本发明基于petri网的堆场应急救援系统的风险分析方法，涉及堆场应急救援领域。
背景技术：
1、petri网是由德国数学家卡尔·亨利克·彼得里于1962年提出的形式化建模工具，用于描述并发系统中的并发行为。petri网由一组库所(place)、变迁(transition)、弧(arc)和标识(token)组成；petri网的基本原则是库所在满足一定的前提条件，触发变迁，改变系统的状态；通过对petri网的建模和分析，可以形象地描述并发系统或状态，在一定行为或事件下状态转换，并帮助分析系统的性质和性能。
2、现有的有关在堆场运营上运用petri网的系统或方法存在以下不足：
3、1、建模复杂：对于复杂系统，petri网的建模过程比较复杂，需要投入大量的时间和精力；在建模大型系统时，状态空间会增长，导致难以模拟构建更加困难。
4、2、状态爆炸问题：在建模过程中，随着系统规模的增大，petri网的状态空间也会呈指数级增长，导致状态爆炸问题，增加了分析的难度。
5、3、难以处理并发事件：petri网在处理并发事件时存在一定的局限性，有时难以准确描述系统中的并发行为，导致分析结果不够精确；同时，petri网模型中的参数选择和调整可能会影响最终的分析结果，调试参数较为困难，对预测结果的准确性影响较大。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供基于petri网的堆场应急救援系统的风险分析方法，旨在解决预估堆场在正常运营过程中各事故的发生率和解决事故成本不准确的问题。
2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：基于petri网的堆场应急救援系统的风险分析方法包括：
3、步骤s1：构建堆场火灾分析的一号petri网模型，构建堆场危险品泄漏分析的二号petri网模型，构建堆场交通事故分析的三号petri网模型，构建堆场集装箱倒塌分析的四号petri网模型；
4、步骤s2：对一号petri网模型、二号petri网模型、三号petri网模型和四号petri网模型进行一次模拟分析，得到堆场风险一次分析报告；
5、步骤s3：获取堆场的历史运营记录，统计并计算堆场的受灾权重；结合受灾权重对堆场风险一次分析报告进行二次分析，得到堆场的风险分析报告。
6、进一步地，所述步骤s1的具体步骤如下：
7、步骤s11：构建堆场火灾分析的一号petri网模型；
8、步骤s12：构建堆场危险品泄漏分析的二号petri网模型；
9、步骤s13：构建堆场交通事故分析的三号petri网模型；
10、步骤s14：构建堆场集装箱倒塌分析的四号petri网模型；
11、进一步地，所述步骤s11的后续步骤如下：
12、步骤s111：定义库所：
13、p11：集装箱状态正常；
14、p12：火灾隐患存在；
15、p13：火灾监测启动；
16、p14：火灾发生；
17、p15：火灾蔓延；
18、p16：消防响应启动；
19、p17：火灾扑灭；
20、步骤s112：定义变迁：
21、t11：火灾隐患发展；
22、t12：启动火灾监测；
23、t13：检测到火灾；
24、t14：火灾蔓延；
25、t15：启动消防响应；
26、t16：火灾扑灭；
27、t17：恢复正常状态；
28、t18：无火灾隐患；
29、步骤s113：定义有向边：
30、p11->t11：集装箱状态正常时，可能产生火灾隐患；t11->p12：火灾隐患存在；
31、p12->t12：检测到火灾隐患后，启动火灾监测；
32、t12->p13：火灾监测进行中；
33、p13->t13：火灾监测完成后，确认是否发生火灾；t13->p14：火灾发生；
34、p14->t14：火灾蔓延至其他集装箱或区域；
35、t14->p15：火灾蔓延中；
36、p15->t15：火灾蔓延后，启动消防响应；
37、t15->p16：消防响应进行中；
38、p16->t16：消防队伍扑灭火灾；
39、t16->p17：火灾被扑灭；
40、p17->t17：清理现场，恢复正常状态；
