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第1章 引言 1

1.1 量化风险评估介绍 2

1.2 与其他分析方法相关的量化风险评估 4

1.3 目标与局限性 5

1.4 相关规范和标准 6

1.5 挪威规范 7

1.5.1 框架规范 7

1.5.2 健康、环境与安全管理规范 8

1.5.3 设施规范 11

1.5.4 活动规范 12

1.5.5 挪威海事管理局风险分析规范 12

1.6 英国规范 12

1.6.1 安全案例规范 13

1.6.2 火灾爆炸预防与应急响应规范 14

1.6.3 管理与行政规范 15

1.6.4 设计与施工建造规范 15

1.7 国家和国际标准 15

1.8 局限性 16

1.8.1 风险管理 17

1.8.2 水下生产 17

1.8.3 生产规则性 17

第2章 风险全解——定义和特征 18

2.1 风险的定义 19

2.1.1 风险的基本描述 19

2.1.2 风险的维度 20

2.1.3 死亡风险 21

2.1.4 损害的频率 28

2.1.5 环境风险 29

2.1.6 资产风险 30

2.2 风险因素 31

2.2.1 人员风险 31

2.2.2 针对环境的风险 32

2.2.3 针对资产的风险 33

2.3 风险呈现 33

2.3.1 死亡事故风险 35

2.3.2 群体风险 42

2.3.3 损害风险 44

2.3.4 针对环境的风险 45

2.3.5 资产风险 46

2.3.6 载荷分布功能 48

2.4 不确定性 49

2.4.1 不确定性思考的基础 49

2.4.2 不确定性的影响 50

2.4.3 基于经验数据的计算 51

2.5 基本的风险建模概念 54

2.5.1 深度防护 54

2.5.2 风险屏障 55

2.5.3 根本原因 58

2.5.4 风险影响因素 59

第3章 风险呈现和风险接受准则 60

3.1 北海风险全解 61

3.1.1 死亡事故概述 61

3.1.2 人员事故概述 63

3.1.3 死亡事故率 65

3.1.4 死亡事故率趋势 65

3.1.5 直升机运输的风险等级 67

3.1.6 离岸与岸上活动比较 70

3.1.7 潜在风险 71

3.2 风险接受准则 73

3.2.1 定义 73

3.2.2 理念上的两难 74

3.2.3 挪威的监管要求 75

3.2.4 英国规范中的风险接受准则要求 76

3.2.5 挪威石油标准化组织的要求 79

3.3 用于石油业人员风险的准则 81

3.3.1 群体平均风险 81

3.3.2 风险分布 82

3.3.3 潜在人命丧失（PLL） 82

3.4 环境溢出风险的风险接受准则 83

3.4.1 初始方法 84

3.4.2 当前方法 84

3.4.3 准则适用吗？ 87

3.4.4 新方法 88

3.5 物质损失／生产延误的风险 89

3.6 大型离岸建筑施工建造临时阶段的风险接受准则 90

第4章 重大事故的教训 91

4.1 “埃科菲斯克·布拉沃”号平台井喷 94

4.1.1 事件序列 94

4.1.2 屏障性能 94

4.1.3 吸取设计教训 95

4.1.4 吸取营运教训 95

4.2 “埃克斯托克”勘探井井喷 96

4.2.1 事件序列 96

4.2.2 屏障性能 98

4.2.3 吸取的教训 98

4.3 “恩绍瓦”号生产平台井喷 98

4.3.1 事件序列 99

4.3.2 屏障性能 99

4.3.3 吸取设计教训 100

4.3.4 吸取营运教训 100

4.4 “西部前卫”号钻井平台气体井喷 100

4.4.1 事件序列 100

4.4.2 屏障性能 102

4.4.3 吸取设计教训 103

4.4.4 吸取营运教训 103

4.5 “海洋奥德赛”号钻井平台燃烧井喷 103

4.5.1 事件序列 104

4.5.2 屏障性能 105

4.5.3 吸取设计教训 105

4.5.4 吸取营运教训 106

4.6 “布伦特·阿尔法”号平台爆炸 106

4.6.1 事件序列 106

4.6.2 屏障性能 107

4.6.3 吸取设计教训 108

4.6.4 吸取营运教训 108

4.7 “帕玻尔·阿尔法”号平台爆炸与火灾 109

