在日趋复杂的化工过程系统中,若某一处出现故障很可能引起故障的传播扩散从而产生化工过程系统中的级联故障传播问题。找出化工过程中级联故障的风险传播路径,进行故障传播分析,对化工生产过程安全稳定地运行具有重要意义。因此本课题基于复杂网络理论建立化工过程系统复杂网络模型,从网络拓扑结构对化工过程中的级联故障传播进行研究。首先,根据复杂网络图论理论确定化工过程系统网络的邻接矩阵,建立化工过程系统复杂网络模型。采用TOPSIS算法、节点重要度评价矩阵以及基于连边重要性贡献的DIL算法对化工过程系统网络中节点进行重要性评估。其次,根据复杂网络中的节点负载分配规则求解节点的故障概率,并通过DCB方法对节点故障传播能力进行量化定义。结合节点的故障概率及其故障传播能力定义节点的故障传播概率,对化工过程系统中的变量和装置的故障传播进行分析。最后,基于复杂网络边负载分配理论提出化工过程中的级联故障模型,对系统中的重要节点发生故障后引起的级联故障传播进行研究。采用蚁群算法求解重要节点受到蓄意攻击时的最大风险传播路径,根据边负载分配规则求解风险传播路径的级联故障概率,将其与风险传播路径的故障传播能力相结合定义级联故障传播概率,对化工过程中的风险传播路径进行级联故障传播分析。经案例分析表明,本文所提出的方法不仅能够准确地发现整个化工生产系统中容易发生故障的环节,而且可以准确地发现故障发生后进行级联故障传播的最大风险传播路径以及发生故障传播的概率情况,可为化工过程系统中进行风险评估和故障预防提供一定的理论依据和决策支持。