基于贝叶斯网络的CNG加气站安全评价研究

摘要

随着科学技术的发展，能源节约与新能源汽车的大力发展成为时代的主流。天然气作为对环境污染较小的新能源之一，已普遍被推广使用，并带动了一大批压缩天然气站的建设。然而天然气属于易燃易爆物品，一旦引发事故，后果不堪设想。因此提出保障加气站安全的有效措施，控制加气站安全事故诱发因素显得尤为重要。本文依托贝叶斯网络相关理论，结合CNG加气站自身特点，从CNG加气站安全性入手，分析出影响CNG加气站安全的风险因素，构建CNG加气站安全评价指标体系，借助GeNIe软件，建立了能够反映影响因素间因果关系的贝叶斯网络模型，并以山东曲阜CNG加气站作为实证研究对象，对其安全性进行了模拟评价，主要研究内容如下:
　　识别出影响CNG加气站安全的主要因素，建立了安全评价指标体系。充分考虑影响CNG加气站安全的多个因素，如环境、人的行为、管理和加气站设施设备等，并对各因素展开研究，确定了各个因素所包含的具体表征指标，构建了目标层、准则层、指标层三个层级的CNG加气站安全评价指标体系。
　　建立了基于贝叶斯网络的CNG加气站安全评价模型。在构建指标体系的基础上，建立基于贝叶斯网络的CNG加气站安全评价模型:首先使网络节点与指标体系各层级的指标因素一一对应，将评价指标体系转换为贝叶斯网络结构;然后，划分安全状态等级，设计问卷调查计算证据节点各状态等级的先验概率，并将其输入GeNIe软件，设置参数变量，创建映射，进行参数学习，更新模型，计算出剩余节点不同状态的条件概率值，依据最大隶属度原则，对研究对象的安全状态做出评价;最后对贝叶斯网络模型评价结果校验并进行逆向推理分析。
　　以山东曲阜CNG加气站作为实例对已构建的贝叶斯网络模型进行验证。通过模型的模拟推理表明:山东曲阜CNG加气站隶属于“中(Medium)”，安全等级为“3”级，即相对安全、风险一般;准则层因素对CNG加气站安全影响由大到小依次排序为设施设备、人为因素、管理因素、环境因素;影响CNG加气站安全的关键因素分别为净化系统、员工素质、安全教育培训与演练、选址及自然条件。经过校验，基于贝叶斯网络模型得到的CNG加气站安全评价结果是有效的，不仅可为加气站的安全管理决策提供依据，而且对加气站工作人员规避风险、保障加气站的安全运行具有指导意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外加气站安全评价研究现状

1．2．2 国内加气站安全评价研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 技术路线

2 CNG加气站安全评价的理论研究

2．1 CNG加气站安全评价理论

2．1．1 CNG加气站基本理论

2．1．2 CNG加气站安全评价的定义

2．1．3 GNG加气站安全评价的内容

2．2 CNG加气站安全评价方法研究

2．2．1 安全评价方法比较分析

2．2．2 评价方法的选择

2．3 贝叶斯网络概述

2．3．1 贝叶斯网络原理

2．3．2 贝叶斯网络建模

2．3．3 贝叶斯网络推理

2．4 本章小节

3 建立CNG加气站安全评价指标体系

3．1 评价指标体系建立的原则

3．2 评价指标体系建立的流程

3．3 CNG加气站安全影响因素分析

3．3．1 影响因素识别范围及方法

3．3．2 环境因素

3．3．3 人为因素

3．3．4 管理因素

3．3．5 设施设备因素

3．4 CNG加气站安全评价指标体系的建立

3．4．1 评价指标选取依据的标准、规范

3．4．2 CNG加气站安全评价指标体系的建立

3．5 本童小节

4 基于贝叶斯网络的CNG加气站安全评价模型

4．1 贝叶斯网络结构的建立

4．2 网络节点概率评估

4．2．1 安全状态等级的划分

4．2．2 网络节点的条件概率计算

4．3 贝叶斯网络正向推理结果校验

4．4 贝叶斯网络的逆向推理分析

4．5 本章小结

5 评价模型实例应用

5．1．1 曲阜CNG站的平面布置情况

5．1．2 曲阜CNG站道路及交通状况

5．1．3 曲阜CNG加气站主要设备

5．2 山东曲阜CNG加气站安全评价

5．2．2 节点条件概率表的确定

5．2．3 贝叶斯网络推理结果校验

5．2．4 贝叶斯网络逆向推理分析

5．3 山东曲阜CNG加气站安全措施建议

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

附录