应用于化工事故推理的案例库系统.pdf

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1、万方数据170石油与天然气化工CHEMfCALENGINEE只JNGOFOIL&GAS应用于化工事故推理的案例库系统李潇张贝克马昕(北京化工大学信息科学与技术学院)摘要针对化工事故的推理，开发了化工事故案例库系统，为HAZOP等依赖人工推理的方法提供可靠性依据。介绍了应用于化工事故推理的案例库的系统结构、案例表达方法以及案例库的检索系统设计。其中，案例属性的表达是依据对化工事故的分类思想，案例检索采用了局部属性与全局属性相结合的方法，并着重研究了数字属性和语义属性的匹配以及相似度的算法。实际案例的应用结果表明本系统有效地提高了事故推理的自动化程度，具有很高的实际意义。关键词化工事故推理案例

2、检索匹配算法DOI：10．3969／j．issn．1007—3426．2009．02．023针对化工安全问题，目前国际普遍采用HAZOP[11(Hazardand0perability，危险和可操作性分析)对事故进行调查分析。在HAZOP的过程中专家要分析异常状态原因，并提出有效的处理和预防措施。传统的HAZOP是依赖人工的推理，有一定的片面性。本文将化工事故智能检索案例库引入到HAZOP分析中，建立面向安全评价的化工事故智能推理系统，为异常状态分析提供可靠性依据，给出启发性分析，具有重要的应用价值。数据库是指长期存放在计算机内、有组织的、可共享的数据集合[2]。本案例库依靠数据库技术将案

3、例分类储存起来建立成一个可扩充可检索的智能系统。目前国内的相关事故案例库多为固定形式，缺乏内容的可扩展性，而随着案例的增多需要不断地扩充原有的案例信息，保持数据的新与全。本案例库实现了案例扩展和更新的功能，另外本案例库检索功能的设计提高了检索结果的准确度，能够使用户快捷、准确地得到所需的案例信息。1案倒库系统结构的设计根据实际应用的需要，案例库的设计分为三个方面，包括案例信息、功能和帮助。其中案例信息部分包含每个案例的设备类型、设备材料、物料组成、单元操作条件、工艺条件和工艺类型等信息。功能模块是案例库所要实现的具体功能，包括用户对所需案例的检索以及管理员对案例的添加、修改和存储。帮助模块

4、是提供使用该案例库的帮助信息。本案例库前台为面向用户的界面，在．NET环境下用C#语言编写，后台用于案例数据存放和调用，采用SQLserver2000数据库支持。案例库在系统结构上分为三层：表现层、应用层和中间层。其中表现层为案例库提供给用户的搜索和阅读界面，以及管理者的输入案例界面，表现层通过界面与应用层进行数据交换。应用层则通过一些服务器端组件连接数据库，与数据库进行数据交换。数据层是在服务器端的SQLSerVer数据库系统，存放的是案例库的案例数据信息。系统有效地将这三层隔离开来，可以保证数据万方数据第38卷第2期应用于化工事故推理的案例库系统的安全性和有效性，并且让用户在任何地方都

5、可以方便快捷地查询和更新下载案例库中的数据[3]，因此使得该案例库具备可扩展性。用户在本地设有查询界面和本地数据库，随着服务机上数据库中案例的增加，可定期向服务机下载，更新本地数据库。2案例库的案倒表示化工事故案例库中的案例来自于网络、期刊、图书以及来自于多家石化企业的事故信息。案例信息可分解为多个属性来描述，可表示为：case—field=该案例库的系统中，案例信息表示为：事故案例=<设备属性，物料属性，单元操作类型，工艺条件，工艺类型，设备材料属性>每项属性又做了进一步分类，如表1所示。单元操作类型流体流动过程流体输送、过滤、固体流态化

6、等传热过程热传导、蒸发、冷凝等传质过程警暑墓尊芸搿吸收、蒸热力过程蓑鬻妣舭私铺液——一机械过程固体输送、粉碎、师分等一——设备类型坌徽嚣茹；槲潞潦非黻i艺条雨一j艺的操作温度、操柜压万等相矣信i———一设备材料鬈簇：蓑裟溴虾翩濑斛确钒物料硫化氢、氯气、氨气、乙烯类、环氧乙烷、氯胺、(常见)石脑油、酒精、氡水、硝基苯、醇，丙烯类、氢气描述案例的属性分为数字属性和文字属性，这些值由用户根据案例实际情况在每个属性表格里填写。其中属性的描述又可以描述如下：事故属性描述=<属性名称，属性类型，属性权值>管理者可以通过管理界面按照此分类的划分向数据库中不断补充新的案例，以及对已给的类型进行扩充，不断地

7、满足用户需要。3案仞库的检索系统设计本案例库的核心是案例库的检索系统，通过该系统实现目标案例的检索，为实际需要提供重要的案例信息。这里的案例检索系统由4个模块组成：权值确定模块、数字属性相关度计算模块、文字属性相关度计算模块和全局相关度计算模块。本案例库的检索策略是以先分后总的步骤进行，先进行局部属性的相似度计算(包括数字属性、文字属性)，之后再根据权值进行多属性的加总处理，得到总的相似度。根据总的相似度对结果进行排序。