冶金動態(tài)安全評價及預(yù)測技術(shù)研究

郭洋 許佳（遼寧省安全科學(xué)研究院，遼寧省標準化研究院，遼寧 沈陽 110004）

冶金行業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著十分重要的作用，安全評價實際上就是一種對生產(chǎn)過程中的安全風險防范的評價過程，它的主要目的是為了對生產(chǎn)系統(tǒng)中可能存在的安全隱患進行定性和定量的分析，繼而能夠及時找出相對應(yīng)的反應(yīng)措施，去避免這種危險。安全評價技術(shù)目前獲得廣泛的生產(chǎn)企業(yè)的應(yīng)用，許多冶金生產(chǎn)企業(yè)也采取了安全評價技術(shù)來實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的安全風險控制。常見的安全評價方法有安全檢查法、故障假設(shè)與分析法、專家評價法、故障樹分析法等。

1 動態(tài)安全評價方法及預(yù)測技術(shù)概述

在冶金生產(chǎn)過程中，較為寬泛使用的安全評價方法實際上為專家評價法、故障假設(shè)與分析法等定性分析。雖然這些方法的使用雖然在一定程度上避免了一些安全事故，但實際上其評價的精準有所欠缺。由于冶金作業(yè)的安全風險具有很強的復(fù)雜性和隨機性，采用量化風險存在很大的困難，因此，一般采用定性分析方法，對安全隱患做出方向性的評價。這對于進一步提高我國冶金行業(yè)發(fā)展是極其不利的。

安全評價是安全生產(chǎn)的必須，動態(tài)安全評價相較于常見的安全評價方法，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其在評價范圍是整個生產(chǎn)過程，而不是某一個生產(chǎn)點。也就是說，動態(tài)安全評價范圍是貫穿生產(chǎn)整個過程的，是涵蓋了對安全生產(chǎn)工藝因素、生產(chǎn)人員因素、生產(chǎn)環(huán)境因素等多維度的安全評價，同時安全動態(tài)評價方法通過建立相關(guān)的評價體系，設(shè)定較為全面的安全評價指標，對于冶金生產(chǎn)過程中隱藏著的安全風險進行量化和定性的雙重分析，從而對當前狀態(tài)下的生產(chǎn)安全作出準確的推論，制定出相對應(yīng)的解決策略，使得當前生產(chǎn)狀態(tài)被評價為安全，達到生產(chǎn)的相對安全，以提高生產(chǎn)效率，降低安全事故發(fā)生率。

2 冶金動態(tài)安全評價模型構(gòu)建

冶金工程具有工藝復(fù)雜、設(shè)備重量大、安裝難度大、生產(chǎn)隱藏性危險較高的特點。對其開展動態(tài)安全評價，需要做好安全評價指標選取、建立數(shù)據(jù)模型兩個方面的工作

2.1 安全評價指標選取原則

安全評價指標實際上就是反應(yīng)生產(chǎn)安全狀態(tài)的一個量化因子，生產(chǎn)行業(yè)不同其安全評價指標則不同。在安全評價指標選取過程中需要把握以下幾個原則：

科學(xué)性原則：針對冶金行業(yè)的特性，所選取的安全評價指標必須能夠反映冶金生產(chǎn)過程中整體安全狀況，指標體系詳略要得當，大小要適宜，整個評級指標體系應(yīng)該簡單明了。

適應(yīng)性原則：評價指標必須具有很強的生產(chǎn)行業(yè)適應(yīng)性，在冶金生產(chǎn)過程中，對于煉鐵系統(tǒng)、連鑄系統(tǒng)、煉鋼系統(tǒng)不同的生產(chǎn)工藝要設(shè)定不同的安全評價指標，既要表現(xiàn)不同的安全生產(chǎn)特性，同時還需要表現(xiàn)整體生產(chǎn)安全狀態(tài)。指標體系之間既要有通用性，又要有特異性，才能保證指標對于冶金生產(chǎn)的適應(yīng)性。

2.2 數(shù)學(xué)模型選擇

動態(tài)安全評價法要依靠于精準的動態(tài)計算模型來實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的安全風險量化。因此，選取適合冶金生產(chǎn)的數(shù)學(xué)模型至關(guān)重要。通過對冶金生產(chǎn)的綜合分析，采用特定的數(shù)學(xué)函數(shù)來對生產(chǎn)過程進行描述，并結(jié)合安全指標體系，構(gòu)成動態(tài)安全評價模型。目前，在冶金行業(yè)較為廣泛使用的是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的安全評價模型，主要采用誤差反向傳播算法來實施對數(shù)據(jù)的壓縮、處理、計算、分類等。

2.3 動態(tài)監(jiān)控的硬件環(huán)境

實施動態(tài)安全評價，就必須要掌握生產(chǎn)過程中各生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備的實時情況，而采用人為的方法去獲取這些數(shù)據(jù)基本是不可行的，因此需要獲得一定的硬件條件支持。在冶金生產(chǎn)過程中，動態(tài)安全評價的硬件環(huán)境大致由傳感器、中間變換器以及顯示儀表等組成。

傳感器主要對冶金生產(chǎn)過程中各設(shè)備的相關(guān)參數(shù)進行信號采集，而中間變換器主要是將傳感器所采集到的數(shù)字信號進行放大，并且過濾各種干擾成分，保證顯示儀器、儀表紀錄的準確性。

3 冶金安全預(yù)測技術(shù)研究

對于冶金安全生產(chǎn)的預(yù)測技術(shù)實質(zhì)上是對時間數(shù)據(jù)的預(yù)計與分析處理工作，是非線性系統(tǒng)，一般采用NARMA模型進行預(yù)測，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于非線性系統(tǒng)模型的構(gòu)建與識辨，更利于給出可行的算法。

3.1 冶金安全預(yù)測參數(shù)的選取

可反映冶金安全狀況的因素較多，但對于動態(tài)安全評價的預(yù)測參數(shù)一般以時間為序列進行預(yù)測，百萬噸死亡率一直是目前大型工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)公認的生產(chǎn)安全預(yù)測的有力依據(jù)，可以作為冶金安全預(yù)測參數(shù)。

3.2 預(yù)測技術(shù)模型

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下的誤差反向傳播法來作為構(gòu)建安全預(yù)測技術(shù)模型的基礎(chǔ)，在使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進行相關(guān)數(shù)據(jù)計算和傳輸。

3.3 預(yù)測誤差值的測量

用己經(jīng)完成訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來對時間序列進行預(yù)測，對訓(xùn)練過的網(wǎng)絡(luò)性能進行評價時要用檢驗時間序列來進行評價。

4 結(jié)語

冶金行業(yè)在我國重工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中占有重要的比重，是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要助力。安全生產(chǎn)對于冶金行業(yè)生產(chǎn)運營至關(guān)重要，采用動態(tài)安全評價方法以及預(yù)測技術(shù)能夠更好的監(jiān)測生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的安全隱患，并且對安全進行有效的量化分析和定性分析，找出與之相對的解決措施，對現(xiàn)代冶金企業(yè)安全生產(chǎn)具有重要的意義。

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