4.7.1 事件序列 109

4.7.2 屏障性能 110

4.7.3 吸取设计教训 111

4.7.4 吸取营运教训 111

4.8 “埃科菲斯克·阿尔法”号平台立管破裂 112

4.8.1 事件序列 112

4.8.2 屏障性能 113

4.8.3 吸取设计教训 114

4.8.4 吸取营运教训 114

4.9 “左敦”号管线破裂 115

4.9.1 事件序列 115

4.9.2 屏障性能 116

4.9.3 吸取设计教训 116

4.9.4 吸取营运教训 117

4.10 “深海钻探者”号钻井平台倾覆 117

4.10.1 事件序列 117

4.10.2 屏障性能 118

4.10.3 吸取设计教训 119

4.10.4 吸取营运教训 119

4.11 “亚历山大·基尔兰德”号住宿平台倾覆 119

4.11.1 事件序列 120

4.11.2 屏障性能 120

4.11.3 吸取设计教训 121

4.11.4 吸取营运教训 121

4.12 “海洋突击者”号钻井平台倾覆 122

4.12.1 事件序列 122

4.12.2 屏障失效 122

4.12.3 吸取设计教训 123

4.12.4 吸取营运教训 123

4.13 “爪哇海”号钻井船倾覆 124

4.13.1 事件序列 124

4.13.2 屏障失效 125

4.13.3 吸取设计教训 126

4.13.4 吸取营运教训 126

4.14 “西克雷斯特”号钻井船倾覆 126

4.14.1 事件序列 126

4.15 “西伽马”号生活平台倾覆 127

4.15.1 事件序列 127

4.15.2 屏障性能 128

4.15.3 吸取设计教训 128

4.15.4 吸取营运教训 129

4.16 “挪纳”号穿梭油船碰撞 129

4.16.1 事件序列 129

4.16.2 屏障性能 130

4.16.3 吸取设计教训 131

4.16.4 吸取营运教训 131

4.17 “P-36”号平台倾覆 131

4.17.1 事件序列 131

4.17.2 屏障性能 133

4.17.3 吸取设计教训 134

4.17.4 吸取营运教训 134

4.18 “P-34”号平台横倾 134

4.18.1 事件序列 134

4.19 “海洋前卫”号钻井平台锚索事故 135

4.19.1 事件序列 135

4.19.2 屏障性能 136

4.19.3 吸取设计教训 137

4.19.4 吸取营运教训 137

4.20 “埃克森·瓦尔迪兹”号油船溢油 138

4.20.1 事件序列 138

4.20.2 屏障失效 140

4.21 屏障性能总结 140

第5章 量化风险评估法 142

5.1 分析步骤和要素 143

5.1.1 分析要素 143

5.1.2 识别触发事件 145

5.1.3 起因分析 146

5.1.4 事故序列建模 148

5.1.5 后果分析 150

5.1.6 风险计算、分析和评估 151

5.2 分析步骤 153

5.2.1 对分析方法的要求 154

5.3 危险建模和起因分析 155

5.3.1 井喷危险研究 155

5.3.2 过程危险研究 156

5.3.3 立管／管线危险研究 157

5.3.4 火灾载荷和烟雾评估 158

5.3.5 爆炸载荷评估 159

5.3.6 碰撞危险研究 159

5.3.7 坠落物体危险研究 160

5.3.8 结构失效研究 161

5.4 临界风险分析 161

5.4.1 屏障研究 161

5.4.2 安全临界系统的评估 161

5.4.3 概率细化研究 162

5.4.4 整合人为与组织因素 163

5.4.5 后果细化研究 163

5.4.6 修正事件树研究 164

5.5 不同风险维度的分析 164

5.5.1 损害分析 164

5.5.2 死亡风险分析 165

5.5.3 环境溢出风险的分析 165

5.5.4 资产风险的分析 166

5.6 敏感性分析 166

5.7 风险分析的局限性 167

5.8 软件的使用 168

5.9 数据源 169

5.9.1 数据源的类型 169

5.9.2 井喷频率 169

5.9.3 生产系统泄漏频率 170

5.9.4 立管／管线泄漏频率 171

