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
2秒前
林距离完成签到 ,获得积分10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
Cro完成签到 ,获得积分10
8秒前
海之恋心完成签到 ,获得积分10
10秒前
Heart_of_Stone完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
眼睛大的薯片完成签到 ,获得积分10
14秒前
17秒前
科研通AI6.2应助JG采纳,获得10
18秒前
坦率绮山完成签到 ,获得积分10
19秒前
平常的化蛹完成签到 ,获得积分10
20秒前
24秒前
二碘化钾完成签到 ,获得积分10
28秒前
33秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
35秒前
furin001完成签到,获得积分10
36秒前
方方没惹你哦完成签到,获得积分10
37秒前
38秒前
45秒前
知行者完成签到 ,获得积分10
46秒前
橙橙完成签到 ,获得积分10
47秒前
郭磊完成签到 ,获得积分10
48秒前
忧郁小丑完成签到 ,获得积分10
50秒前
JG发布了新的文献求助10
50秒前
玛临鼠完成签到 ,获得积分10
54秒前
博弈完成签到 ,获得积分10
56秒前
等待醉柳完成签到,获得积分10
59秒前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
迷人紫山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
如意2023完成签到 ,获得积分10
1分钟前
藏锋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
CJW完成签到 ,获得积分10
1分钟前
99完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
TYD发布了新的文献求助10
1分钟前
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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
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 6059093
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7891621
关于积分的说明 16297100
捐赠科研通 5203346
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2783941
邀请新用户注册赠送积分活动 1766619
关于科研通互助平台的介绍 1647154