基于复杂网络的化工过程中级联故障传播研究

发布时间：2023-03-04 07:34

　　在日趋复杂的化工过程系统中,若某一处出现故障很可能引起故障的传播扩散从而产生化工过程系统中的级联故障传播问题。找出化工过程中级联故障的风险传播路径,进行故障传播分析,对化工生产过程安全稳定地运行具有重要意义。因此本课题基于复杂网络理论建立化工过程系统复杂网络模型,从网络拓扑结构对化工过程中的级联故障传播进行研究。首先,根据复杂网络图论理论确定化工过程系统网络的邻接矩阵,建立化工过程系统复杂网络模型。采用TOPSIS算法、节点重要度评价矩阵以及基于连边重要性贡献的DIL算法对化工过程系统网络中节点进行重要性评估。其次,根据复杂网络中的节点负载分配规则求解节点的故障概率,并通过DCB方法对节点故障传播能力进行量化定义。结合节点的故障概率及其故障传播能力定义节点的故障传播概率,对化工过程系统中的变量和装置的故障传播进行分析。最后,基于复杂网络边负载分配理论提出化工过程中的级联故障模型,对系统中的重要节点发生故障后引起的级联故障传播进行研究。采用蚁群算法求解重要节点受到蓄意攻击时的最大风险传播路径,根据边负载分配规则求解风险传播路径的级联故障概率,将其与风险传播路径的故障传播能力相结合定义级联...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 故障传播研究现状
    1.3 级联故障
        1.3.1 级联故障的定义
        1.3.2 级联故障的研究现状
        1.3.3 基本的级联故障模型
    1.4 复杂网络研究概述
        1.4.1 复杂网络的基本概念
        1.4.2 复杂网络的基本模型
    1.5 节点重要性评估研究现状
    1.6 本文的研究内容及技术路线
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
    1.7 课题创新点
2 基于复杂网络的化工过程系统中节点重要性评估
    2.1 复杂网络模型的建立
    2.2 节点重要性评估算法
        2.2.1 基于TOPSIS算法的节点重要性评估
        2.2.2 基于节点重要度评价矩阵的评估
        2.2.3 基于节点连边重要性的节点重要性评估
    2.3 化工过程系统中节点重要性评估
3 基于复杂网络负载分配理论的化工过程系统中级联故障传播研究
    3.1 基于复杂网络的化工过程中节点故障传播研究
        3.1.1 节点的初始负载及负载分配规则
        3.1.2 节点故障概率
        3.1.3 节点的故障传播能力及其故障传播概率
        3.1.4 求解流程
    3.2 基于复杂网络边负载分配的化工过程中级联故障传播研究
        3.2.1 建立基于复杂网络边负载分配的化工过程级联故障模型
        3.2.2 基于蚁群算法的最大风险传播路径求解
        3.2.3 风险传播路径的级联故障概率
        3.2.4 风险传播路径的故障传播能力及级联故障传播概率
        3.2.5 求解步骤
4 案例分析
    4.1 合成氨工艺过程
        4.1.1 合成氨工艺过程网络中的节点重要性
        4.1.2 合成氨工艺过程的节点故障概率
        4.1.3 合成氨工艺过程中节点的故障传播能力及其故障传播概率
        4.1.4 合成氨工艺过程中最高风险传播路径求解
        4.1.5 合成氨工艺过程中风险传播路径的级联故障传播概率
    4.2 锅炉蒸汽系统
        4.2.1 蒸汽锅炉中水汽系统网络中的节点重要性
        4.2.2 蒸汽锅炉系统中水汽系统的节点故障概率
        4.2.3 水汽系统中节点的故障传播能力及其故障传播概率
        4.2.4 水汽系统中最高风险传播路径求解
        4.2.5 水汽系统中风险传播路径的级联故障传播概率
    4.3 常压蒸馏系统
        4.3.1 常压蒸馏系统网络中的节点重要性
        4.3.2 常压蒸馏系统中的节点故障概率
        4.3.3 常压蒸馏系统中节点的故障传播能力及其故障传播概率
        4.3.4 常压蒸馏系统中最高风险传播路径求解
        4.3.5 常压蒸馏系统中风险传播路径的级联故障传播概率
结论与展望
参考文献
致谢
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本文编号：3753981