一种危化企业应急疏散线路优选方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种危化企业应急疏散线路优选方法及装置，接收危化企业泄漏工况和风场联合分布概率，构建真实泄漏场景集合进行泄漏模拟，实时记录各泄漏场景中各预设监测点气体浓度，确定可能泄漏扩散区域；判断不同泄漏场景中各待疏散点的气体浓度是否达到预设报警阈值，将可触发报警的泄漏场景作为该待疏散点的疏散场景集合；确定疏散路线，并从中选择到达所有可能泄漏扩散区域累加边界上任意路线出口点的疏散路线为备选疏散路线集合；计算备选疏散路线各疏散场景人员中毒风险得到累积个人中毒风险，遍历备选疏散路线集合，以最小累积个人中毒风险为优化函数得到最优疏散路线。有效解决了疏散路线选择时的盲目性，极大地提高了人员疏散成功率。

A route optimization method and device for emergency evacuation in hazardous chemical enterprises

The invention discloses a method and device for optimizing emergency evacuation line of a dangerous chemical enterprise, receives the joint distribution probability of the leakage condition and wind field of the dangerous chemical enterprise, constructs a set of real leakage scenarios for leakage simulation, records the gas concentration of each preset monitoring point in each leakage scenario in real time, and determines the possible leakage diffusion region. Whether the gas concentration of each evacuation point in the leakage scenario reaches the preset alarm threshold or not, the leakage scenario which can trigger the alarm is taken as the set of evacuation scenarios of the evacuation point; the evacuation route is determined, and the evacuation route to any route exit point on the accumulated boundary of all possible leakage diffusion areas is selected as the alternative evacuation route. Line set; calculate the poisoning risk of the evacuation scenarios of the alternative evacuation routes to get the cumulative personal poisoning risk, traverse the set of alternative evacuation routes, to minimize the cumulative personal poisoning risk as the optimization function to get the optimal evacuation route. The blindness of evacuation route selection is effectively solved, and the success rate of evacuation is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种危化企业应急疏散线路优选方法及装置
本专利技术属于危化企业应急疏散的
，涉及一种危化企业应急疏散线路优选方法及装置，尤其是涉及一种考虑多种场景下有毒气体泄漏发生时危化企业人员应急疏散线路优选的方法及装置。
技术介绍