41、t17->p11：集装箱区域恢复正常状态；
42、p11->t18：集装箱状态正常时，无火灾隐患；
43、t18->p11：集装箱区域正常状态；
44、步骤s114：定义托肯：
45、初始托肯：p11有托肯，表示集装箱区域初始状态为正常，变迁发生后，相应库所的托肯会发生变化。
46、进一步地，所述步骤s12的具体步骤如下：
47、步骤s121：定义库所：
48、p21：集装箱密封完好；
49、p22：集装箱破损；
50、p23：危险品货物泄漏；
51、p24：非危险品货物泄漏；
52、p25：堆场人员疏散；
53、p26：货物泄漏清理完成；
54、步骤s122：定义变迁：
55、t21：集装箱货物受损；
56、t22：集装箱货物完好；
57、t23：货物泄漏检查；
58、t24：启动应急响应；
59、t25：专人清理泄漏货物；
60、t26：堆场工作人员清理泄漏货物；
61、步骤s123：定义有向边：
62、p21->t21：集装箱密封完好时，可能发生货物破损；
63、t21->p22：集装箱破损；
64、p22->t23：检查破损的集装箱泄漏的货物；
65、t23->p23：危险货物泄漏；
66、p23->t24：启动应急响应措施；
67、t24->p25：危险货物泄漏，疏散堆场人员；
68、p25->t25：堆场负责人请专业人员，清理危险品货物泄漏；
69、t25->p26：泄漏货物清理完成；
70、p26->t22：修复发生货物泄漏的集装箱；
71、t22->p21：发生货物泄漏的集装箱修复完成，集装箱密封性完好；
72、p21->t22：集装箱密封性完好，货物完好；
73、t23->p24：非危险货物泄漏；
74、p24->t26：不进行堆场人员疏散，堆场工作人员清理泄漏货物；
75、t26->p26：集装箱货物发生泄漏，堆场工作人员清理泄漏货物完成；
76、步骤s124：定义托肯：
77、初始托肯：p21有托肯，表示集装箱初始状态为密封完好，变迁发生后，相应库所的托肯会发生变化。
78、进一步地，所述步骤s13的后续步骤如下：
79、步骤s131：定义库所：
80、p31：场入口畅通；
81、p32：集装箱卡车停在堆场入口；
82、p33：集装箱卡车卸载/装载；
83、p34：集装箱卡车离开；
84、p35：堆场交通疏导；
85、p36：堆场交通畅通；
86、步骤s132：定义变迁：
87、t31：集装箱卡车到达堆场；
88、t32：集装箱卡车进入堆场；
89、t33：集装箱卡车卸载/装载完成；
90、t34：集装箱卡车驶出堆场出口；
91、t35：堆场交通堵塞；
92、t36：堆场交通疏导成功；
93、步骤s133：定义有向边：
94、t31->p32：集装箱卡车到达堆场后，停在堆场入口；
95、p32->t32：集装箱卡车从堆场入口处，进入堆场；
96、t32->p33：集装箱卡车在堆场内，开始卸载/装载；
97、p33->t33：集装箱卡车在堆场内，卸载/装载完成；
98、t33->p34：集装箱卡车准备离开堆场；
99、p34->t34：集装箱卡车从堆场出口处，离开堆场；
100、t34->p36：堆场交通畅通；
101、p36->t31：堆场无交通事故；
102、t31->p32：当堆场入口交通畅通时，集装箱卡车可以进入堆场；
103、p32->t35：堆场入口交通堵塞，进行堆场交通疏导；
104、t35->p35：堆场交通疏导进行中；
105、p35->t36：堆场交通疏导完成；
106、t36->p36：堆场交通畅通；
107、t34->p31：集装箱从堆场出口驶出，堆场交通畅通；
108、步骤s134：定义托肯：
109、初始托肯：p31有托肯，表示堆场入口初始状态为畅通变迁发生后，相应库所的托肯会发生变化；p32有托肯，表示集装箱卡车初始状态为驶入堆场入口变迁发生后，相应库所的托肯会发生变化。
110、进一步地，所述步骤s14的具体步骤如下：
111、步骤s141：定义库所：
112、p41：集装箱堆放区空闲；
