项目来源

国家自然科学基金(NSFC)

项目主持人

陶山山

项目受资助机构

中国海洋大学

项目编号

51509227

立项年度

2015

立项时间

未公开

项目级别

国家级

研究期限

未知 / 未知

受资助金额

20.00万元

学科

工程与材料科学-海洋工程-海岸工程与海洋工程

学科代码

E-E11-E1101

基金类别

青年科学基金项目

关键词

海洋平台 ; 台风 ; 可用性 ; 随机点过程 ; 维修策略 ; ocean platform ; typhoon ; stochastic point process ; maintenance strategy ; availability

参与者

王智峰；宁萌；翟金金；林逸凡；张鑫；焦春硕

参与机构

山东科技大学；江苏科技大学

项目标书摘要：我国南海油气资源丰富，但该海域台风频发，极易产生石油平台的安全风险。台风发生前后需要评价海洋平台是否应进行维修加固，由于平台的损伤检测及维修耗资巨大且周期较长，因此必须合理安排维修节点和维修强度；而平台的损伤与台风破坏程度紧密相关，需要对台风强度的时空分布进行研究。本课题将台风视为随机点过程，而其影响下平台的维修作为伴随过程，研究台风的时空强度分布，并给出全寿命下海洋平台的最佳维修策略。研究首先基于标值点过程和空间点过程，获取台风的时间和空间强度，其中每场台风的统计参数采用多维最大熵分布表征；由于平台观测数据较难获得，故根据台风强度分布进行物模试验，获取台风与平台响应间的关系，并结合服役现状和整体可用性，建立动态损伤评价指标；针对损伤情况，构造伴随的随机维修模型，利用贝叶斯理论和模糊综合决策理论，进行最佳维修决策。本课题的研究成果可为海洋平台在恶劣环境下动态、全寿命的维修策略提供技术支撑。

Application Abstract: South China Sea is rich in oil and gas resources,but typhoons frequently occur in this area,and often cause threat to the security of oil platforms.Before and after typhoon passes,the assessment about which the platforms need to be repaired or not must be conducted.The damage detection and maintenance of platforms are costly and need longer period,so the node and strength of maintenance must be arrangement reasonably.The platform damage is closely related to the strength of typhoons,so it needs to study on the temporal and spatial distributions of typhoon strength.This study considers typhoons as stochastic point processes,and the maintenance of platforms under their influence is regarded as the adjoint processes.In this new perspective,the temporal and spatial distributions of typhoon strength are studied,and the optimum maintenance strategy of ocean platforms in the lifetime is presented.The temporal and spatial strength of typhoons is derived based on the marked point process and spatial process,and the statistic parameters of each typhoon are characterized by multivariate maximum entropy distributions.The observation data of platforms is hard to obtain,so the physical modelling experiment is conducted to obtain the relation between typhoons and the response of platforms.Combined with the service status and overall availability,the dynamic damage evaluation of platforms is established.Construct the concomitant maintenance models,and apply Bayesian theory and fuzzy decision-making theory,then provide the optimal maintenance decision.The study of this issue can provide the technical support of the maintenance of ocean platforms in lifetime under severe environment.

项目受资助省

山东省

项目结题报告(全文)

本项目建立了影响我国的台风空间点过程模型，对空间上每个小区块的强度进行标值；针对某一固定海区，建立了台风经过该海区的时间点过程模型，并考虑台风的自然强度和致灾强度特征变量，进行多元标值。研究发现，我国沿海台风在空间和时间上都具有簇生性。对每场台风的不同特征量进行多元抽样，推导了不同抽样方法下的多维复合最大熵概率模型，并应用于相关海域的台风致灾强度评估中。根据多维概率模型，求解海况平稳期内的海洋平台结构可靠度。建立了海洋平台在台风影响下的可靠性维修过程模型，对不同的导管架平台或台风点过程分布，制定相应的维修策略。进行了相关的物模和数模试验，得到了海洋平台的结构荷载响应关系，为维修策略的制定提供依托。项目的研究成果可为沿海地区台风致灾强度分级、海洋平台选址和船舶航运等提供参考，相关维修策略可为企业节省维修开支，达到安全经济的目标。依托本项目，发表了相关领域SCI论文7篇,EI论文2篇，中文核心期刊论文1篇，申请了软件著作权1项，接收论文1篇，完成1部著作(待出版)。