Review on the emergency evacuation in chemicals-concentrated areas

For serious accidents such as toxic/flammable release, fire and explosion in chemicals-concentrated areas, one primary issue is to evacuate on-site workers from potential affected zones. In this paper, based on corresponding reports, photos and videos, some accidents involving emergency evacuation are firstly investigated to present important and interesting problems to be considered in practice. These problems are summarized into three kinds of aspects including the poor efficiency of emergency plans, the low accuracy and high time-consuming calculation for evacuation route planning, and the neglection of evacuee's behavior and decision-making. Two main factors influencing the behavior and decision-making of evacuees are concluded as potential risk and impact from hazard sources, and the visibility at different locations. Then, the literature with respect to the emergency evacuation under toxic gas leakage, fire and visibility-limited conditions are reviewed. The key problems are related to ignoring the time-consuming requirement in emergency activities and domino effects of accidents, and the oversimplification of corresponding models. At last, from the famous cellular automata (CA) for emergency evacuation and atmospheric dispersion, a new general research framework for evacuation in chemicals-concentrated areas is proposed. It relies strongly on the quantitative assessment of risk, the establishment of individual visibility field, the use of CA coupled with artificial neural networks, and the optimal route planning. This paper could be useful for realistic problems on emergency evacuation in chemicals-concentrated areas.     

跨区域应急协作视角下化工园区空间布局的失衡与应对策略分析

随着工业化进程加快,我国化工园区呈现出数量逐年递增且集中分布的态势,增加了跨区域重大突发事件的风险,如何实现跨区域的应急协作成为化工园区安全规划所面临的重点与难点问题之一。基于此,搜集近15 a全国化工园区的安全事故,采用自组织特征映射神经网络分类方法与多元回归模型研究全国范围内化工园区安全事故的空间分布规律及影响因素,进而从风险分布与应急协作需求的匹配性角度讨论我国现有应急协作机制存在的潜在问题。研究结果表明:我国化工园区整体空间布局呈现出以区域优势为导向的趋势,其选址大多忽略了化工园区集中区域的高风险与应急能力不足的问题,这种布局的失衡使得政府无法形成高效的跨区域应急协作体制;化工园区数量上的增加并非是导致危机事故的主要原因,强调了化工园区自身特征与危机事故严重程度的相关性,区域间应急联动协作在化工园区危机应对过程中的重要作用;最后,从空间布局、跨区域协作角度提出化工园区区域应急协作的相应政策建议。     

爆炸超压场景下危化品社会风险对允许规划人口密度的影响分析*

为研究危化品重大危险源基于社会风险基准的规划管控影响,采用我国标准规定的定量风险评价方法,TNT当量炸药简化方法,针对最大TNT当量炸药、事故发生总累计频率、人口密度分布控制参数等不同工况条件,对比分析国土开发强度的允许人口密度受社会风险约束影响的变化规律。研究结果表明:人口密度指数分布控制参数Nk与Nb的允许取值随最大TNT当量炸药和事故发生总累计频率降低而提高;确定工况下,允许总人口规模受最大TNT当量炸药影响很小;在最大TNT当量炸药大于100 t或事故发生总累计频率小于1×10-8次/a时可按最大事故场景进行规划控制分析。     

基于多周期的危险品多式联运路径优化研究

为了更有效地规划危险品运输路线，研究了由多个路径期组成的危险品公铁联运网络扩张问题。以总成本和风险最低为目标，建立混合整数概率鲁棒模型，利用模拟退火算法对模型进行求解，并将多周期动态规划方法与单周期方法进行对比，分析了多周期动态规划方法对危险品联运网络以及路径决策的影响。研究结果表明:规划危险品的运输路线时，采用多周期的公铁联运网络，总运输成本明显优于单周期规划方法。     

