随着近几年新冠肺炎疫情的爆发,对能源行业尤其是石油气行业短期造成了巨大冲击。近海油气资源的日趋减少以及深远海油气资源丰富的储存量,使得深水油田开发成为业界热点。FPSO具有适用于各种水深和环境条件、抗风浪能力强、建造周期短、移动灵活、相对成本低等优势,已成为最适合海洋油气开发的装备之一。FPSO因碰撞导致的平台损坏或油气泄露造成的经济损失、环境破坏以及人员伤亡使开展FPSO平台的安全风险评估是十分必要的,对降低事故发生概率、保障人员设备安全具有重要意义。本文依托工信部高技术船舶专项“深水通用型FPSO工程开发”,基于海洋平台事故风险分析理论与方法,以FPSO在外输和补给期间因发生碰撞而导致FPSO结构损坏风险为研究对象,针对其与穿梭油轮以及辅助船发生碰撞的风险因素、风险影响、碰撞过程、发生频率、结构碰撞损伤等进行研究,建立深水通用型FPSO碰撞风险评估系统。论文具体的研究内容包括:(1)梳理确定了基于故障树(FTA)和贝叶斯网络(BN)的深水FPSO碰撞风险分析方法的基本原理、分析思路;根据故障树与贝叶斯网络模型的优越性以及互补性,研究了故障树模型向贝叶斯网络型的转换算法,并针对故障树分析中不确定失效数据问题,引入模糊理论的方法;利用模糊数和模糊算子分别计算模型节点的故障率和关键重要度,将定量分析和定性分析相结合,形成基于模糊故障树和贝叶斯网络风险分析方法。(2)根据提出的基于模糊故障树与贝叶斯网络风险评估方法分别建立通用型FPSO与穿梭油轮和辅助船的风险评估模型,并结合模糊理论以及重要度分析方法对FPSO碰撞风险因素进行重要度分析;通过将船舶碰撞因素进行参数化处理,结合历史数据库、概率分析技术、拉丁超立方抽样技术,定量生成FPSO碰撞场景。(3)采用大型非线性有限元仿真分析技术,根据抽样生成的碰撞场景分别对通用型FPSO的船尾、船首及舷侧进行结构有限元计算,分析结构的塑性变形、碰撞力、吸能等,评估各碰撞工况下结构的安全性,为FPSO碰撞风险评价提供依据。(4)根据FPSO外输及补给碰撞风险概率结果和FPSO船体结构的碰撞损伤结果,确定深水通用型FPSO与油轮和补给船的碰撞风险的可接受准则,通过风险矩阵分析不同碰撞工况下深水通用型FPSO受船舶碰撞的风险等级;对经济风险、环境风险及人员风险进行量化分析,为船舶管理者进行决策时提供帮助。