铁路易燃易爆品运输事故泄漏风险精细度量模型(4)
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【摘要】:2.1 事故泄漏率估算 (1)事故发生概率。在易燃易爆品运输过程中,运输路径可由 r 个路段构成,在此,将每个路段称为“基元路段”,易燃易爆品在运输2.1 事故泄漏率估算
(1)事故发生概率。在易燃易爆品运输过程中,运输路径可由 r 个路段构成,在此,将每个路段称为“基元路段”,易燃易爆品在运输过程中发生事故的概率以基元路段为单位。假设基元路段的长度为 li,则在基元路段 li内,列车发生事故的概率为
式中:Pi(x = 1) 表示铁路运输过程中在第 i 个路段发生易燃易爆品事故的概率;为统计时期内基元路段 li上运输易燃易爆品的列车发生事故的次数;Ni为统计时期内基元路段 li通过的列车总数。
(2)包装破损概率。通常认为,易燃易爆品在包装破损的情况下才可能发生泄漏,因而包装破损率的确定是计算事故泄漏率的前提,而包装在发生事故或不发生事故的情况下均有可能破损。根据历史统计资料,可以分别得到易燃易爆品在列车发生事故和未发生事故情况下的数据。包装破损统计情况如表 1 所示。
根据 logistic 回归模型,基元路段 li内易燃易
易燃易爆品运输的双指标风险模型可以表示为爆品列车发生事故的情况下包装破损的概率为
式中:为截距常数;βi为回归系数。和 βi通常采用极大似然估计获得。
令似然函数为 L,则有
表1 包装破损统计情况Tab.1 Statistics of packaging damage易燃易爆品列车未发生事故(x = 0)易燃易爆品列车发生事故(x = 1)总计包装未破损 ( y = 0) A11A12A11+ A12包装破损 ( y = 1) A21A22A21+ A22总计 A11+ A21A12+ A22
式中:为 列 车 发 生 事 故 (x= 1)、 包装破损 ( y=1) 的概率;为列车未发生事故
(x=0)、包装破损 ( y=1) 的概率;为列车发生事故 (x=1)、包装未破损 ( y=0) 的概率;为列车未发生事故 (x=0)、包装未破损( y=0) 的概率。选择使 L 达到最大的,βi,此时,βi便是所求解。根据全概率公式,可求出包装破损的概率为
(3)事故泄漏率计算。通常,易燃易爆品包装破损后可能发生泄漏;一旦泄漏,就有可能引发火灾或爆炸。根据统计分析,易燃气体泄漏后起火的概率为 19.5%,起火后发生爆炸的概率为 75%;易燃液体泄漏后起火的概率为 39.6%,起火后发生爆炸的概率为 47.8%[6]。
令包装破损条件下易燃易爆品泄漏的概率为,则可得到基元路段 li内易燃易爆品事故泄漏率为
2.2 事故泄漏后果估算
易燃易爆品运输事故泄漏后果可以通过人员伤亡、财产损失、服务中断、环境影响等指标进行衡量,由于服务中断、环境影响等均为间接后果,在实际操作中较难估计,因而仅考虑直接后果,即人员伤亡、财产损失 2 项指标。
2.2.1 事故泄漏场景
易燃易爆品种类繁多,事故后果形式多样,主要与泄漏易燃易爆品的类型和泄漏量有关,典型易燃易爆品泄漏事故主要有以下 2 类:①易燃液化气体,如丙烷,可能为蒸气云火灾;②易燃液体,如汽油,多为池火。易燃易爆品事故场景如表 2 所示[7]。
表2 易燃易爆品事故场景Tab.2 Combustible and explosive goods accident scenes易燃易爆品类型 事故场景可燃液化气体①外部火源:沸腾液体扩散为蒸气云爆炸(BLEVE) 或火球②车辆或容器故障:立即点火易为喷射火,延时点火易为闪火、蒸气云爆炸 VCE 等易燃可燃液体①泄漏形成液池,蒸气点燃发展为池火②外部火源引起车辆或容器爆炸,发展为BLEVE 或火球
2.2.2 人员伤亡后果估算
在人员伤亡后果估算中,通常用事故泄漏影响区域的人口数量进行衡量,受影响人口数量可由各部分受影响区域面积与相应的平均人口密度的乘积来估算得到[8]。为方便估算泄漏所造成的人员伤亡情况,通常以事故源为圆心,由内向外依次划分为 4 个区域,即死亡区、重伤区、轻伤区、安全区[9]。事故人员伤亡分区如图 1 所示。
由于易燃易爆品泄漏的破坏性随距离急剧衰减,故近似假设死亡区内未死亡人数等于死亡区外死亡人数,重伤区内非重伤人数等于该区域外重伤人数,轻伤区内非轻伤人数等于该区域外轻伤人数。即认为死亡区内人员全部死亡,死亡区外无一人死亡;重伤区内全部重伤,无一人死亡,无一人轻伤;轻伤区内人员全部轻伤,无一人死亡,无一人重伤;安全区内无一人受伤。该假设能有效简化事故后果估算,并且不会带来显著误差。
图1 事故人员伤亡分区Fig.1 Accident casualties division
根据上述假设,可以计算出事故造成的人员伤亡情况。死亡区面积 S= πR,死亡区平均人口密度,该区域整体死亡人数;重伤区面积,重伤区平均人口密度,该区域重伤人数;轻伤区面积,轻伤区平均人口密度 ρi3,该区域轻伤人数;安全区由于没有人员伤亡,故整体损失 N= 0。
文章来源:《采矿与安全工程学报》 网址: http://www.ckyaqgcxb.cn/qikandaodu/2021/0221/501.html