用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的方法。該方法用于物質(zhì)熱爆炸的風(fēng)險評價，同時以溫度效應(yīng)和壓力效應(yīng)等多因素作為多評價指標(biāo)的風(fēng)險評價方法。目前，對危險物質(zhì)的熱爆炸風(fēng)險評價中，不同分析測試手段得到的物質(zhì)熱危險性信息不完全相同，甚至得到不一樣的風(fēng)險排序，給實(shí)際工程應(yīng)用帶來困惑。且這些方法多僅基于溫度指標(biāo)和同種手段，不夠全面。本方法從系統(tǒng)工程的角度出發(fā)，同時考慮影響熱爆炸風(fēng)險的溫度和壓力因素，以各分析測試設(shè)備及理論計算模型為不同專家，采用模糊評價方法對被評價對象的熱爆炸風(fēng)險進(jìn)行評估，給出定量的評價結(jié)果并進(jìn)行風(fēng)險排序。
【專利說明】用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于物質(zhì)熱爆炸的風(fēng)險評價領(lǐng)域，特別是一種用模糊綜合評價法評估物質(zhì) 熱爆炸風(fēng)險的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對危險性物質(zhì)進(jìn)行熱爆炸風(fēng)險研究時發(fā)現(xiàn)，不同分析測試手段得到的物質(zhì)熱危險 性信息并不完全相同，甚至得到不一樣的風(fēng)險排序，從而給實(shí)際工程應(yīng)用帶來很多困惑。事 實(shí)上，在物質(zhì)熱安全領(lǐng)域該是一種普遍存在的現(xiàn)象。造成此現(xiàn)象的一個重要原因在于，危 險性參數(shù)多為條件參數(shù)，存在著一定或然、模糊的不確定性，不同的測試原理、測試條件、測 試方法、數(shù)據(jù)處理、甚至操作人員與實(shí)驗次數(shù)都使結(jié)果存在差異；但另一方面，該些測試設(shè) 備及測試方法都具有一定的科學(xué)性和合理性，其測試所得結(jié)果從不同一側(cè)面反映了客觀實(shí) 際，因而都是應(yīng)加W分析利用從而獲取物質(zhì)本質(zhì)屬性的。
[0003] 目前硬件性的熱爆炸風(fēng)險評價方法多基于溫度指標(biāo)和同種分析手段的對比結(jié)果， 對物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的評價不夠全面。
[0004] 然而，從系統(tǒng)工程的角度看待該個問題，完全可W將熱爆炸風(fēng)險的各個影響因素 如起始分解溫度、最大反應(yīng)速率達(dá)到時間、絕熱溫升、壓力參數(shù)等作為評價指標(biāo)，將各種分 析測試設(shè)備及理論計算模型視作為不同的"評估專家"，從而采用模糊評價方法對被評價對 象的熱爆炸風(fēng)險進(jìn)行評估，給出定量的評價結(jié)果并進(jìn)行風(fēng)險排序。但是，現(xiàn)有的技術(shù)中尚無 相關(guān)描述。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險 的方法。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險 的方法，步驟如下：
[0007] 步驟1、確定評價指標(biāo)，根據(jù)風(fēng)險將熱爆炸風(fēng)險的評價指標(biāo)分為一級和二級兩個級 另IJ，之后根據(jù)評價指標(biāo)建立評價因素集；所述風(fēng)險為可能性和嚴(yán)重度的組合；
[000引步驟2、采用層次分析法確定各因素的權(quán)重系數(shù)，建立判斷矩陣，并根據(jù)判斷矩陣 確定各因素的隸屬度向量；
[0009] 步驟3、建立物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險模糊綜合評價的評價集，并確定每種物質(zhì)的總評價矩 陣，對物質(zhì)的熱爆炸風(fēng)險進(jìn)行綜合評價；
[0010] 步驟4、計算風(fēng)險等級參數(shù)，并確定上述各物質(zhì)熱爆炸的風(fēng)險等級。
[0011] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為；（1)本發(fā)明的方法能夠?qū)⒉煌臏y試原 理、測試條件、測試方法、數(shù)據(jù)處理、甚至操作人員與實(shí)驗次數(shù)等導(dǎo)致的物質(zhì)熱危險性信息 結(jié)果的差異統(tǒng)一處理，綜合評價出物質(zhì)的熱爆炸風(fēng)險；（2)本發(fā)明的方法能同時將溫度效 應(yīng)和壓力效應(yīng)作為評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的指標(biāo)因素，確保評價的全面性和準(zhǔn)確性；(3)本 發(fā)明的方法在基于實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行熱爆炸風(fēng)險評價的基礎(chǔ)上，借助理論計算方法，將物質(zhì)分 子結(jié)構(gòu)對其熱爆炸風(fēng)險的影響納入評價考慮的范圍。