5.9.5 船舶碰撞 171

5.9.6 坠落物体 172

5.9.7 海上事故 173

5.9.8 设备区事故 173

5.9.9 直升机事故 173

5.9.10 职业及潜水事故 174

5.9.11 起火概率 174

5.9.12 安全系统可靠性 175

5.9.13 可靠性分析的数据源 175

5.9.14 死亡事故建模的数据 175

5.10 海上设施特殊数据的使用 176

5.10.1 一般数据与海上设施特殊数据 176

5.10.2 源自风险等级项目的海上设施特殊数据 177

5.10.3 特殊数据与一般数据的结合 178

5.10.4 实例，数据结合 179

5.10.5 海上设施特殊数据的数据源 181

5.11 将风险分析研究应用于生命周期阶段 183

5.11.1 概念发展过程中的分析 184

5.11.2 营运中的分析 184

5.12 量化风险分析的执行 185

5.12.1 质量状况 185

5.12.2 假设与前提的记录整理 187

5.12.3 典型研究的说明 188

5.13 体验量化风险分析研究的挑战 189

5.13.1 危险识别 189

5.13.2 风险的分析 190

5.13.3 分析结果的呈现 191

5.13.4 识别降低风险的措施 192

5.13.5 研究结果在风险管理中的应用 192

第6章 分析技术 193

6.1 危险识别 194

6.1.1 危险与可操作性研究 196

6.1.2 初步危险分析 197

6.1.3 安全操作 198

6.1.4 蝶形结法 199

6.2 起因、概率和频率分析 200

6.2.1 故障树分析 201

6.2.2 事件树分析 203

6.2.3 失效模式与影响分析 204

6.2.4 统计学仿真分析 204

6.2.5 分析方法 204

6.2.6 营运风险分析 204

6.3 事件树分析 209

6.3.1 事件树基础 209

6.3.2 主要的危险场景 216

6.3.3 触发事件频率 216

6.3.4 事件树的节点 220

6.3.5 终点事件频率 222

6.3.6 生产区内的气体泄漏 224

6.3.7 井喷事件树 227

6.3.8 立管／管线的气体泄漏 230

6.4 屏障之间的关联性分析 233

6.5 事件序列分析 234

6.5.1 时间关联性 234

6.5.2 事件树建模中的节点序列 235

6.5.3 定向建模 236

6.5.4 人、技术和组织 236

6.6 碳氢化合物泄漏建模 240

6.6.1 泄漏统计 241

6.6.2 从经验数据中计算泄漏率 245

6.6.3 泄漏的建模 247

6.7 起火概率建模 247

6.7.1 经验数据 248

6.7.2 Cox模型 249

6.7.3 特定平台建模 249

6.7.4 行业最新的时变建模 250

6.7.5 修正联合工业项目模型 255

6.8 事态加剧建模 256

6.8.1 功能性 257

6.8.2 可操作性和可靠性 257

6.8.3 残存性 258

6.8.4 节点概率 259

6.9 事态加剧分析 259

6.9.1 火灾事态加剧建模 260

6.9.2 爆炸事态加剧建模 261

6.9.3 损坏的限制 262

6.9.4 设备对火灾和爆炸的响应 264

6.9.5 人员的耐受性准则 267

6.9.6 安全功能的损害准则 268

6.9.7 安全功能必须保持可用的时间 271

6.10 环境影响风险的分析 273

6.10.1 概述 273

6.10.2 环境损害度量 273

6.10.3 事件树 275

6.10.4 环境损害分布 276

第7章 死亡事故风险评估 278

7.1 方法概述 279

7.1.1 为何分析死亡事故风险？ 279

7.1.2 统计分析 280

7.1.3 基于现象的分析 280

7.1.4 死亡事故率值的平均 283

7.1.5 海上设施之间的不同 284

7.2 职业死亡事故风险 285

7.3 立即死亡事故风险 287

7.3.1 概述 287

7.3.2 主观建模 288

7.3.3 基于物理效应的建模 290

7.3.4 标杆需求 294

7.4 逃生风险分析 299

