基于动态贝叶斯网络的非常规突发灾害事故情景推演

发布时间：2019-11-20 15:23

【摘要】：针对非常规突发灾害事故演变路径不清晰,演变过程及发展态势复杂,应急决策主体在应急救援过程中很难做出正确决策的现状,在分析非常规突发灾害事故情景演变规律的基础上,基于情景状态(S)、处置目标(T)、处置措施(M)和自身演变(E)四个要素分析了非常规突发灾害事故情景演变的路径,基于动态贝叶斯构建了非常规突发灾害事故动态情景网络,并利用联合概率公式进行相应节点变量的状态概率计算,实现了非常规突发灾害事故的关键情景推演.以大连"7·16"油库爆炸火灾事故为例,演示了非常规突发灾害事故的情景推演流程及关键技术,并对情景推演的结果进行了分析.推演结果表明:事故按输油管线爆炸→油罐爆炸起火→原油泄漏、污染海域的路径演变;其中,输油管线爆炸出现的概率为90.2%,T103罐爆炸起火出现的概率为84.1%,原油泄漏、污染海域出现的概率为80.3%,推演结果与实际灾害事故的情景发展状态基本一致,证明了该方法的合理性和可行性.
【图文】：

灾害事故,情景

荼涔媛?探求非常规突发灾害事故的情景演变规律是情景演变路径分析的基础．非常规突发灾害事故具有历史罕见性、突然爆发性、致灾因素复杂性、极度破坏性、时效紧迫性和极端不确定性等特征［9］．此类灾害事故的情景演变过程及规律复杂，灾害事故情景从发生后的初始状态、灾害事故发展、演变的规律以及人为干预和外界环境的影响等，会伴随一系列的动态演变．非常规突发灾害事故的演变过程存在四个要素，分别为情景状态(S)、处置目标(T)、处置措施(M)和灾害事故的自身演变(E，用◎表示)，这四个要素之间的关系如图1所示，表达了灾害事故情景在自身演变的基础上，处置措施对其干扰之后实现应急决策主体的处置目标与否．图1灾害事故情景要素之间的关系Fig.1Ｒelationsofscenarioelements非常规突发灾害事故从开始爆发，随t1时刻演变的过程中，出现三种或三种以上演变路径，由于应急指挥决策的介入，对非常规突发灾害事故制定不同的处置目标和处置措施，导致灾害事故在向t2时刻演变的过程中，事故状态为S1．依此类推，直至到达tn时刻，灾害事故结束，如图2所示．灾害事故发生后，在t1时刻，处置措施M1作用于情景状态S1，在灾害事故自身演变的同时，达到处置目标T1;在t2时刻，灾害事故又在自身演变的同时，情景状态演变为S2，处置措施M2作用于情景状态S2，达到处置目标T2;依此类推，直至处置目标结束，灾害事故的情景状态也随之结束．1.2事故情景演变路径非常规突发灾害事故在演变过程中存在多个关键情景，针对每个关键情景，应急指挥决策主体都会有不同的处置目标和处置措施．因此，当非常规突发灾害事故的情景按照处置措施达到处置目标时，灾害事故就以应急指挥决?

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图2非常规突发灾害事故情景演变规律示意图Fig.2Scenarioevolutionrulesketchofunconventionalemergencydisasteraccidents措施达到相应的处置目标时，灾害事故就会朝着违背应急指挥决策主体意图的方向演变，直到灾害事故被完全合理解决或灾害事故自然消失．如图3所示，是一个包含若干个关键情景的非常规突发灾害事故情景演变的所有可能路径．横向箭头表示处置措施(M)使灾害事故朝最乐观的处置目标(T)方向演变，即S1→S2→S3→S4;纵向箭头表示处置措施(M)使灾害事故朝最悲观的处置目标(T)方向演变，即S1→S9→S13→S15．非常规突发灾害事故从爆发开始就伴随着处置措施的作用，每个情景状态(S)中都会有对应的处置措施(M)．如果达到相应的处置目标，灾害事故的情景状态就会朝着乐观方向演变;没有达到相应的处置目标，灾害事故的情景状态就会朝着悲观方向演变．图3非常规突发灾害事故情景演变路径示意图Fig.3Scenarioevolutionpathsketchofunconventionalemergencydisasteraccidents2情景概率计算在演变路径分析的基础上，提取影响事故演变过程中关键要素作为动态贝叶斯网络的节点变量，将随时间推移而具有因果关系的节点变量连接起来构成动态情景网络;利用联合概率公式进行相应节点变量的状态概率计算，实现非常规突发灾害事故的情景推演．2.1动态贝叶斯网络贝叶斯网络［10］是描述变量之间概率关系的图形模式，是一个有向无环图．由代表变量节点及连接这些节点有向边构成(由父节点指向子节点)，如图4a所示．节点代表随机变量，节点间的有向边代表了节点间的因果关系，用条件概率表达关系强度．节点变量可以是任何问题的抽象，，适用于表达和分析不确定性和概率性的事件，可以从不完全、

【参考文献】