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
刚刚
搜集达人应助科研人采纳,获得10
刚刚
刚刚
旦旦发布了新的文献求助10
1秒前
yhz123发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
可爱的函函应助guihai采纳,获得10
1秒前
2秒前
求助人完成签到 ,获得积分10
2秒前
李爱国应助William采纳,获得10
2秒前
情怀应助UY采纳,获得10
2秒前
2秒前
淡淡桐完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
星辰大海应助请我吃葡萄采纳,获得10
3秒前
3秒前
慕青应助ZZB采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
汉堡大王发布了新的文献求助10
4秒前
大模型应助李李李李李采纳,获得10
4秒前
5秒前
科研同人发布了新的文献求助10
5秒前
无辜的夏兰完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
EMC应助SSY采纳,获得10
6秒前
正直凌文发布了新的文献求助10
6秒前
小样本完成签到,获得积分20
6秒前
TY完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
zxy发布了新的文献求助10
6秒前
是ok耶完成签到,获得积分10
7秒前
简单酒窝完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
Jasper应助悦耳的乐松采纳,获得10
7秒前
joey发布了新的文献求助10
7秒前
慕青应助刻苦念桃采纳,获得10
7秒前
xiaolin发布了新的文献求助10
8秒前
梧桐树完成签到,获得积分10
8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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 2000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Clinical Electromyography 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5946024
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7102416
关于积分的说明 15902108
捐赠科研通 5078254
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2730732
邀请新用户注册赠送积分活动 1690748
关于科研通互助平台的介绍 1614718