目前，人们对于应急疏散的研究主要集中在火灾发生时建筑物内部的疏散，对于区域疏散的研究也主要集中在道路交通区域疏散上，而对于综合型的危化企业有毒气体泄漏影响区域的应急疏散研究较少，其在研究上存在诸多困难：一方面，毒气泄漏后的扩散过程是一个极其复杂的过程，而应急疏散过程中，需要预测毒气扩散范围的时空演化规律、制定疏散路线、发布疏散指令和引导疏散者到最近的安全集合点等一系列工作，这在有限的疏散时间里完成上述所有工作是极其困难的。另一方面，毒气泄漏事故发生时，人们往往会陷入恐慌当中，年龄、身体状况、文化程度、个人习惯等因素均对疏散行为有重要影响；加之气体泄漏事故种类繁多，因此对于不同的事故，短时间内对疏散路线的选择更是难以决断。因此，如何快速有效地选择最优疏散路线，就成为了一个重要的有待解决的问题。在现有技术中，对于综合型的危化企业有毒气体泄漏影响区域的应急疏散研究存在以下问题：首先，危化企业化工装置可能发生的有毒气体泄漏具有泄漏源、泄漏概率、泄漏流速、泄漏孔大小等诸多不确定因素。风场对毒气泄漏的扩散也有着至关重要的影响，仅仅依靠对风向的判断，去往上风向疏散是不严谨的，而且上风向方向也并非一定是安全疏散撤离点方向。其次，在恐慌无序的状态下，人员进行自救的疏散思维是混乱的，很容易发生盲目行动，在相同的疏散距离但毒气浓度未知的疏散路线中无法做出正确的选择。因此，在选择应急疏散路线时须严格考虑人员疏散状态下的失控、无序状态，综合所有可能发生的泄漏场景和严重后果，保证在第一时间做出最优疏散路线的选择。综上所述，针对现有技术中如何同时考虑综合型的危化企业有毒气体泄漏多场景的情况优评判出最优的应急疏散路线的问题，尚缺乏有效的解决方案。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，解决现有技术中如何同时考虑综合型的危化企业有毒气体泄漏多场景的情况优评判出最优的应急疏散路线的问题，本专利技术提供了一种危化企业应急疏散线路优选方法及装置，尤其是一种考虑多种场景下有毒气体泄漏发生时危化企业人员应急疏散线路优选的方法及装置，有效实现在考虑风场的不确定性、泄漏场景的发生概率与影响范围和人员急性中毒事故风险概率等多场景的情况下，从众多备选疏散线路中定量地评判出最优的应急疏散路线。本专利技术的第一目的是提供一种危化企业应急疏散线路优选方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下一种技术方案：一种危化企业应急疏散线路优选方法，该方法包括：接收危化企业泄漏工况和风场联合分布概率，构建真实泄漏场景集合进行泄漏模拟，实时记录各泄漏场景中各预设监测点气体浓度，确定可能泄漏扩散区域；判断不同泄漏场景中各待疏散点的气体浓度是否达到预设报警阈值，将可触发报警的泄漏场景作为该待疏散点的疏散场景集合；接收危化企业道路情况，得到从待疏散点到安全集合点可通行的所有疏散路线，并从中选择到达所有可能泄漏扩散区域累加边界上任意路线出口点的疏散路线为备选疏散路线集合；计算备选疏散路线中由待疏散点到最近监测点以及监测点到下一监测点时间，以此计算该备选疏散路线各疏散场景人员中毒风险得到累积个人中毒风险，遍历备选疏散路线集合，以最小累积个人中毒风险为优化函数得到最优疏散路线。作为进一步的优选方案，在本方法中，所述泄漏场景包括：泄漏源位置、泄漏源孔径、泄漏流速、风速、风向和该泄漏场景的发生频率。作为进一步的优选方案，在本方法中，将危化企业中易出现人员中毒的敏感位置预设监测点，实时接收监测点设置的气体检测装置的气体浓度；根据构建的真实泄漏场景集合建立有毒气体泄漏CFD(ComputationalFluidDynamics)模型进行泄漏模拟，根据实时接收监测点设置的气体检测装置的气体浓度记录不同泄漏场景中各监测点气体泄漏扩散实时浓度场，其监测得到的监测点有毒气体浓度随时间变化情况和人员暴露时间作为计算该监测点暴露剂量的依据。作为进一步的优选方案，在本方法中，根据危化企业实际情况，选择人员聚集处以及泄漏模拟结果中不可接受风险区作为待疏散点；所述不可接受风险区为结合HSE的个人风险标准，评估得到人员中毒死亡概率大于10-4/人·年的区域。作为进一步的优选方案，在本方法中，还记录不同泄漏场景中各待疏散点的气体浓度达到预设报警阈值的报警所需时间，用于确定待疏散点的疏散场景集合。作为进一步的优选方案，在本方法中，人员所述由待疏散点到最近监测点的时间包括从泄漏发生到警报发出的时间、人员反应时间以及人员由待疏散点开始疏散到该监测点的时间。作为进一步的优选方案，在本方法中，累加一条备选疏散路线上所有监测点的暴露剂量计算该备选疏散路线在某一疏散场景人员中毒风险；累加该备选疏散路线在各个疏散场景的人员中毒风险得到累积个人中毒风险。作为进一步的优选方案，在某一疏散场景下所述一条备选疏散路线上所有监测点的暴露剂量根据备选疏散路线上监测点总数量、每个监测点监测到的毒气积分数、取决于毒气性质的浓度指数以及人员进入和离开监测点监测范围的时间的函数计算。在疏散场景j下，疏散路线上经过所有监测点的人员累积暴露剂量表达式如下：其中，Vj为疏散场景j下疏散路线上的累积暴露剂量，I为疏散路线上的监测点总数量，Ci为第i个监测点监测到的毒气体积分数，m为取决于毒气性质的浓度指数，t0、t1分别为人员进入和离开监测点监测范围的时间。