一种基于统计分析的lng卸车风险预测方法及评估系统
阅读说明：本技术 一种基于统计分析的lng卸车风险预测方法及评估系统 (LNG unloading risk prediction method and evaluation system based on statistical analysis ) 是由 梁雪 褚洪涛 宋志豪 王家超 孙吉 童随兵 周顺 于 2021-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于统计分析的LNG卸车风险预测方法及评估系统,涉及数据处理和风险预测技术领域。该方法包括：确定安全卸车规范操作的环节,从LNG卸车视频监控系统的动作视频中进行抽帧处理,得到卸车风险事件的图片数据,利用图片对LNG卸车风险评估模型进行训练,并优化风险识别模型；确定卸车风险中瞬态风险因子和稳态风险因子导致LNG泄漏,进而引发槽车爆炸事故的风险值,并计算总风险值；根据总风险值判断卸车风险等级,根据风险等级采取风险干预措施。该方法应用于LNG卸车的视频监控系统中,有利于LNG卸车风险的管控,实现了风险量化分析,为卸车风险的预防和干预提供了依据,另外该方法还具有科学、精准、高效等优点。(The invention provides an LNG unloading risk prediction method and an LNG unloading risk assessment system based on statistical analysis, and relates to the technical field of data processing and risk prediction. The method comprises the following steps: determining a link of safe unloading standard operation, performing frame extraction processing from an action video of the LNG unloading video monitoring system to obtain picture data of an unloading risk event, training an LNG unloading risk assessment model by using pictures, and optimizing a risk identification model; determining a risk value of a tank car explosion accident caused by LNG leakage caused by a transient risk factor and a steady-state risk factor in the unloading risk, and calculating a total risk value; and judging the unloading risk level according to the total risk value, and taking risk intervention measures according to the risk level. The method is applied to the video monitoring system of the LNG unloading, management and control of the LNG unloading risk are facilitated, risk quantitative analysis is achieved, a basis is provided for prevention and intervention of the unloading risk, and the method further has the advantages of being scientific, accurate, efficient and the like.)
技术领域
本发明涉及数据处理和风险预测技术领域，尤其是一种基于统计分析的LNG卸车风险预测方法及评估系统。