化工园区安全规划方法与程序研究

针对我国化工园区急剧发展,且无统一的安全规划方法指导的现状,分析了化工园区安全规划的目的、指导思想与一般原则;对国外常用的"基于安全距离"、"基于后果"和"基于风险"等3种安全规划技术方法进行比较研究,给出基于区域性定量风险评价方法的化工园区安全规划技术思路;进而提出了化工园区安全规划应至少包括化工园区工厂选址与土地使用安全规划、化工园区安全管理模式研究和化工园区应急体系建设及应急预案编制等3项内容,并给出了化工园区安全规划的基本程序。笔者建议,将化工园区安全规划的内容纳入化工园区的总体规划,在化工园区规划、开发和建设过程中编制化工园区安全规划。     

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。     

人员疏散准备时间及其对火灾风险评估结果的影响

火灾时人员的有效避难评估是火灾风险评估中的重要组成部分.作为人员疏散时间中重要组成部分的疏散准备时间服从概率分布,而通常计算中往往将其简单取为常数.将人员疏散准备时间简单取为常数时,有可能产生模拟计算结果比实际偏差大、疏散情形与真实情况不符的情况.以一座办公建筑为例进行了计算,将人员疏散准备时间简单取为常数时与人员疏散时间服从正态分布的情况进行了比较,并分析了对火灾风险评估结果的影响.     

Minimizing concentrated malodorous gases from a sulphate pulp mill by applying some risk analysis methods

The significance of accidental releases has increased during the past few years. The reason for this is that the level of continuous process emission has gone down, partly due to more stringent environmental regulations and partly due to technical improvements. The aim of the study was to minimize accidental releases from a sulphate pulp mill. Some well-known methods of risk analysis were used as a tool. This article presents the application of risk analysis to reduce accidental releases of concentrated malodorous gases from a sulphate pulp mill. This particular objective was chosen not only because of the inconvenience caused by the smell but also the possible health hazards which have been of growing concern recently. In this study, risk analysis has proved to be a recommendable tool in environmental protection of sulphate pulp mills. However, only thorough advance planning before analysis begins can guarantee the most efficient and beneficial results of risk analysis. The aim of the examination and the resources available have an effect on the selection of the method and also on the level of examination.     

基于图论的海洋平台连锁风险评价

为控制海洋平台连锁风险,基于图论(GT),提出一种新型定性风险评价方法,将分析对象的复杂风险分析转化为图形分析运算。该方法综合考虑研究对象的风险,重点考虑事故可能的发展模式,建立并转换可能发生的事故的连锁图,用图论算法进行图形运算,得到造成结果事故发生的关键路径、最短路径和点割集,设置并优化安全屏障,防止初始事故发生。最后,结合墨西哥湾事故,建立事故连锁图,通过图形变换与运算得到2条最短路径、3条关键路径和2个点割集,并提出风险控制措施。     

煤矿瓦斯爆炸事故隐患及风险的表征方法

为治理煤矿瓦斯爆炸事故隐患,管控其风险大小,基于证据对瓦斯爆炸事故隐患进行了系统辨识,利用逻辑图分析了隐患之间的耦合关系和风险演化路径;从事件发生的可能性、事件自身的严重性以及受体的暴露程度3个方面对瓦斯爆炸风险进行表征,并提出三维风险矩阵对事故风险进行分级评价。该方法可以为瓦斯爆炸事故隐患辨识、风险分析、风险评价以及设计事故预防措施提供借鉴。     

化工园区对周围居民造成危害的风险控制研究

为客观地分析化工园区对其内部及周围居民带来的风险情况,改善化工园区与居民之间的不和谐状况,介绍了目前我国化工园区发展及分布的现状,针对区域风险控制理论研究比较缺乏的情况,分析了化工园区目前存在的主要问题。化工园区在建设施工及正常生产过程中,会给周围居民带来一定程度的风险,通过对风险因素的辨识及周围居民对风险感知情况的研究,提出了化工园区在园区层面应该采取减少对周围居民危害的相关控制措施。     

