石油化工过程在线安全分析信息标准化与分析方法研究

There are several problems for the current safety analysis: (1) it is difficult to transfer, share and reuse the information. (2) The completeness and higher resolution of analysis result cannot be satisfied simultaneously. (3) The safety analysis is carried out off line and cannot be used for the analysis of hidden dangers，fault sources occurred in the production..For these problems, the research of information standardization and analysis method of on-line safety assessment for petrochemical process is carried out. Firstly the research of ontology based information standardization system of on-line safety assessment is carried out. The share and reuse of information is achieved. The Qualaitiave trend based SDG (QT-SDG,Qualitative Trend based SDG) is reasearched. Semi-quantitative information such as bias degree and qualitaitive trend is added to the model to improve the accuracy. And then multiscale consistent rule (MSCR, Multiscale Consistent Rule) based bidirected inference algorithm is researched. The completeness, high resolution and effectiveness can be satisfied by using the algorithm. Finally the method of on-line safety assessment will be obtained. The above three problems of safety analysis can be solved. It also can be applied for other complex industry process.

安全分析方法存在以下问题：（1）分析信息难以传递、共享与复用。（2）分析的完备性与高分辨率难以兼顾。（3）分析方法离线进行，对生产过程中实时出现的隐患、故障难以奏效。.针对上述问题，研究石油化工过程在线安全分析信息标准化与分析方法。首先研究基于知识本体的在线安全分析标准化体系，实现信息的共享与复用；接着研究基于定性趋势的SDG模型（QT-SDG,Qualitative Trend based SDG）建模方法，加入了偏离度、定性趋势等半定量信息，提高模型的精度；然后研究基于多尺度相容规则（MSCR, Multiscale Consistent Rule）的双向推理算法，实现完备性，较高分辨率以及效率的兼顾；最后形成一套石油化工过程在线安全分析方法。解决目前安全分析信息不统一、难以兼顾完备性与高分辨率、无法实时在线等问题，并使其能够推广到其它复杂流程工业。

石油化工行业是国民经济最重要的支柱产业之一，其过程往往涉及高温高压，所得产品多为易燃易爆，生产过程比较危险，故障或事故屡有发生，给企业造成巨大的经济损失和人员伤亡。安全分析方法（如HAZOP，Hazard and Operability Study）被用来识别潜在的隐患或事故。.传统HAZOP分析方法存在以下问题：（1）安全分析信息缺乏标准化表达，难以传递、共享与复用；（2）分析的完备性与分辨率难以兼顾；（3）分析方法通过专家会议的形式离线讨论进行，以往的经验知识难以充分利用且对生产过程中实时出现的隐患、故障难以奏效。.项目针对上述问题展开研究，主要研究内容包括：（1）基于知识本体的安全分析信息标准化研究。在事故演变机理、事故发生传播剧情、关键风险以及安全分析要素分析的基础上，抽提出安全分析的核心元素，并与知识本体相结合，研究安全分析信息标准化表达的结构与方法。（2）基于SDG（Signed Directed Graph）的在线安全分析方法研究。包括基于定性趋势的SDG建模方法研究以及基于多尺度相容规则的双向推理算法研究，实现在线安全分析。.最终取得以下结果：.（1）研究并抽提安全分析的核心元素，提出了安全分析标准化信息模型以及标准化方法，实现了安全分析信息表达的标准化，并实现对已有的安全分析信息进行自动化的识别与转换。.（2）在安全分析标准化信息模型的基础上，提出了在线安全分析方法。包括基于定性趋势的SDG建模方法以及基于多尺度相容规则的双向推理算法，实现了安全分析的在线化。.（3）最终，形成了一个基于知识本体的安全分析信息标准化框架。一方面实现了安全分析信息表达的标准化，另一方面实现安全分析的在线化，也可以为基于人工的安全分析提供辅助。