113、p42：集装箱到达；
114、p43：集装箱堆放中；
115、p44：集装箱堆放完成；
116、p45：集装箱堆放不稳定；
117、p46：集装箱倒塌；
118、p47：倒塌清理；
119、步骤s142：定义变迁：
120、t41：集装箱到达并开始堆放；
121、t42：集装箱堆放完成；
122、t43：集装箱堆放不稳定检测；
123、t44：集装箱倒塌；
124、t45：开始清理倒塌的集装箱；
125、步骤s143：定义有向边：
126、p41->t41：当堆放区空闲时，集装箱到达并开始堆放；
127、t41->p42：集装箱到达；
128、p42->t42：集装箱开始堆放；
129、t42->p43：集装箱堆放中；
130、p43->t43：检查集装箱堆放稳定性；
131、t43->p44：集装箱堆放完成且稳定；
132、t43->p45：集装箱堆放不稳定；
133、p45->t44：不稳定的集装箱倒塌；
134、t44->p46：集装箱倒塌；
135、p46->t45：开始清理倒塌的集装箱；
136、t45->p47：清理进行中；
137、p47->t41：清理完成后，堆放区恢复空闲状态；
138、步骤s144：定义托肯：
139、初始托肯：p41有托肯，表示堆放区初始状态为空闲，变迁发生后，相应库所的托肯会发生变化。
140、进一步地，所述步骤s2的具体步骤如下：
141、步骤s21：对一号petri网模型进行模拟分析；
142、步骤s211：定义一个一行七列的矩阵，每一列从左到右，依次表示p11、p12、p13、p14、p15、p16、p17；有托肯的p11对应的矩阵元素值为1，无托肯的p12、p13、p14、p15、p16和p17，对应的矩阵元素值为0；
143、步骤s211得到矩阵11为：[1,0,0,0,0,0,0]，矩阵11；
144、步骤s212：初态p11有托肯，且初态p11有p11->t11，t11->p12和p11->t18，t18->p11两条路径，故初态p11可以选择执行事件t11或事件t18；
145、若初态p11执行事件t11，状态p11失去托肯，状态p12获得托肯，矩阵12为：
146、矩阵12；
147、若初态p11执行事件t18，状态p11获得托肯，矩阵12为：
148、[1,0,0,0,0,0,0]，矩阵12；
149、步骤s213：状态p12有托肯，p12只有p12->t12，t12->p13一条路径，状态p12只能执行事件t12，每执行一次事件，便在矩阵12原有的基础上扩充一行七列，进而得到最终矩阵18：
150、矩阵18；
151、步骤s214：由上述步骤s113描述的路径可知，基础堆场发生火灾的概率和不发生火灾的概率为，1/2；又因为不发生火灾的路径只有1条；规避火灾发生的路径有7条，故模拟堆场的发生火灾概率与不发生火灾概率的比值为：1:7,故对一号petri网模型进行模拟分析的结果为：
152、模拟堆场发生火灾的概率为1/2*1/8*100％＝6.25％；
153、模拟堆场不发生火灾的概率为1/2*(1+7/8)*100％＝93.75％；
154、步骤s22：运用步骤s211～步骤s214分析一号petri网模型的方法，分析二号petri网模型、三号petri网模型和四号petri网模型，可得；
155、二号petri网模型分析结果：
156、模拟堆场货物不泄露的概率为1/2*(1+9/10)*100％＝95％；
157、模拟堆场危险货物泄漏的概率为5％*4/9*100％＝2％；
158、模拟堆场非货物泄漏的概率为5％*(1+5/9)*100％＝3％；
159、三号petri网模型分析结果：
160、模拟堆场交通事故的概率为1/2*1/4*100％＝12.5％；
161、模拟堆场非交通事故的概率为1/2*(1+3/4)*100％＝87.5％；
162、四号petri网模型分析结果：
163、模拟堆场集装箱不倒塌的概率为1/2*(1+5/8)*100％＝82％；
164、模拟堆场集装箱倒塌的概率为1/2*3/8*100％＝18％；