背景技术
液化天然气(LNG)作为一种高效的清洁能源，受到工业和民用领域的广泛重视与发展。近年来，LNG产业迎来了高速发展的机遇，LNG虽然具有很多使用优势，但因LNG具有易燃、易爆的危险属性，导致它在生产、存储和运输过程中会对相关人员和周围环境带来诸多潜在的安全隐患。尤其是LNG在转储过程中的卸车环节极易因为人为不当操作导致LNG泄漏，进而引发槽车爆炸事故。因此，在LNG卸车过程中对其卸车风险进行量化、评估和预测具有十分重要的意义。
随着液化天然气的广泛使用，LNG卸车场站日益增多，但LNG卸车场站的设计与运行还处于起步阶段。卸车场站的卸车设备、槽车车况及相关卸车技术和卸车安全评价机制等方面的发展还很不成熟，LNG卸车操作标准很不规范。另外，由于LNG卸车场站一般位于车流密集、交通便利的场所，周围人员流动性大，LNG卸车风险管理不到位，极易发生泄漏事故，严重时还会造成重大人员伤亡和财产损失。目前，城市燃气企业的LNG卸车风险主要依靠人员巡检和卸车动作拍照上传的方式加以管控。这种监管方式具有随意性、落后性和滞后性，很难实时地约束规范的LNG卸车操作。
发明内容
为了，方便LNG卸车风险的管控，实现了卸车过程中的风险量化分析，可靠的约束规范LNG卸车操作，本发明提供了一种基于统计分析的LNG卸车风险预测方法及评估系统，具体的技术方案如下。
一种基于统计分析的LNG卸车风险预测方法，步骤包括：
S1.确定安全卸车规范操作的环节，以及LNG卸车过程中的卸车风险因子；
S2.对LNG卸车的动作视频中进行抽帧处理，得到卸车风险事件的图片数据；
S3.利用图片数据对LNG卸车风险评估模型进行训练，并优化风险识别模型；
S4.确定卸车风险中瞬态风险因子和稳态风险因子导致LNG泄漏，进而引发槽车爆炸事故的风险值，并计算总卸车风险值；
S5.根据总风险值判断卸车风险等级，根据风险等级采取风险干预措施。
优选的是，安全卸车规范操作的环节包括：槽车进站，槽车停放，卸车作业，卸车完成，槽车出站。
优选的是，卸车风险因子中的关键卸车事件包括：
A1槽车进站，检测槽车是否进入槽车停车位；
B1槽车出站，检测槽车是否驶出槽车停车位；
C1车牌识别，识别停车位内槽车车牌号码；
D1对接软管，安装槽车出液管、增压气相管及液相管；
E1拆卸软管，拆下槽车出液管、增压气相管及液相管。
还优选的是，卸车风险因子中的卸车人员的作业习惯事件包括：
A2人员防护，B2垫三角木，C2收车钥匙，D2立警示牌，E2静电接地，F2管漏检测，G2软管收纳。
还优选的是，卸车风险因子中司机的行为习惯事件包括：A3人证合一，B3车门检测，C3司机守护；卸车风险因子中的槽车设备状况事件包括：A4车漏检测，B4仪表检测。
进一步优选的是，卸车风险中瞬态风险因子包括：B2垫三角木，C2收车钥匙，D2立警示牌，E2静电接地，F2管漏检测，A3人证合一，G2软管收纳，A4车漏检测，A2人员防护；
瞬态风险因子引发槽车爆炸事故的风险值分别为：
没有垫三角木的风险概率值为PB2，没有收车钥匙的风险概率值为PC2，没有立警示牌的风险概率值为PD2，没有静电接地的风险概率值为PE2，无管漏检测的风险概率值PF2，人证不一致的风险概率值为PA3，无软管收纳的风险概率值为PG2，没有进行车漏检测的风险概率值为PA4，卸车人员没有穿防护服的风险值为PA21，卸车人员没有戴安全帽的风险值为PA22，卸车人员没有戴手套导致冻伤的风险值为PA23。
进一步优选的是，卸车风险中的稳态风险因子包括：B3车门检测，C3司机守护；其中槽车司机多次开门的风险值计算具体为：第一次开门风险值为SB3＝PB3，第二次开门的风险值为SB3＝(1-PB3)PB3＝PB3-PB3 2，第三次开门的风险值为SB3＝[1-(1-PB3)PB3]PB3＝PB3-PB3 2-PB3 3；第n次开门的风险值为其中槽车司机离岗的的风险值计算具体为：其中t1表示司机离开槽车尾部的时间，tC3表示司机回到槽车尾部的时间，pC3(t)表示待拟合的风险函数。
进一步优选的是，总卸车风险值为p＝1-ΠSB3*SC3*pB2*pC2…*pA23；根据总卸车风险值将卸车风险等级划分为一级事故，二级事故和三级事故，事故等级破坏性依次降低。
进一步优选的是，卸车风险包括三个风险源：卸车人员作业习惯、司机行为习惯和卸车设备状况；分别计算三个风险源的风险值：