公共建筑火灾风险评价方法研究

建筑物的火灾危险度包括火灾对建筑物本身的破坏以及对建筑物内部人员伤害两个方面.本文在古斯塔夫火灾危险度法和层次分析法的基础上,采用模糊数学中的一些方法对火灾危险源进行处理.将火灾风险定义若干因子,每个因子对应火灾危险源的不同特性.通过评价得出建筑物所属的安全等级以及一定区域内建筑火灾风险的排序.在评价过程中考虑控制风险的力量,特别是消防队控制风险的力量对建筑物火灾风险的影响,使评估结果更加合理准确.该方法可以使消防部队快捷迅速的了解辖区内重要公共建筑的安全情况,以及如何合理的布置消防站点,降低城市区域风险.     

基于Cloud-BIM和UWB的施工现场智能安全系统研究

为了应对目前施工现场安全管理方面的不足,提出1套能够实现事前化、实时可视化的施工现场智能安全系统解决方案,该系统从现状分析和实际需求入手,利用Cloud-BIM、UWB、ZigBee和人工势场法等技术方法的集成,在人员即时定位、危险源和危险区域识别与分析的基础上,完成信息协同、实时定位、危险预警和路径规划4部分模块的系统架构,实现场地分析、危险预警以及对人、材、机的静止堆放和移动路径的分析规划。研究表明:该系统的应用能够降低施工现场不安全现象发生的频率,从整体上提高现场安全管理水平。     

油品储罐区风险评价技术研究

本文通过分析影响储罐安全的五大因素18项指标,系统建立了单个油品储罐的安全评价指标体系,采用层次分析-模糊综合评价方法,实现单个油品储罐的安全状况分级。并结合区域定量风险评价方法,实现对油品储罐区的整体风险评价。以某油品储罐区为例,利用建立的指标体系与区域风险评价方法,给出了单个储罐安全等级以及储罐区个人风险等值线分布图和社会风险曲线。更全面的给出了储罐区单个储罐与罐区整体不同层次的风险状况,为油品储罐区规划,管理及事故预防和应急救援提供依据。     

基于风险梯度的化工企业事故风险定量评估

为了定量分析区域内重大危险源所构成的风险,为事故风险防控提供科学依据,基于风险场理论对某区域内2家化工企业进行风险分析,得出2家企业所对应的风险值计算公式,并生成2家企业所对应的风险等值面和风险等值线;引入最速下降法,利用负梯度搜寻风险的最快下降方向,得出事故的最优风险降低路径。研究结果表明:甲企业中接近1/2的区域为Ⅲ级风险区域,其余区域为Ⅱ级风险区域,乙企业中大部分区域为Ⅱ级风险区域,仅少部分区域属于Ⅲ级风险区域。相较而言,乙企业中5条最优风险降低路径里程更短,人员分配情况更为合理,更具安全优势;甲企业事故风险更大,更需要完善相关安全措施以免发生事故。     

基于斜坡单元的浅层滑坡风险区划——以华南松岗河小流域为例

针对华南丘陵山区浅层滑坡灾害的形成机理及特征,对滑坡风险影响因素进行重点研究和筛选,提出了丘陵山区浅层滑坡灾害风险分析指标体系及其区划方法。从浅层滑坡的发生机理出发,选用斜坡单元作为山区滑坡灾害风险区划的基本单元,并利用DEM完成单元的划分。将影响滑坡灾害形成的地形起伏度、坡度、坡向、岩土结构面特征、地层岩性、风化层厚度、开垦切坡强度、居民点切坡强度、道路切坡强度九项因子作为小流域山区滑坡灾害的危险性指标,以道路密度、建设强度和开垦强度指数作为易损性指标,建立浅层滑坡灾害风险评价指标体系。最后,通过风险评价模型进行风险评价和区划。     

“Total risk of death”—Towards a common and usable basis for consequence assessment

