Optimizing safety barrier allocation to prevent domino effects in large-scale chemical clusters using graph theory and optimization algorithms

多米诺效应 亲密度 多米诺骨牌 计算机科学 分类 数学优化 遗传算法 还原(数学) 比例(比率) 算法 数学 机器学习 量子力学 物理 生物化学 数学分析 催化作用 核物理学 化学 几何学
作者
Muchen Zhang,Zelin Li,Shuya Hou,Shuwen Deng,Genserik Reniers,Ming Yang,Bin Zhang
出处
期刊:Chemical Engineering Research & Design [Elsevier]
卷期号:184: 1192-1205
标识
DOI:10.1016/j.psep.2024.02.057
摘要

Domino effects are high-impact low-probability events that can have catastrophic consequences. To prevent and to reduce risks related to such events, safety barriers (SBs) are crucial. However, the initiation, propagation, and stopping processes of domino effects are characterized with complexity and uncertainties and hence they are unpredictable. This makes it challenging to allocate SBs based on predicted probabilities. In this study, a multi-objective optimization model which integrates graph theory with Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II) was proposed to allocate add-on SBs effectively. Graph metrics were used to quantify the escalation risks related to storage tanks and to optimize the allocation of add-on SBs, thereby minimizing the consequences of a domino effect under a budget constraint. The results of the case study demonstrate great efficiency in finding globally optimal strategies with a largest reduction of 94.3% in the out-closeness score due to the implementation of add-on SBs, allowing decision-makers to choose the most preferable investment strategy in face of domino effect risk. Our study therefore provides a novel approach to achieve an optimal allocation of add-on SBs globally and can be useful in preventing domino effects in large-scale chemical clusters equipped with a large number of storage tanks.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
英吉利25发布了新的文献求助10
刚刚
Owen应助糖糖采纳,获得10
刚刚
memaclee发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
3秒前
李超强完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
李爱国应助cxz采纳,获得10
4秒前
乐乐应助brain_drJ采纳,获得10
4秒前
天天快乐应助适可而止采纳,获得10
5秒前
张垚完成签到,获得积分10
6秒前
小苏完成签到 ,获得积分10
6秒前
faye发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
调皮万宝路完成签到,获得积分10
7秒前
小马甲应助小蒋采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
周_发布了新的文献求助10
9秒前
cailiaokexue发布了新的文献求助10
10秒前
树心发布了新的文献求助10
10秒前
daisy发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
库里发布了新的文献求助10
11秒前
汉堡包应助shuai采纳,获得10
11秒前
12秒前
阿信必发JACS完成签到,获得积分10
12秒前
烟花应助ZR14124采纳,获得10
12秒前
wanci应助丸子采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
16秒前
wumin发布了新的文献求助10
17秒前
lucky完成签到 ,获得积分10
17秒前
xxme77完成签到,获得积分10
17秒前
爱吃的月半猫完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6024707
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7657935
关于积分的说明 16177086
捐赠科研通 5173098
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2767934
邀请新用户注册赠送积分活动 1751347
关于科研通互助平台的介绍 1637555