储罐中的任何一个都可能在任何时刻发生爆炸。爆炸产生的冲击波会对周围的储罐造成破坏。由于爆炸事故的高度随机性和瞬时性，考虑爆炸状态（状态E）将导致DESTEP的复杂性显著增加。多米诺效应事故过程中爆炸冲击波影响燃烧储罐的机制仍然...

Conclusion

为了提高DESTEP预测结果的可靠性和有效性，本文提出了一种考虑偶然与认知不确定性（AEU）和时空协同效应的新型化工园区DESTEP预测方法。在该方法中，考虑了事故过程中火灾热辐射和超压对储罐的耦合效应。然后，通过嵌入蒙特卡洛模拟的脆弱性模型计算储罐安全、泄漏、着火和燃尽状态之间的转移概率。