基于耗散结构理论的化工园区安全风险综合预警模型研究

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当前,化工园区是我国乃至世界化工行业的新型建设模式和主流,然而,化工园区在带来经济“集聚”效益的同时,也带来了该区域的高风险。因此,为保障化工园区的安全生产,实现园区事前预警、关口前移是提升化工园区抵御综合风险能力的关键。本文引入耗散结构理论,用“熵”对园区内众多不确定风险因素进行统一的表达,探索化工园区安全风险综合预警方法,对提高化工园区抵御各类安全风险的综合能力具有较强的理论和指导意义。本文主要研究内容如下:(1)建立化工园区安全风险正负熵指标体系。基于熵理论建立化工园区系统总熵模型,从导致系统熵流熵变的角度筛选安全风险正负熵预警指标,构建化工园区安全风险正负熵预警指标体系,其中包含6个正熵指标和6个负熵指标;运用博弈论组合赋权法计算预警指标权重,得到影响化工园区安全风险水平的正熵要素排序和负熵要素排序。(2)化工园区宏、微观耗散机理分析。基于耗散结构理论,探究化工园区耗散结构形成条件及其系统耗散机理,得出化工园区具有非常明显的耗散结构特征。结合耗散结构量化分析方法布鲁塞尔器模型,分别从宏观角度和微观角度揭示了化工园区安全风险耗散机理,并为后续构建化工园区安全风险综合预警模型奠定基础。(3)构建化工园区安全风险综合预警模型。基于耗散结构理论和风险发展趋势预警理论,综合安全风险现状及发展趋势,以布鲁塞尔器模型总熵EB-1((10)EA~2)表征化工园区的当前的安全风险现状,以布鲁塞尔器模型总熵熵变d[EB-1((10)EA)2]表征化工园区未来的安全风险水平发展趋势,以二者为基础实现化工园区综合风险预警。借鉴风险矩阵的表达方式,预警等级依次划分为红色(Ⅰ级)、橙色(Ⅱ级)、黄色(Ⅲ级)、蓝色(Ⅳ级)和绿色(Ⅴ级)。(4)化工园区安全风险综合预警模型工程应用。以陕西省某化工园区为例,通过实地调研访谈和发放指标体系参数获取调查表获取园区内15家企业指标原始数据和园区管委会指标原始数据,对该化工园区进行安全风险预警,研究发现,根据安全风险发展趋势预警模型得到的安全风险等级与该园区该年度的安全风险水平结果基本相符;应用NAR动态神经网络预测模型对化工园区安全风险预警等级进行预测,得出未来三个月内的安全风险预警等级为:Ⅰ级、Ⅲ级和Ⅴ级,为化工园区安全风险综合预警提供理论支持。
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