基于多事故模式的有毒易燃气体道路运输泄漏事故应急疏散范围研究

为确定有毒易燃气体道路运输泄漏事故应急救援的应急疏散范围,降低人员伤亡程度,在对泄漏事故及后续次生灾害演化模式分析的基础上,提出了基于多事故模式的应急疏散范围综合确定方法,分析了多事故模式后果预测的相关理论,明确了应急疏散区域综合确定的步骤和流程。以道路运输氨气泄漏事故为例,采用MATLAB软件对不同时间下的中毒和蒸气云爆炸事故伤害范围分别进行了数值模拟研究。结果表明：相较于单一事故模式,基于多事故模式的应急疏散范围综合确定方法更为科学、合理和准确,能为有毒易燃气体道路运输泄漏事故的应急疏散提供更加精确和可靠的决策依据。     

基于GIS的危险化学气体泄漏事故应急响应研究

为了研究危险化学气体泄漏事故扩散过程以及受灾人员疏散规划问题。提出以GIS为“连接器”,将危险化学气体的泄漏和扩散过程模拟、气体扩散风险分析和最优疏散方案生成3个过程进行集成,实现泄漏事故的综合应急响应。研究结果显示:方法能针对各类泄漏事故模拟气体的动态扩散过程,并生成受灾人员疏散规划方案,有助于应急处置机构及时决策,进而减少生命财产的损失。     

有毒化学品泄漏事故应急疏散决策优化模型研究

采用高斯烟团模型模拟有毒化学品泄漏后的扩散区域,确定应急疏散范围;采用线性规划方法,建立应急疏散优化模型,并利用Lingo优化软件求解该模型.以液氯泄漏事故为例,研究危险区域的人员疏散,确定最佳应急疏散方案.本研究为一线指挥人员的最优疏散方案决策提供了参考.     

基于真三维GIS的危险化学气体泄漏扩散动态模拟仿真系统

针对传统危险化学气体泄漏扩散软件在模拟表现力方面的不足,提出将改进的随机游走大气泄漏扩散模型集成到真三维地理环境信息系统中,完成了基于真三维GIS环境下的危险化学品泄漏扩散模拟仿真系统的设计与开发.该系统能够在真三维场景中直观地展示危险化学气体的三维扩散过程,实时显示危险化学品泄漏扩散浓度分布图及事故不同程度的危害范围.同时通过与PHAST软件模拟结果对比,验证了该系统的可靠性.系统可以直观地、有效地帮助应急指挥人员组织应急救援和疏散,为企业、政府在危险化学品泄漏事故预防、预测和评估以及应急预案的制定提供参考.     

城镇油气管道事故应急疏散决策优化

为实现油气管道事故中城镇大规模应急疏散的智慧决策,构建基于改进的自适应蚁群算法的应急疏散路径优化模型,开发基于油气管道典型事故后果分析的城镇大规模应急疏散决策优化系统平台(LSSED)。LSSED在地理信息系统平台上,针对油气管道泄漏引起的扩散、喷射火、池火、BLEVE、蒸气云爆炸等典型事故进行事故后果分析,对疏散通道当量长度和疏散时间成本函数进行定量评价,实现大规模应急疏散方案的智慧决策和避难方案的全局优化。案例分析表明,LSSED平台实现了基于地理信息系统的典型事故时变环境信息和应急疏散路径优化算法的数据传递及系统集成,实现了基于事故后果分析的城镇大规模人群疏散路径和避难方案优化,可为城镇安全规划和应急管理提供参考和借鉴。     

基于毒性伤害指标的疏散路径规划模型

为定量研究毒气泄漏事故中有害物质扩散对疏散路径选择行为的影响,以疏散过程中人员健康伤害最低为目标,构建新的疏散路径规划模型。在离散化改进毒性负荷计算公式的基础上,参照疏散道路网络图描述的空间位置信息,采用高斯气体扩散模型计算各疏散路段的毒性负荷值及致死概率等人员毒性伤害指标,从而选择最优疏散路径;然后,以液氨泄漏事故为研究案例,对比最短和最优疏散路径,以验证模型的有效性。研究成果表明:由于毒气浓度空间分布的差异,行走距离较短的疏散方案反而可能导致较高的伤害概率;为尽量减少人员伤亡,事故应急疏散过程需要有针对性的规划引导。     