165、步骤s23：把步骤s21～步骤s22的分析结果作为堆场风险一次分析报告。
166、进一步地，所述步骤s3的具体步骤如下：
167、步骤s31：获取堆场的历史运营记录，统计近三年中堆场内发生火灾、危险货物泄漏、非危险货物泄漏、交通事故和集装箱倒塌事故的发生率；分别记作a、b、c、d和e；
168、步骤s32：统计堆场的历史运营记录，近三年中解决堆场内火灾、危险货物泄漏、非危险货物泄漏、交通事故和集装箱倒塌事故的处理时间；分别记作ta、tb、tc、td和te；
169、步骤s33：计算堆场的受灾权重；
170、堆场火灾受灾权重aa，aa＝6.25％*1/a；
171、堆场危险货物泄漏受灾权重bb，bb＝2％*1/b；
172、堆场非危险货物泄漏受灾权重cc，cc＝3％*1/c；
173、堆场交通事故受灾权重dd，dd＝12.5％*1/d；
174、堆场集装箱倒塌事故受灾权重ee，ee＝18％*1/e；
175、步骤s34：估算堆场的受灾延误时间；
176、堆场火灾延误时间ta，ta＝aa*1/ta；
177、堆场危险货物泄漏延误时间tb，tb＝bb*1/tb；
178、堆场非危险货物泄漏延误时间tc，tc＝cc*1/tc；
179、堆场交通事故延误时间td，td＝dd*1/td；
180、堆场集装箱倒塌事故延误时间te，te＝ee*1/te；
181、步骤s35：比较堆场的受灾延误时间大小，得到堆场的风险分析报告；
182、若ta最小，则说明该堆场发生火灾的风险较高；
183、若tb最小，则说明该堆场发生危险品货物泄漏的风险较高；
184、若tc最小，则说明该堆场发生非危险品货物的风险较高；
185、若ta最小，则说明该堆场发生交通事故的风险较高；
186、若ta最小，则说明该堆场发生集装箱倒塌的风险较高。
187、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
188、1、可视化表示：本发明能够以图形方式清晰地呈现系统中各个部件和其之间的关系，有利于直观理解系统结构和流程，使得风险分析过程更易于理解。
189、2、动态性模拟：本发明可以模拟系统的动态行为，帮助用户更好地理解系统在应急情况下的运行情况，有利于预测可能的风险点；同时，本发明提供了一种形式化的描述方法，有利于对系统进行准确的建模和分析，避免了人为主观因素的影响。
190、3、容错性强：本发明具有一定的容错性，模拟堆场运营时的动态行为，使得可以通过模拟的方式来预测系统在不同情况下的行为，提高风险分析的准确性，也能够帮助分析人员快速发现系统设计的问题或潜在风险，并加以修正。
191、4、适用于复杂系统：对于集装箱堆场这种复杂应急系统，petri网的模型能够比较全面地描述系统结构和行为，有利于全面的风险分析。
1.基于petri网的堆场应急救援系统的风险分析方法，其特征在于，分析方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于petri网的堆场应急救援系统的风险分析方法，其特征在于，所述步骤s1的具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于petri网的堆场应急救援系统的风险分析方法，其特征在于，所述步骤s11的后续步骤如下：
4.根据权利要求2所述的基于petri网的堆场应急救援系统的风险分析方法，其特征在于，所述步骤s12的具体步骤如下：
5.根据权利要求2所述的基于petri网的堆场应急救援系统的风险分析方法，其特征在于，所述步骤s13的后续步骤如下：
6.根据权利要求2所述的基于petri网的堆场应急救援系统的风险分析方法，其特征在于，所述步骤s14的具体步骤如下：
7.根据权利要求3所述的基于petri网的堆场应急救援系统的风险分析方法，其特征在于，所述步骤s2的具体步骤如下：
8.根据权利要求7所述的基于petri网的堆场应急救援系统的风险分析方法，其特征在于，所述步骤s3的具体步骤如下：