ta为从气体泄漏到发出警报的时间，tr为人员反应时间，sii为疏散路线上从疏散点到进入第i个监测点监测范围的距离，sio为疏散路线上从疏散点到离开第i个监测点监测范围的距离，v为疏散速度。对难以得出时间浓度函数的泄漏用累计求和近似求解，Cn为某时间间隔的毒物浓度，Δtn为对应的时间间隔，N为时间间隔数。作为进一步的优选方案，所述某一疏散场景下该备选疏散路线的人员中毒风险根据人员处于疏散区域的频率、该疏散场景的发生概率与经过此疏散路线的人员中毒死亡概率的函数计算；所述经过此疏散路线的人员中毒死亡概率根据某一疏散场景下所述一条备选疏散路线上所有监测点的暴露剂量计算。在疏散场景j下，经过此疏散路线的人员中毒死亡概率为Pr＝A+Bln(Vj)其中，Pr是符合高斯正态分布的随机变量，其均值为5，偏差为1，A、B为取决于毒气性质的常数。因此，通过疏散路线的个人风险为：Rj＝f×PLj×Pj其中，Rj表示在疏散场景j下疏散路线上的个人风险，f表示人员处于疏散区域的频率，PLj表示疏散场景j的发生概率。本专利技术的第二目的是提供一种计算机可读存储介质。为了实现上述目的，本专利技术采用如下一种技术方案：一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行以下处理：接收危化企业泄漏工况和风场联合分布概率，构建真实泄漏场景集合进行泄漏模拟，实时记录各泄漏场景中各预设监测点气体浓度，确定可能泄漏扩散区域；判断不同泄漏场景中各待疏散点的气体浓度是否达到预设报警阈值，将可触发报警的泄漏场景作为该待疏散点的疏散场景集合；接收危化企业道路情况，得到从待疏散点到安全集合点可通行的所有疏散路线，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种危化企业应急疏散线路优选方法，其特征在于，该方法包括：接收危化企业泄漏工况和风场联合分布概率，构建真实泄漏场景集合进行泄漏模拟，实时记录各泄漏场景中各预设监测点气体浓度，确定可能泄漏扩散区域；判断不同泄漏场景中各待疏散点的气体浓度是否达到预设报警阈值，将可触发报警的泄漏场景作为该待疏散点的疏散场景集合；接收危化企业道路情况，得到从待疏散点到安全集合点可通行的所有疏散路线，并从中选择到达所有可能泄漏扩散区域累加边界上任意路线出口点的疏散路线为备选疏散路线集合；计算备选疏散路线中由待疏散点到最近监测点以及监测点到下一监测点时间，以此计算该备选疏散路线各疏散场景人员中毒风险得到累积个人中毒风险，遍历备选疏散路线集合，以最小累积个人中毒风险为优化函数得到最优疏散路线。

【技术特征摘要】
1.一种危化企业应急疏散线路优选方法，其特征在于，该方法包括：接收危化企业泄漏工况和风场联合分布概率，构建真实泄漏场景集合进行泄漏模拟，实时记录各泄漏场景中各预设监测点气体浓度，确定可能泄漏扩散区域；判断不同泄漏场景中各待疏散点的气体浓度是否达到预设报警阈值，将可触发报警的泄漏场景作为该待疏散点的疏散场景集合；接收危化企业道路情况，得到从待疏散点到安全集合点可通行的所有疏散路线，并从中选择到达所有可能泄漏扩散区域累加边界上任意路线出口点的疏散路线为备选疏散路线集合；计算备选疏散路线中由待疏散点到最近监测点以及监测点到下一监测点时间，以此计算该备选疏散路线各疏散场景人员中毒风险得到累积个人中毒风险，遍历备选疏散路线集合，以最小累积个人中毒风险为优化函数得到最优疏散路线。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在本方法中，所述泄漏场景包括：泄漏源位置、泄漏源孔径、泄漏流速、风速、风向和该泄漏场景的发生频率。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在本方法中，将危化企业中易出现人员中毒的敏感位置预设监测点，实时接收监测点设置的气体检测装置的气体浓度；根据构建的真实泄漏场景集合建立有毒气体泄漏CFD模型进行泄漏模拟，根据实时接收监测点设置的气体检测装置的气体浓度记录不同泄漏场景中各监测点气体泄漏扩散实时浓度场，其监测得到的监测点有毒气体浓度随时间变化情况和人员暴露时间作为计算该监测点暴露剂量的依据。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在本方法中，根据危化企业实际情况，选择人员聚集处以及泄漏模拟结果中不可接受风险区作为待疏散点；所述不可接受风险区为结合HSE的个人风险标...

【专利技术属性】
技术研发人员：章博，宁志康，刘悦，陈曦，周灿璨，慕超，杨敬，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37