[0012] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明一種用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的方法，步驟如 下：
[0015] 步驟1、確定評價指標(biāo)，根據(jù)風(fēng)險將熱爆炸風(fēng)險的評價指標(biāo)分為一級和二級兩個級 另IJ，之后根據(jù)評價指標(biāo)建立評價因素集；所述風(fēng)險為可能性和嚴(yán)重度的組合；確定評價指 標(biāo)，并根據(jù)評價指標(biāo)建立評價因素集具體包括W下步驟：
[0016] 步驟1-1、將一級評價指標(biāo)確定為"可能性"和"嚴(yán)重度"；
[0017] 步驟1-2、將二級指標(biāo)分為7個，W起始分解溫度T。、自加速分解溫度SADT和鍵離 解能抓E(O-O)作為事故發(fā)生可能性的二級指標(biāo)，將比放熱量AHf、單位質(zhì)量物料的產(chǎn)氣量 Vg、最大溫升速率（dTAlt)m、最大壓升速率（dPAlt)m作為事故嚴(yán)重度的二級判斷指標(biāo)；
[0018] 具體評價指標(biāo)框架見下表：
[0019] 物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險評價體系框架
[0020]
【權(quán)利要求】
1. 一種用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的方法，其特征在于，步驟如下： 步驟1、確定評價指標(biāo)，根據(jù)風(fēng)險將熱爆炸風(fēng)險的評價指標(biāo)分為一級和二級兩個級別， 之后根據(jù)評價指標(biāo)建立評價因素集；所述風(fēng)險為可能性和嚴(yán)重度的組合； 步驟2、采用層次分析法確定各因素的權(quán)重系數(shù)，建立判斷矩陣，并根據(jù)判斷矩陣確定 各因素的隸屬度向量； 步驟3、建立物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險模糊綜合評價的評價集，并確定每種物質(zhì)的總評價矩陣， 對物質(zhì)的熱爆炸風(fēng)險進(jìn)行綜合評價； 步驟4、計算風(fēng)險等級參數(shù)，并確定上述各物質(zhì)熱爆炸的風(fēng)險等級。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的方法，其特征在 于，步驟1中確定評價指標(biāo)，并根據(jù)評價指標(biāo)建立評價因素集具體包括以下步驟： 步驟1-1、將一級評價指標(biāo)確定為"可能性"和"嚴(yán)重度"； 步驟1-2、將二級指標(biāo)分為7個，以起始分解溫度T。、自加速分解溫度SADT和鍵離解能BDE(O-O)作為事故發(fā)生可能性的二級指標(biāo)，將比放熱量AHr、單位質(zhì)量物料的產(chǎn)氣量Vg、最 大溫升速率（dT/dt)m、最大壓升速率（dP/dt)m作為事故嚴(yán)重度的二級判斷指標(biāo)； 具體評價指標(biāo)框架見下表： 物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險評價體系框架
步驟1-3、將上表中的評價指標(biāo)用因素集的形式表示，即可得到評價因素集U，U=IU1,u2}，其中，U1= {Un，U12，U13}，U2= {U21，U22，U23，U24}。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的方法，其特征在 于，步驟2中的隸屬度向量A表示為A={apa2，…，a7}，其中ai?a7分別表示7個二級 指標(biāo)中每一個指標(biāo)對物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的隸屬度； 其中采用層次分析法確定各因素的權(quán)重系數(shù)，建立判斷矩陣，并根據(jù)判斷矩陣確定各 因素的隸屬度向量具體包括以下步驟： 步驟2-1、構(gòu)建每個級別評價指標(biāo)的判斷矩陣，將一級指標(biāo)之間的判斷矩陣記為M1，將 二級指標(biāo)中可能性指標(biāo)之間的判斷矩陣記為M2，將二級指標(biāo)中嚴(yán)重度指標(biāo)之間的判斷矩陣 記為M3，表不如下：
上述矩陣中，im，n表示矩陣的具體賦值，即各因素對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)； 步驟2-2、采用層次分析法確定各因素對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)im，n，具體為： 對評價體系確定的各級指標(biāo)進(jìn)行兩兩對比，即將A、MjPM3中每一行的指標(biāo)分別與各 列的指標(biāo)對比，按照9分位比例標(biāo)度表進(jìn)行賦值，列出所有、n的具體數(shù)值； 9分位比例標(biāo)度表