7.4.1 概述 299

7.4.2 逃生时间分析 301

7.4.3 损害分析 301

7.4.4 逃生死亡事故分析 305

7.5 撤离风险分析 306

7.5.1 撤离手段概述 306

7.5.2 损害分析 312

7.5.3 撤离死亡事故分析 312

7.6 结合救援作业的风险分析 315

7.6.1 救援时间分析 316

7.6.2 救援能力 318

7.6.3 救援死亡事故分析 322

7.7 人员运送过程中的死亡事故风险 324

7.7.1 死亡事故分布 325

7.7.2 涉及岸海往返的风险比较 325

7.8 潜水作业的死亡事故风险 327

7.9 停工阶段的死亡事故风险 327

第8章 火灾风险建模 330

8.1 概述 331

8.1.1 不同结果的案例 331

8.1.2 火灾载荷的类型 332

8.1.3 结构性火灾影响 333

8.1.4 人所承受的火灾和爆炸载荷 334

8.2 甲板火灾后果分析 334

8.2.1 火灾的机制 334

8.2.2 火球 337

8.2.3 气体火灾 337

8.2.4 火灾中的耗氧 338

8.2.5 计算模型的选择 338

8.2.6 甲板火灾事件的分析 339

8.3 海上火灾 339

8.3.1 瞬间释放的延时点火 340

8.3.2 瞬间释放的起火概率 341

8.3.3 是什么决定了海上火灾的可能性？ 342

8.3.4 海平面火灾的载荷 344

8.4 烟气效应分析 348

8.4.1 烟气特性的预测法 348

8.4.2 烟气流动和散布 350

8.5 对火灾的结构响应 351

8.5.1 手工方式 351

8.5.2 非绝缘钢 352

8.5.3 绝缘钢 352

8.6 降低风险的手段 355

8.6.1 概述 355

8.6.2 当前的研发经验 356

8.7 结构消防的量化 357

8.7.1 案例说明 357

8.7.2 火灾量化 357

8.7.3 燃烧持续时间的分布 358

8.7.4 火灾量化的定义 360

8.7.5 USFOS？软件工具建模 361

8.7.6 量化风险评估建模 364

8.7.7 量化风险评估结果 366

8.7.8 结论 367

8.8 爆炸冲击和火灾设计指南 368

第9章 爆炸风险建模 369

9.1 概述 370

9.1.1 引言 370

9.1.2 针对结构的爆炸载荷 370

9.1.3 针对人员的爆炸载荷 371

9.2 爆炸频率 371

9.2.1 事件树分析 371

9.2.2 历史发生频率 372

9.3 爆炸后果分析 376

9.3.1 爆炸载荷的类型 376

9.3.2 气体爆炸 377

9.3.3 冲击波 378

9.3.4 压力 379

9.3.5 爆炸云的形成 380

9.3.6 爆燃 382

9.3.7 密闭／半密闭爆炸 384

9.4 爆炸载荷评估的概率方法 387

9.4.1 基础 387

9.4.2 概率评价法 387

9.4.3 概率评价 389

9.4.4 实例 394

9.4.5 使用载荷函数 395

9.4.6 结构响应的计算 395

9.4.7 概率法是最好的解决方法吗？ 396

9.5 降低爆炸风险 397

9.5.1 设计基础的确立 397

9.5.2 顶边结构爆炸冲击与消防工程研发经验 398

9.5.3 主要经验，缓解 399

9.5.4 降低风险的可能性 400

9.6 实例，爆炸冲击载荷的量化 405

9.6.1 引言 405

9.6.2 量化的基础 406

9.6.3 设计能力 407

9.6.4 载荷分布 407

9.6.5 气体爆炸频率 409

9.6.6 结构强化的成本 410

9.6.7 优化 411

9.7 案例研究：降低爆炸冲击载荷 412

9.7.1 布局与几何形状 413

9.7.2 分析的案例与配置 414

9.7.3 通风效果 414

9.7.4 爆炸研究 415

9.7.5 FLACS的分析结果 416

9.7.6 参数敏感性示范 417

9.7.7 量化风险评估建模的含义 418

9.7.8 量化风险评估的敏感性结果 419

9.7.9 讨论与评价 420

第10章 碰撞风险建模 421

10.1 历史上的碰撞风险 422

