An expert elicitation analysis for vessel allision risk near the offshore wind farm by using fuzzy rule-based bayesian network

• Autorzy: Yu Q. , Liu K.

Identyfikatory

DOI

10.12716/1001.13.04.16

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper develops an expert based framework for analysing and synthesising the ship allision risk near the offshore wind farm (OWF) on the basis of a generic Fuzzy Bayesian network and FMEA analysis. This framework is specifically intended to overcome the difficulty of using traditional risk assessment methods in OWF allision. Under the introduced framework, subjective belief degrees are assigned to model the incompleteness encountered in establishing the knowledge base. The fuzzy transformation technology is then used to introduce all judgements results under various situations. Fully, a Bayesian network is established to aggregate all relevant attributes to the conclusion and to prioritise potential allision risk level of each ship categories. A series of case studies of different ship categories are studied to illustrate the application of the proposed framework. Results show that the fishing vessel and the service vessel have a higher allision risk than the merchant vessel due to insufficient risk detection. The collision consequence of the tanker is significantly higher than other types of vessel. The framework facilitates subjective risk assessment when historical failure data is not available in their practice, which provides support to OWF-safeguarding and decision-making.

Słowa kluczowe

EN

offshore wind farms; expert elicitation analysis; Bayesian network model; fuzzy rule-based bayesian network; Failure Modes and Effects Analyses (FMEA); Bayesian networks; vessel allision risk; risk analysis

• Wydawca: Faculty of Navigation, Gdynia Maritime University
• Czasopismo: TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 13. no. 4
• Strony: 831--837
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Yu Q.

• Wuhan University of Technology, Wuhan, China

autor

Liu K.

• Wuhan University of Technology, Wuhan, China

Bibliografia

• [1] F.  Biehl  and  E.  Lehmann,  “Collisions  of  ships  with  offshore  wind  turbines:  Calculation  and  risk  evaluation,” Offshore Wind Energy Res. Environ. Impacts,  pp. 281–304, 2006. 
• [2] A.  Rawson  and  E.  Rogers,  “Assessing  the  impacts  to  vessel traffic from offshore wind farms in the Thames  Estuary,” Sci. Journals Marit. Univ. Szczecin‐Zeszyty Nauk.  Akad. Morskiej W Szczecinie, vol. 43, no. 115, pp. 99–107,  2015. 
• [3] S.  Chang,  K.  Tseng,  and  S.  Chang,  “Assessing  Navigational  Risk  of  Offshore  Wind  Farm  Development,” pp. 0–5, 2014
• [4] D. Ahn, S. C. Shin, S. Y. Kim, H. Kharoufi, and H. C.  Kim,  “Comparative  evaluation  of  different  offshore wind turbine installation vessels for Korean west–south  wind farm,” Int. J. Nav. Archit. Ocean Eng., vol. 9, no. 1,  pp. 45–54, 2017
• [5] R. A. Mehdi and J. U. Schröder‐Hinrichs, “A theoretical  risk management framework for vessels operating near  offshore  wind  farms,”  in MARE‐WINT: New Materials  and  Reliability  in  Offshore  Wind  Turbine  Technology,  Springer, Cham, 2016, pp. 359–400. 
• [6] L. Dai, S. Ehlers, M. Rausand, and I. B. Utne, “Risk of  collision  between  service  vessels  and  offshore  wind  turbines,” Reliab. Eng. Syst. Saf., vol. 109, pp. 18–31, 2013. 
• [7] C. F. Christensen, L. W. Andersen, and P. H. Pedersen,  “Ship collision risk for an offshore wind farm,” Struct.  Saf., pp. 1–7, 2001. 
• [8] C.  E.  Presencia  and  M.  Shafiee,  “Risk  analysis  of  maintenance  ship  collisions  with  offshore  wind  turbines,” Int. J. Sustain. Energy, vol. 37, no. 6, pp. 576– 596, 2018. 
• [9] Z. Yang and J. Wang, “Use of fuzzy risk assessment in  FMEA of offshore engineering systems,” Ocean Eng., vol.  95, pp. 195–204, 2015. 
• [10] H. Arabian‐Hoseynabadi, H. Oraee, and P. J. Tavner,  “Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) for wind  turbines,” Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 32, no. 7,  pp. 817–824, 2010. 
• [11] J. Kang, L. Sun, H. Sun, and C. Wu, “Risk assessment of  floating  offshore  wind  turbine  based  on  correlationFMEA,” Ocean Eng., vol. 129, no. 154, pp. 382–388, 2017. 
• [12] C. Dağsuyu, E. Göçmen, M. Narlı, and A. Kokangül,  “Classical  and  fuzzy  FMEA  risk  analysis  in  a  sterilization unit,” Comput. Ind. Eng., vol. 101, pp. 286– 294, 2016. 
• [13] R. xin Nie, Z. peng Tian, X. kang Wang, J. qiang Wang,  and  T.  li  Wang,  “Risk  evaluation  by  FMEA  of  supercritical  water  gasification  system  using  multigranular linguistic distribution assessment,” KnowledgeBased Syst., no. January, 2018. 
• [14] Z. Yang, S. Bonsall, and J. Wang, “Fuzzy rule‐based  Bayesian  reasoning  approach  for  prioritization  of  failures in FMEA,” IEEE Trans. Reliab., vol. 57, no. 3, pp.  517–528, 2008.