卸车人员作业习惯的风险值p1＝1-pA2*pB2*pC2*pD2*pE2*pF2*pG2；
司机行为习惯的风险值p2＝1-pA3*pB3*pC3；
卸车设备状况的风险值p3＝1-pA4*pB4*pC4。
一种基于统计分析的LNG卸车风险预测评估系统，包括监控单元和计算机单元，监控单元包括监控视频，监控视频将监控信息传输至计算机单元；计算机单元包括存储器和处理器，所述储存器用于存储计算机程序和统计数据，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现上述一种基于统计分析的LNG卸车风险预测方法的各个步骤。
本发明提供的一种基于统计分析的LNG卸车风险预测方法及评估系统有益效果包括：
(1)该方法对LNG卸车规范的步骤进行了总结梳理，确定了可能导致LNG泄露、槽车爆炸和人身伤害的卸车风险因子，并将其量化，方便了总卸车风险值的计算。
(2)LNG卸车风险评估模型根据瞬态风险因子和稳态风险因子对卸车风险进行判断，建模并对模型进行训练和优化，利用该模型直接对监控视频中的卸车风险进行预测，并可以根据预测采取相应的风险干预措施。
(3)该方法将LNG卸车风险因子为三类：卸车员作业相关风险因子，槽车司机行为习惯相关卸车风险因子，以及卸车设备状况相关风险因子。并对三类卸车风险分别计算其卸车风险值，这为卸车风险干预措施提供了理论依据。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是安全卸车规范操作流程图；
图2是LNG卸车风险组成示意图。
具体实施方式
结合图1和图2所示，对本发明提供的一种基于统计分析的LNG卸车风险预测方法及评估系统具体实施方式进行说明。
一种基于统计分析的LNG卸车风险预测方法，步骤包括：
S1.确定安全卸车规范操作的环节，以及LNG卸车过程中的卸车风险因子。
其中安全卸车规范操作的环节包括：槽车进站，槽车停放，卸车作业，卸车完成，槽车出站；各个卸车环节的卸车动作按时间先后顺序依次进行。具体的是：槽车进站，槽车司机出示各类证件信息是否符合规范，同时填写进站危险化学品运算车辆检查及安全协议书，随后卸车人员穿好防护服、带好防护面罩和手套准备卸车。槽车停放，卸车人员在槽车两侧前后车轮垫放三角木，防止卸车过程中因槽车滑行而引发LNG泄漏风险；随后卸车人员收取槽车司机的车钥匙并在车头放置“静止启动”警示牌，从树立卸车警示牌到卸车软管拆除期间，系统实时检测司机是否守在车尾、车门是否打开。卸车作业，开始卸车作业后系统检测卸车员是否对槽车做静电接地、检测槽车阀门及安全阀是否泄漏液化气；槽车司机需要依次拆除槽车盲板、启动LNG泄漏报警器；卸车人员依次拆除软管盲板、装出液管、增压气相、液相管，开启增压液相阀门、开启放散、增压预冷、观察槽车LNG压力是否在0.5-0.6MPa、开启卸车进液阀门；最后卸车员开启出液阀门开始卸液。卸车完成，卸车人员将依次关闭槽车出液阀门、关闭进液管道阀门、对槽车出液管道放散排压、开启BOG管道阀门、启动BOG压缩机对槽车进行余压回收、观察槽车压力是否下降到0.3MPa左右，拆下槽车出液管、增压气相及液相管；然后卸车员将出液软管放入收纳盒内。槽车出站，完成LNG卸车操作后，槽车司机驾驶槽车出站离开。
卸车风险因子中的关键卸车事件包括：
A1槽车进站，检测槽车是否进入槽车停车位；
B1槽车出站，检测槽车是否驶出槽车停车位；
C1车牌识别，识别停车位内槽车车牌号码；
D1对接软管，安装槽车出液管、增压气相管及液相管；
E1拆卸软管，拆下槽车出液管、增压气相管及液相管。
卸车风险因子中的卸车人员的作业习惯事件包括：A2人员防护，B2垫三角木，C2收车钥匙，D2立警示牌，E2静电接地，F2管漏检测，G2软管收纳。
卸车风险因子中司机的行为习惯事件包括：A3人证合一，B3车门检测，C3司机守护；卸车风险因子中的槽车设备状况事件包括：A4车漏检测，B4仪表检测。
S2.对LNG卸车的动作视频中进行抽帧处理，得到卸车风险事件的图片数据。
其中为了规范LNG卸车场站及各类安全卸车动作，安装LNG卸车视频监控系统，采集LNG卸车现场动作视频，对视频进行抽帧，进而获取到各类卸车风险事件的图片数据。
S3.利用图片数据对LNG卸车风险评估模型进行训练，并优化风险识别模型。