丙烯腈道路运输泄漏模拟分析及对策

为完善实际救援过程中丙烯腈泄漏事故的应急方案,利用事故后果模型软件(PHAST)模拟丙烯腈运输过程中在2种天气条件下镀锌包装铁桶和罐式集装箱的侧翻、碰撞、腐蚀泄漏事故的泄漏范围、泄漏时间、持续时间等;将模拟结果与实际情况进行对比,验证模拟结果的合理性,并编制应急方案。研究表明:大部分事故泄漏迅速,影响范围大,应在事故发生2 h内完成人员救援;对于罐式集装箱泄漏,人员疏散以距离事故处3 km为宜;对于镀锌包装铁桶的泄漏,人员疏散以距事故处1 km为宜。     

基于粒子群算法的燃气管线泄漏疏散能力分析

为研究燃气管线泄漏事故人员疏散能力,统计分析近年国内燃气泄漏典型事故,得出第三方违章作业施工为燃气泄漏事故比例最高的直接原因及燃气泄漏事故伤亡人数发展趋势,在此基础上,引入粒子群PSO算法,以某施工引起的燃气管线泄漏事故为实例,研究领导者的领导能力和应急处置能力对员工之间信息交流及人员应急疏散能力的影响。分析实例显示现场领导者学习因子偏低,指挥能力差,直接影响事故现场的应急疏散自救行为,甚至改变疏散路径。并进一步分析模拟得出,学习因子提高后,现场领导者和员工的信息更新与交换效率大幅提升,应急疏散能力随之提高,进而提出实用性对策措施和建议,为提升燃气管线泄漏事故应急疏散能力提供技术参考。     

基于无线传感器网络的气体泄漏源快速定位方法研究

为及时发现大气环境中危险化学品泄漏事故,快速准确判断泄漏源位置,实现有效的监测监控,开发出集气体质量浓度信息采集、时间校准、无线收发等功能于一体的集成探测模块。在此基础上,建立基于无线传感器网络(WSN)的气体泄漏实时监测平台,提出实时监测数据和高斯扩散模型相结合的气体泄漏源快速定位方法。通过开展实际场地泄漏试验,实现气体泄漏源的快速定位,并分析试验系统的敏感度。结果表明:气体泄漏扩散受风力影响很大;合理布局探测器,能有效提高泄漏源定位精度,为危险气体泄漏事故的应急决策提供决策参考。     

基于动态毒性负荷的人员疏散安全评估方法

毒气泄漏事故在高含硫气田及化工园区频繁发生,一旦发生事故,周边公众迅速进行疏散是应急的首要任务。我国很多地区制定了疏散方案,但是如何评估疏散的安全性和可行性,是亟待解决的问题。分析了我国泄漏事故特点和周边居民情况,对以往评估方法缺陷进行了剖析,提出基于动态毒性负荷分析的安全疏散评估方法。该方法在毒气扩散的精确3d模拟及疏散模拟的基础上,用差分法对人员行走过程中的毒性负荷Pc进行的计算,最终得出相应的致死概率Pr,并通过一个实例验证该方法的可行性。结果表明,运用该方法能够详尽、准确规划疏散区域、搬迁区域和避难区域。     

A dynamic approach for evaluating the consequences of toxic gas dispersion in the chemical plants using CFD and evacuation modelling

Accidental releases of toxic gas in the chemical plants have caused significant harm to the exposed occupants. To evaluate the consequences of these accidents, a dynamic approach considering the gas dispersion and behavior evacuation modelling has been proposed in this paper. This approach is applied to a hypothetical scenario including an accidental chlorine release in a chemical plant. CFD technique is utilized to calculate the time-varying concentration filed and evacuation modelling is used to obtain the evacuation routes. The exposure concentrations in the evacuation routes are calculated by using the code of data query. The integrated concentration toxic load model and probit model are used to calculate the probability of mortality of each occupant by using the exposure concentrations. Based on this dynamic approach, a new concept of average probability of mortality (APM) has been proposed to quantify the consequences of different accidental scenarios. The results show that APM decreases when the required detection time decreases or emergency evacuation mode is implemented. The impact of the detection time on APM becomes small as the wind speed increases. The effect of emergency evacuation mode is more obvious when the release occurs in an outdoor space.     