Assessment of the risk of exposure to a “dangerous dose” (DD) is the basis of the UK Health and Safety Executive's HSE's current risk assessments for land-use planning (LUP). Some years ago, a hybrid approach using both DD and “significant likelihood of death” (SLOD) was proposed as an improvement, but was not adopted.Here, an alternative, weighted multiple threshold approach, provisionally titled “total risk of death” (TROD), is described. TROD improves the comparability of assessed risks from diverse hazards. This is achieved by first performing assessments for more than one threshold of consequence (such as DD assessment and SLOD assessment). The predicted risk for each threshold is then combined into a single risk value (at a specified location) by weighting the contributions to risk according to the predicted consequences for each threshold.This paper makes the case, in principle, for using TROD and illustrates how TROD values are constructed.TROD overcomes some of the objections that have barred progress to more widespread use of risk assessment, it is more comparable between different installations and hazards than DD, it is more sensitive than SLOD and more adaptable than probits (which can introduce a false sense of precision). It could support more direct comparison with other risks (e.g. everyday risks and transport risks) in the future.The appropriate “weightings” for addition of risks predicted for different consequence thresholds (contributing to TROD) are discussed here. A three-threshold scheme for evaluation of TROD is described. The thresholds are DD (assumed to approximate to a dose leading to ～1% fatal consequences or LD₁), LD₁₀, and SLOD (～LD₅₀).TROD has been used in HSE sponsored research and in HSE's exploration of societal risks.     

化工园区安全规划发展历史回顾

系统回顾了化工园区安全规划的发展历史,简要介绍不同国家化工园区安全规划的分区制思想以及相应的法律法规要求。以1970年代中期为界,化工园区安全规划历史大体可分为两个阶段。第一阶段基本确立了土地利用规划分区制的思想,风险越大,工业活动就建设在距人居环境越远的区域。但由于没有量化的理论和方法支持,因此,不能准确确定合适的安全距离。第二阶段从科学的土地利用规划开始并得益于定量风险评价的日趋成熟和广泛使用。由于能够定量计算出比较准确的安全距离和可承受风险,因而可以更好地进行工业活动分区和安全规划。目前单纯基于风险的安全规划暴露出一定的局限性,人们不仅要考虑工业活动的潜在风险,而且需要综合考虑经济、社会、环境、生态以及人文历史等诸多因素,因此,急需研究能够综合处理复杂问题的安全规划理论和方法。回顾历史并分析和比较,笔者认为,科学的安全规划是预防重特大事故的根本措施之一,健全的法制基础是实施安全规划的必要保障,风险评价技术是实施安全规划的有力武器。取得的研究成果对我国化工园区以及其他工业园区的建设具有一定的借鉴和启迪作用。     

Interactions of risk analysis and contingency planning in risk management

Risk management entails knowledge of the risk and how best to reduce it; its objective is to minimize losses arising from existing or potential risk. With effective contingency planning, risk analysis and its corollary, consequence analysis, can contribute synergistically to improved risk management. Until recently, risk analysis and contingency or emergency response planning were considered distinct disciplines with little interactive potential. Fortunately, industry now recognizes that linking the two can help ensure public safety as well as preserve the financial integrity of plant owners. Both areas are receiving increased and well-deserved attention; several incidents in recent years have demonstrated that losses could have been greatly reduced if better precautions and procedures had been in place as a result of risk analysis and contingency planning.     

事故隐患两阶段风险评价方法的研究

以事故隐患为研究对象,对当前各类事故隐患评价方法进行研讨,指出在事故隐患风险评价中存在的4个问题;提出把事故隐患风险评价分为事故隐患形成过程和事故隐患发展过程两个阶段进行;引入事故隐患可控性、事故隐患危害性等评价指标,建立新的评价指标体系,从而更为准确地评价事故隐患的风险性。将该评价方法在交通建设行业中应用,依据行业特征,将交通建设行业事故隐患分为5个风险等级。