步驟2-3、計算賦值后3個判斷矩陣的特征向量并進(jìn)行一致性檢驗，將結(jié)果作為隸屬度 向量ApAjPA3;Ai表示一級指標(biāo)對總風(fēng)險評價的隸屬度向量，A2表示二級指標(biāo)對一級指標(biāo) 中可能性的隸屬度向量，A3表示二級指標(biāo)對一級指標(biāo)中嚴(yán)重度的隸屬度向量，具體可表示 為： A1 -{Am，AU2} A2-{Aun,Aui2JAui3I A3={AU21，Affi2，Au23，AU24} 上述中，Aui分別表示各評價的單級別權(quán)重分配； 步驟2-4、計算各評價指標(biāo)對物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的總權(quán)重分配，即上述隸屬度向量A= {ai，a2，...，a7}中的ai?a7,具體為： ai - AuiX Aun；a2- AuiX Aui2;a3- AmX Aul3;a4 -Au2X Au21 ；a5 -Au2X AU22;a6 -Au2X Au23; a7 -AU2XAu24 〇
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的方法，其特征在 于，步驟3中建立物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險模糊綜合評價的評價集，并確定每種物質(zhì)的總評價矩陣， 對物質(zhì)的熱爆炸風(fēng)險進(jìn)行綜合評價具體為： 步驟3-1、建立物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險模糊綜合評價的評價集，所述評價集反映了評價指標(biāo)及 物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的不同狀態(tài)，將評價集定為V={Vpv2,v3,v4,v5} = {高風(fēng)險，較高風(fēng)險， 中等風(fēng)險，較低風(fēng)險，低風(fēng)險};每種物質(zhì)的總評價矩陣表示為Ri,i表示不同的物質(zhì)； 步驟3-2、獲取上述7個二級評價指標(biāo)的具體數(shù)值，找出各種獲取方法下每個指標(biāo)分別 對應(yīng)的最大值max和最小值min，記為集合（min，max)，將集合（min，max)平均分為5個等 級，記為等級集合L，可表示為（min，ml)、（ml，m2)、（m2,m3)、（m3,m4)和（m4,max)，其中：ml=min+(max-min)/5 m2 =min+2(max-min)/5 m3 =min+3 (max-min)/5 m4 =min+4(max-min)/5 上述5個等級集合分別對應(yīng)評價集中5個因素，即分別對應(yīng)不同的風(fēng)險等級； 步驟3-3、以上述5個風(fēng)險等級為列向量，以7個二級指標(biāo)為行向量，找出各種獲取方法 中，獲得的各指標(biāo)數(shù)值處于5個不同等級集合中的比例，則各比例值組成的7行5列的矩陣 即為總評價矩陣Ri; 步驟3-4、將隸屬度向量A分別與總評價矩陣Ri作模糊變換，得到每種物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險 的綜合評價結(jié)果，用Bi表示，即Bi=AXRi;向量Bi的結(jié)果能夠表明物質(zhì)的熱爆炸風(fēng)險分別 屬于高風(fēng)險、較高風(fēng)險、中等風(fēng)險、較低風(fēng)險和低風(fēng)險的可能性，其中Bi= {bptvbybybj。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的方法，其特征在 于，步驟4中所述風(fēng)險等級參數(shù)為上述劃分的5個風(fēng)險等級的量化數(shù)值，計算風(fēng)險等級參 數(shù)，并確定上述各物質(zhì)熱爆炸的風(fēng)險等級具體包括以下步驟： 步驟4-1、將劃分的5個等級分別賦值，稱其為風(fēng)險等級參數(shù)，即高風(fēng)險等級參數(shù)C1、較 高風(fēng)險參數(shù)C2、中等風(fēng)險參數(shù)C3、較低風(fēng)險參數(shù)C4、以及低風(fēng)險參數(shù)C5，以列向量C表示，等 級參數(shù)評價結(jié)果為：
步驟4-2、將計算后得到的各物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險等級參數(shù)評價結(jié)果按照數(shù)值大小排序，即 可得到風(fēng)險的高低，其中數(shù)值越大，對應(yīng)物質(zhì)的熱爆炸風(fēng)險越高。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的方法，其特征在 于，步驟3-2中獲取7個二級評價指標(biāo)的具體數(shù)值采用的方法包括量子化學(xué)理論計算方法、 絕熱加速量熱測試方法、快速篩選測試方法以及差式掃描量熱方法。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用模糊綜合評價法評估物質(zhì)熱爆炸風(fēng)險的方法，其特征在 于，步驟4-1中高風(fēng)險等級參數(shù)C1、較高風(fēng)險C2、中等風(fēng)險C3、較低風(fēng)險C4以及低風(fēng)險c5在 下述范圍內(nèi)取值！C1= (90,100)，C2= (75,90)，c3= (60, 75)，c4= (40,60)，C5= (0,40)。
【文檔編號】G06F19/00GK104504293SQ201510018748
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月14日
【發(fā)明者】陳網(wǎng)樺, 呂家育, 路貴斌, 陳利平 申請人:南京理工大學(xué)