10.1.1 重大碰撞事故 422

10.1.2 挪威平台碰撞 423

10.1.3 母船碰撞 426

10.2 建模概述 427

10.2.1 引言 427

10.2.2 商船 428

10.2.3 海军交通 429

10.2.4 捕鱼船 430

10.2.5 离岸交通 430

10.2.6 浮式单元 432

10.3 过往船舶的航行 432

10.3.1 引言 432

10.3.2 过往机动船的碰撞——模型概述 433

10.3.3 交通模式与交通容量 436

10.3.4 碰撞航向的概率 437

10.3.5 船舶初始矫正失败的概率 443

10.3.6 平台初始矫正失败的概率 446

10.3.7 实例结果 446

10.3.8 COAST？数据库 449

10.3.9 模型验证 450

10.4 碰撞能量 450

10.4.1 冲击能量和平台能量的吸收能力 451

10.4.2 碰撞船舶的质量 451

10.4.3 碰撞船舶的冲击速率 451

10.4.4 临界碰撞 452

10.5 碰撞后果 453

10.5.1 失效准则 454

10.5.2 碰撞几何 454

10.5.3 局部碰撞破损 455

10.5.4 整体破损 456

10.6 降低风险的措施 456

10.6.1 降低风险措施概述 456

10.6.2 过往船舶 457

10.6.3 降低风险措施的效果 459

10.6.4 避免碰撞的经验 462

10.6.5 实例 463

10.7 碰撞风险案例研究 464

10.7.1 海上设施 464

10.7.2 航线 465

10.7.3 结果 468

10.7.4 能量分布 470

10.7.5 干预选择 471

10.7.6 碰撞几何 473

第11章 船用系统风险建模 477

11.1 压载系统故障 478

11.1.1 背景 478

11.1.2 监管要求 478

11.1.3 相关危险 479

11.1.4 既往研究 479

11.1.5 当前的稳性偶发事件和意外事故 480

11.1.6 分析偶发事件和意外事故得到的结论 482

11.1.7 对典型的量化风险评估研究的评价 483

11.1.8 建议的稳性危险分析方法 483

11.1.9 量化风险评估结果与经验事件的比较 488

11.1.10 结论 489

11.2 锚泊系统故障 489

11.2.1 涉及一条以上锚索的偶发事件 490

11.2.2 绞车链的释放 491

11.2.3 锚索失效 492

11.2.4 走锚 493

11.2.5 锚泊系统的其他风险 493

11.2.6 挪威大陆架移动式离岸钻井平台上锚泊系统的风险分析 494

11.2.7 锚泊系统量化风险评估中的故障树应用 494

11.2.8 总结 495

11.3 钻探动力定位系统失效 496

11.3.1 屏障功能1：预防失位 498

11.3.2 屏障功能2：阻止船舶运动 498

11.3.3 屏障功能3：预防油气井完整性损失 499

11.4 穿梭油船碰撞风险 500

11.4.1 背景 500

11.4.2 串列卸载配置 502

11.4.3 当前油田配置的概述 503

11.4.4 穿梭油船碰撞危险的特征描述 505

11.4.5 屏障建模 507

11.4.6 各种风险的分析 508

11.4.7 事故与事件发生频率的趋势 510

11.4.8 碰撞能量与后果 511

11.4.9 张紧式锚链的意外事故与偶发事件 512

11.4.10 动力偏移时碰撞频率的主要贡献因素 512

11.4.11 经验数据 513

11.4.12 事故频率 515

11.4.13 平均碰撞频率 516

11.4.14 碰撞频率的趋势 517

11.5 浮力损失 519

11.6 事故性权重条件 520

第12章 其他危险引起的风险 521

12.1 起重机事故 522

12.1.1 坠落物体冲击力建模 523

12.1.2 坠落载荷的物理属性 524

12.1.3 坠落载荷的概率 526

12.1.4 击中物体的概率 527

12.1.5 冲击力的后果 528

12.1.6 冲击能量分布 531

12.2 拖曳期间的事故 533

12.3 船员落水事故 533

