洪水诱发输油管道泄漏事故风险分析与应急资源决策研究

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近年来,受天气因素影响洪水灾害频发,而输油管道点多线路较长,又穿跨越河流等环境敏感区,其周边环境复杂且影响范围较广,由洪水灾害所引发的管线事故灾难是一种HILP(high-impact and low-probability)事件,一旦出现管道破裂泄漏,所造成的后果将比传统事故更严重,其影响范围在不同地区能蔓延数千公里,在此情形下,制定高效合理的应急资源决策方案,将有限的应急资源进行科学有效的分配、快速公平地运送至事故发生地是应急救援的核心工作。(1)首先,从洪水灾害的分类及特征出发,通过对以往事故数据的统计分析,对洪水诱发输油管道致灾因素进行统计,对洪水诱发输油管道破裂的主要原因、失效模式以及事故后果进行归纳分析,对洪水诱发输油管道事故的链式反应机理进行了研究。基于此提出了一种改进的MADS-MOSAR模型,构建洪水诱发输油管道破裂的蝴蝶结模型,使用模糊概率研究管道破裂失效的风险分析。(2)然后,根据应急资源分类和需求特点分析,建立洪水诱发输油管道泄漏事故应急资源分类库,从重要性、时效性和可得性三方面构建应急资源需求优先级评价指标体系,提出集值迭代的犹豫模糊语言方法对需求等级情况进行评价。将人口密度引入到应急物资需求预测中,考虑需求等级构建洪灾应急物资需求预测模型,并根据泄漏油量、油污扩散函数等引入洪水诱发输油管道泄漏事故概率,构建洪灾下油品泄漏应急资源需求量的预测函数。(3)在上述研究的基础上,对洪水诱发输油管道泄漏事故应急资源决策问题进行更加深入的研究。首先在满足约束的条件下,考虑事件的严重性、调配的公平性和救援时间的紧迫性,以应急资源的总配送时间最短和总成本最小为应急目标,构建多目标优化的应急资源分配决策模型,使所有需求点有效地分配和调度资源,来确保洪水诱发输油管泄漏事故应急资源决策方案的时效性和经济性。提高应急资源需求的科学性,帮助决策者快速确定应急资源调配的优先级。(4)以北京市洪灾下京津冀输油管道为例,对多目标优化的应急资源决策模型进行验证研究,最终得到最优的各供应点到各需求点的应急资源决策方案,证明所建立模型的有效性和合理性,为实现快速救援奠定了良好的基础,并对北京市洪水诱发输油管道事故的应急管理进行优化,提升首都自然灾害导致危险化学品事故的应急处置能力,有利于首都安全稳定运行。
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