[發明專利]一種分類量化的海底電纜風險評估概率分析方法

有效

• 申請號: 201510219069.8
• 申請日: 2015-04-29
• 公開（公告）號: CN104778375B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 李健;趙遠濤;吳慶華;羅楚軍;鄭偉;吳高波;趙全江;馬凌;黃欲成;李翔
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 陳家安

技術領域

本發明屬于海底電纜工程技術領域，具體涉及一種分類量化的海底電纜風險評估概率分析方法。

背景技術

隨著我國的技術進步和經濟發展，特別是國家“海洋戰略”的全面實施，海底電纜輸電工程近年來呈現快速發展的特點。海底電纜工程通常是連接海峽兩側電網或者大陸向海島供電的重要通道，往往造價昂貴、施工搶修極其復雜，一旦發生故障，系統將解列，后果嚴重。因此，海底電纜的安全、可靠運行至關重要。

在工程設計階段，準確判斷電纜面臨的風險源、有效評估電纜面臨的風險等級關乎著工程投入及工程投運后電纜的安全運行。

國內外海底電纜工程在建設前期往往參考石油管道等工程經驗，采取全程機械保護或不保護的方法。這種做法沒有與實際風險情況結合起來，也沒有對風險情況、風險概率進行量化計算。因此，雖然國內外已有若干條已建的海底電纜工程，但真正針對海底電纜風險評估開展的工作極少，幾乎沒有可以直接借鑒的經驗。

基于此，有必要針對海底電纜面臨的海洋環境，結合海底電纜自身特性，對海底電纜的風險源進行辨識，提出一種分類量化的海底電纜風險評估概率分析方法。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述背景技術存在的不足，提供一種分類量化的海底電纜風險評估概率分析方法。本方法在對海底電纜面臨的風險源進行辨識的基礎上，基于風險的概念，提出針對不同風險源的概率分析計算方法。

本發明采用的技術方案是：一種分類量化的海底電纜風險評估概率分析方法，包括以下步驟：

(1)根據海底電纜敷設處的地理和地質環境，確定海底電纜的風險源；

(2)對海底電纜的風險源進行統計分析，得到影響海底電纜安全的主要危險源，包括落物擊中、沉船擊中、擱淺撞擊、拖錨擊中和落錨擊中；

(3)針對步驟2中不同類型的主要危險源，分別建立分類、量化的風險評估模型；

(4)求解不同類型主要危險源的風險評估模型，將不同類型主要危險源的風險評估模型相加即得到事故重現期。

進一步地，所述步驟(1)中海底電纜敷設處的地理和地質環境包括漁場環境、電纜登陸點的港口海事活動的頻繁程度、水路船只拋錨的情況、大陸架的長度和路由的水深。

進一步地，所述步驟(1)中海底電纜的風險源包括電纜自身風險、自然風險和人為風險，其中：

所述電纜自身風險為海底電纜的類型、材料、結構因素引起的風險；

所述自然風險為海底地理環境、地質條件因素引起的風險，包括海底滑坡、塌方、泥沙運動和地震；

所述人為風險主要為海面人為活動引起的風險，包含捕魚、拋錨、鉆井、海面船只作業。

進一步地，所述步驟(3)中建立落物擊中的風險評估模型為：

式中P_hit,sl,r為每年環形半徑r范圍內落物擊中海底電纜上的概率；P_hit,r為擊中在環形范圍內的概率；L_sl為環形范圍內海底電纜的長度；D為海底電纜直徑，B為落物寬度，A_r為半徑為r的環形面積；

其中

P_hit,r＝P(r_i＜x≤r₀)＝P(x≤r₀)-P(x≤r_i)

式中p(x)為墜落物到達海底位置與墜落點位置之間的水平距離x的概率密度，x為墜落物在海底偏移的水平距離，δ為橫向偏移距離，r_i為環形范圍內的最小半徑，r₀為環形范圍內的最大半徑。

進一步地，所述步驟(3)中建立沉船擊中的風險評估模型為：

式中F_Hit為沉船擊中海底電纜的概率；P_a為船舶沉沒的比率，L_sink為沉沒船只的船長，S為電纜的暴露長度；A_sink關鍵的沉船區域面積。

進一步地，所述步驟(3)中建立擱淺撞擊的風險評估模型為：

F_Hit＝K₁P_ShipP_ac