12.3.1 船员落水事故的频率 534

12.3.2 涉及船员落水事故的场景 535

12.4 直升机水上迫降事故 536

12.5 结构失效 537

12.6 水下气体泄漏 539

第13章 基于风险设计的方法 541

13.1 概述 542

13.1.1 关于基于风险设计的需求 542

13.1.2 基于风险设计的范围 544

13.1.3 设计所面临的挑战 544

13.2 权威规范和要求 547

13.2.1 挪威海上设施 547

13.2.2 英国规范 549

13.3 与风险分析的关系 549

13.3.1 适当的风险分析 550

13.3.2 事件树的应用 553

13.3.3 后果模型的应用 555

13.3.4 对主动安全系统中变化的敏感性 556

13.4 顶边系统基于风险设计的方法 558

13.4.1 方法的基础 558

13.4.2 建议方法的基本内容 559

13.4.3 敏感性概述 560

13.4.4 什么应成为目标保护等级 561

13.5 结构与被动安全系统基于风险的设计 562

13.6 实践思考 563

13.6.1 针对火灾载荷的设计 563

13.6.2 针对爆炸载荷的设计 569

13.6.3 针对碰撞冲击力的设计 570

13.6.4 针对坠落载荷冲击力的设计 571

13.7 安全完整性水平 572

第14章 源自量化风险评估研究的风险结果呈现 574

14.1 对风险呈现的要求 575

14.1.1 监管要求 575

14.1.2 风险结果呈现和风险接受准则 576

14.1.3 所建议的呈现格式 577

14.2 根据应用范围呈现风险 577

14.2.1 生命周期各阶段 577

14.2.2 最低合理可行原则评价 578

14.2.3 不同用户群体的风险呈现 578

14.2.4 风险呈现的框架 579

14.3 总风险的呈现 579

14.3.1 主要结果 579

14.3.2 风险结果的参照 581

14.4 风险影响的呈现 582

14.4.1 死亡事故率的影响 582

14.4.2 泄漏频率的影响 585

14.4.3 火灾与爆炸特征 585

14.5 显著改进的呈现 587

14.6 敏感性研究的呈现 588

14.7 不确定性的评价 591

14.8 容易理解的呈现格式 593

第15章 营运阶段的风险分析应用 594

15.1 研究更新 595

15.1.1 概述 595

15.1.2 更新的范围 596

15.1.3 更新的频率 597

15.2 改进营运的屏障与营运风险分析 597

15.2.1 案例研究综述 598

15.2.2 敏感性研究的结果 598

15.3 敏感性研究应用于安全体系改进 599

15.3.1 风险管理目标 600

15.3.2 案例研究：放空改进的效果 601

15.4 成本收益分析案例研究 604

15.4.1 油田数据 604

15.4.2 降低风险措施的定义 606

15.4.3 降低风险的潜力 606

15.4.4 成本与收益比较的整体方法 606

15.4.5 收益建模 607

15.4.6 成本建模 611

15.4.7 结果 611

15.4.8 讨论与评价 612

15.4.9 结论 613

15.5 风险指标 614

15.5.1 风险监控的“火灾爆炸预防与应急响应”法 614

15.5.2 目标 617

15.5.3 选择个案指标的建议方法 618

15.5.4 个案指标的权重 623

15.6 保养工作分析 625

15.7 改装工作的整体分析 626

15.7.1 概述 626

15.7.2 以生命周期的角度看待改装的风险 627

15.8 新设施的整合 629

附录 软件概述 630

A.1 引言 631

A.2 电子联系方式 632

A.3 定量风险分析软件 634

A.4 场景与概率分析的量化风险评估软件工具 641

A.5 后果分析的量化风险评估软件工具 646

A.6 定性风险评估软件 652

A.7 偶发事件与意外事故的报告和分析 654

A.8 风险管理软件 655

名词解释 650

缩略语 665

参考文献 671

作者简介 685

主审简介 686

索引 687