Emergency evacuation model assuming leakage of toxic substances in a chemical plant

Preparedness of emergency evacuation for the leakage of toxic substances in chemical plants is very important in order to reduce damage. In order to implement an emergency evacuation properly, it is necessary to comprehensively and concretely determine the conditions of the leakage and atmospheric conditions and predict the consequences of the dispersed gases. Repeated training for emergencies is also essential. In order to realize effective evacuation, a prediction model of the evacuation area that anyone can use to obtain the same results both accurately and promptly is developed in the present study. The prediction model is designed such that the wind speed and atmospheric conditions are automatically set, and the leakage rate is the only input parameter, so that anyone can use the model easily. In addition, the model can also predict the atmospheric parameters for up to 3 h and can calculate the evacuation distance so that smooth evacuation can be achieved for changing atmospheric conditions. Finally, the evacuation area is defined by statistically analysed wind fluctuations, and a series of emergency evacuation measures is implemented.     

Research on OREMS-based large-scale emergency evacuation using vehicles

In densely populated urban areas, in the event of the toxic gases leak, how to accurately determine the risky zone and take effective measures to evacuate inhabitants quickly out of dangerous areas and minimize the unexpected losses is a tropical topic in China. First, the ALOHA code defined any interested accidents scenarios. For any different exposure times and concentrations, the distances down wind direction could be determined, which eventually generated the dead zone, wounded zone, injured zone and evacuation zone. Then, it presented the procedure of an emergency evacuation routes selection, the choice of the principle of refuges and shelters for evacuated inhabitants, as well as evacuation traffic organizations, vehicle assignments, real-time communications and other traffic evacuation strategies. Finally, the OREMS code was proposed to study the sudden leak accident and design emergency response policies (ERP). A sudden gaseous leakage incident in Tianjin Olympic stadium was chosen as an example to verify the raw ERP including the evacuation road network design, the evacuation time for vehicles, vehicle running conditions and the possible road congestions. Results showed that when the radium of the emergency evacuation scope is about 3 km, the time for evacuation of 50% vehicles is proper.     

重大毒气泄漏事故区域疏散分析系统设计与应用

为了对重大毒气泄漏事故的后果影响及相关疏散区域进行分析,构建基于GIS的重大毒气泄漏事故区域疏散分析系统,对区域疏散分析业务流程和数据流程进行分析,对系统总体结构和数据结构进行设计,并结合具体案例,进行扩散模拟,对事故影响区域以及区域疏散效果进行分析,研究结果表明:混合通知方式下的疏散效率最高,毒气泄漏事故发生后应尽早通知周边居民疏散。     

基于自适应蚁群算法的化工园区毒气泄漏事故疏散路径规划*

为了降低人员在化工园区毒气泄漏事故中的伤亡风险,提出1种综合考虑疏散路径距离和毒性负荷值的自适应蚁群算法。通过建立路径评价函数,将疏散路径的毒性负荷值引入蚁群算法中,改进算法的信息素更新策略,采用启发式因子自适应调整策略并改进算法的启发式函数。运用Matlab软件进行仿真,将算法应用到某化工园区毒气泄漏事故中。研究结果表明:该自适应蚁群算法可以保持较高的搜索速度,在寻找距离最短道路的同时避开毒性负荷较高的疏散路径,可为化工园区毒气泄漏事故的应急疏散路径规划提供参考。     

毒气泄漏扩散风险的参数不确定性分析

有毒气体泄漏扩散受很多不确定性因素的影响,为了分析和评估影响毒气泄漏扩散的风速和泄漏速率的变化和不确定性,采用蒙特卡罗模拟和基于Wilks公式容许限的非参数统计法,通过抽样计算得到“95/95准则”下的毒气泄漏扩散地面浓度分布,计算了有毒气体泄漏扩散的不同风险等级的影响范围和风险概率曲线。以氨气泄漏事故为例进行实例分析,结果表明,相对于以确定性参数得出的氨气泄漏扩散浓度分布,引入参数的不确定性评估,更能贴合泄漏现场存在不确定性因素的实际情况,更有利于人员的安全和应急疏散管理。     

毒气泄漏事故避难场所避难效果分析

有毒气体泄漏时,疏散和就地避难都是保护人员安全的有效行动。当疏散行动无效时,此时可考虑进行就地避难,应急决策者必须准确认识就地避难的可靠性。文中模拟分析了渗透吸附作用、换气次数、避难室空间体积、有效吸附面积对避难室内浓度的影响。结果表明,渗透吸附作用的存在明显降低了室内浓度,且强度越大浓度越低;换气次数越小,浓度越低;避难室空间越大,浓度越低,但影响不明显;吸附面积与空间体积之比越大,浓度下降越明显;毒负荷指数越大,规定暴露时间内避难室内毒负荷上升越缓慢。最后确定了特定场景下避难室最佳换气次数。