具体是利用获得的卸车风险事件图片数据对卸车监控系统用到的OCR识别、人脸识别与通用目标检测算法模型进行训练，采用优化后的模型识别卸车风险事件。
S4.确定卸车风险中瞬态风险因子和稳态风险因子导致LNG泄漏，进而引发槽车爆炸事故的风险值，并计算总卸车风险值。
S5.根据总风险值判断卸车风险等级，根据风险等级采取风险干预措施。
卸车风险中瞬态风险因子包括：B2垫三角木，C2收车钥匙，D2立警示牌，E2静电接地，F2管漏检测，A3人证合一，G2软管收纳，A4车漏检测，A2人员防护；
根据LNG卸车风险因子可能产生的不良后果，对其风险程度进行数学建模，各类卸车风险因子待拟合的风险值与风险函数进行定义。其中，瞬态风险因子引发槽车爆炸事故的风险值分别为：
没有垫三角木的风险概率值为PB2，没有收车钥匙的风险概率值为PC2，没有立警示牌的风险概率值为PD2，没有静电接地的风险概率值为PE2，无管漏检测的风险概率值PF2，人证不一致的风险概率值为PA3，无软管收纳的风险概率值为PG2，没有进行车漏检测的风险概率值为PA4，卸车人员没有穿防护服的风险值为PA21，卸车人员没有戴安全帽的风险值为PA22，卸车人员没有戴手套导致冻伤的风险值为PA23。
卸车风险中的稳态风险因子包括：B3车门检测，C3司机守护；其中槽车司机多次开门的风险值计算具体为：第一次开门风险值为SB3＝PB3，第二次开门的风险值为SB3＝(1-PB3)PB3＝PB3-PB3 2，第三次开门的风险值为SB3＝[1-(1-PB3)PB3]PB3＝PB3-PB3 2-PB3 3；第n次开门的风险值为其中槽车司机离岗的的风险值计算具体为：其中t1表示司机离开槽车尾部的时间，tC3表示司机回到槽车尾部的时间，pC3(t)表示待拟合的风险函数。
总卸车风险值为p＝1-ΠSB3*SC3*pB2*pC2…*pA23；根据总卸车风险值将卸车风险等级划分为一级事故，二级事故和三级事故，事故等级破坏性依次降低。其中具体的是：一级事故，该类事故主要指卸车过程中由于违规操作导致LNG泄漏，进而引起槽车爆炸，导致人员死亡的特大卸车事故。二级事故，该类事故主要指卸车过程中由于违规操作导致LNG泄漏，进而引发火灾或槽车爆炸，造成一定的经济损失，但未引起人员死亡的重大卸车事故。三级事故，该类事故主要指卸车过程中由于违规操作导致LNG泄漏和人员受伤的卸车事故。
依据LNG卸车风险因子的根本来源对其进行归类，LNG卸车风险包括三个风险源：卸车人员作业习惯、司机行为习惯和卸车设备状况；其中分别计算三个风险源的风险值：
卸车人员作业习惯的风险值p1＝1-pA2*pB2*pC2*pD2*pE2*pF2*pG2；
司机行为习惯的风险值p2＝1-pA3*pB3*pC3；
卸车设备状况的风险值p3＝1-pA4*pB4*pC4。
一种基于统计分析的LNG卸车风险预测评估系统，包括监控单元和计算机单元，监控单元包括监控视频，监控视频将监控信息传输至计算机单元；计算机单元包括存储器和处理器，所述储存器用于存储计算机程序和统计数据，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现上述一种基于统计分析的LNG卸车风险预测方法的各个步骤。利用上述方法分别计算不同来源卸车风险因子的风险值，据此对卸车员的作业习惯、司机的行为习惯和卸车设备状况进行针对性的干预，降低LNG卸车的总体风险。该系统不同于传统的LNG卸车场站安全管理过程中所采用的人工巡检、定性风险分析的粗放式管控方式。
该方法对LNG卸车规范的步骤进行了总结梳理，确定了可能导致LNG泄露、槽车爆炸和人身伤害的卸车风险因子，并将其量化，方便了总卸车风险值的计算。LNG卸车风险评估模型根据瞬态风险因子和稳态风险因子对卸车风险进行判断，建模并对模型进行训练和优化，利用该模型直接对监控视频中的卸车风险进行预测，并可以根据预测采取相应的风险干预措施。另外，该方法将LNG卸车风险因子为三类：卸车员作业相关风险因子，槽车司机行为习惯相关卸车风险因子，以及卸车设备状况相关风险因子。并对三类卸车风险分别计算其卸车风险值，这为卸车风险干预措施提供了理论依据。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
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