A Dynamic-Bayesian-Networks-Based Resilience Assessment Approach of Structure Systems: Subsea Oil and Gas Pipelines as A

  • PDF / 1,249,315 Bytes
  • 11 Pages / 595 x 842 pts (A4) Page_size
  • 109 Downloads / 178 Views

DOWNLOAD

REPORT


ayesian-Networks-Based Resilience Assessment Approach of Structure Systems: Subsea Oil and Gas Pipelines as A Case Study CAI Bao-pinga, b, *, ZHANG Yan-pinga, b, YUAN Xiao-binga, b, GAO Chun-tana, b, LIU Yong-honga, b, CHEN Guo-minga, b, LIU Zeng-kaia, b, JI Ren-jiea, b a National Engineering Laboratory of Offshore Geophysical and Exploration Equipment, China University of

Petroleum, Qingdao 266580, China b College of Mechanical and Electronic Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China

Received March 16, 2020; revised April 20, 2020; accepted June 12, 2020 ©2020 Chinese Ocean Engineering Society and Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature Abstract Under unanticipated natural disasters, any failure of structure components may cause the crash of an entire structure system. Resilience is an important metric for the structure system. Although many resilience metrics and assessment approaches are proposed for engineering system, they are not suitable for complex structure systems, since the failure mechanisms  of  them  are  different  under  the  influences  of  natural  disasters.  This  paper  proposes  a  novel  resilience assessment metric for structure system from a macroscopic perspective, named structure resilience, and develops a corresponding assessment approach based on remaining useful life of key components. Dynamic Bayesian networks (DBNs)  and  Markov  are  applied  to  establish  the  resilience  assessment  model.  In  the  degradation  process,  natural degradation  and  accelerated  degradation  are  modelled  by  using  Bayesian  networks,  and  then  coupled  by  using DBNs.  In  the  recovery  process,  the  model  is  established  by  combining  Markov  and  DBNs.  Subsea  oil  and  gas pipelines are adopted to demonstrate the application of the proposed structure metric and assessment approach. Key words: structure resilience, structure system, remaining useful life, dynamic Bayesian networks Citation: Cai, B. P., Zhang, Y. P., Yuan, X. B., Gao, C. T., Liu, Y. H., Chen, G. M., Liu, Z. K., Ji, R. J., 2020. A dynamic-bayesian-networksbased resilience assessment approach of Structure systems: subsea oil and gas pipelines as a case study. China Ocean Eng., 34(5): 597–607, doi: https://doi.org/10.1007/s13344-020-0054-0

1 Introduction Resilience of engineering systems in the face of the variety  of  disruptive  events  has  been  attracted  an  enormous amount  of  research  with  the  increasing  of  complexity  and size  of  the  systems.  Structure  system,  made  up  of  various mechanical  components,  is  almost  the  most  important  part in  an  engineering  system.  Under  the  unanticipated  natural disasters, any failure of the structure components may cause the crash of the entire structure system. Building resilience into structure system is the key to protecting against the deleterious influences of system disruption because of natural disasters. It  is  necessary  to  apply  a  comprehensive   framework to assess the resilience of structure systems t