CN105373997A - 基于实时气象信息的危化品泄露事故疏散撤离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，构建危化品泄露的高斯模型和平板模型，并根据实时气象数据和传感数据对对危化品泄露模型进行修正，计算出影响区域内的防护目标和影响区域周围的疏散点；结合现有的道路网络拓扑关系，规划防护目标到疏散点的多个撤离路径；根据实时风向选择所采用的撤离路径。本发明的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法能够有效地提升危化品应急事故救援的能力，极大地降低了危化品泄露事故导致人员伤亡的危害；反映迅速，效率高。<b />
Description
技术领域
本发明涉及一种疏散撤离的路径规划方法，特别是涉及一种基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法。
背景技术
随着国家经济建设的快速发展，作为化工生产的原料、中间体及产品的危化品种类不断增加，在生产、经营、储存、运输和使用过程中发生的危化品泄漏事故也在不断增多。由于化学灾害事故情况复杂，波及范围广，极易造成环境污染，因此正确采用相应的疏散撤离方法变得尤为重要。
申请号为200910115304.1、发明名称为《危化品泄露扩散模型与GIS的集成展示方法》中公开了一种危化品泄露扩散模型与GIS的集成展示方法，其包括以下步骤：(1)、根据应急接报的多源信息，提取模型所需的参数数据，完成模型参数的设置；(2)、对用户选填的参数进行参数约束判断，评定各项数据内容的合法性以及数据之间的范围约束及空间约束；(3)、对有效的模型参数，进行模型计算，该过程分为两部分：(a)运用高斯模型进行网格计算，按照泄漏方式，有瞬时泄漏高斯模型和连续泄漏高斯模型，按照高斯模型的两种形式，采用二维的计算模式，计算给定泄漏源高度、泄漏源强度、风速、时间、地表类型、云量等条件下，危化品气体泄漏扩散范围、浓度随时间的变化，生成泄漏后空间网格中危化品的分布，即完成网格化的过程，生成网格数据文件；(b)应用关联性等值线提取算法提取等值线，就是对所生成的网格数据文件，应用等值线提取算法进行加工抽取，获得每一时间节点上不同浓度等级的等值线的空间坐标，形成危化品云团扩散等值线，即不同时刻等值线构成的时间序列，并生成相应的等值线数据文件，为GIS平台的动态模拟做准备；(4)、利用ArcGIS提供的资源、机制与方法，顺序访问等值线时间序列数据，转化为ArcGIS所支持的数据格式Element，按照时间序列的时间标识，采用不断绘制地图元素Element的方式，实现对模型结果的动态地图渲染，并添加易于理解的模型结果说明，模拟危化品扩散的整个物理过程；(5)、提供单次模型分析结果的数据存储，以备后用。
然而，上述技术方案仅仅提供单一模型及其分析结果，并且未考虑实时的传感和气象信息对模型结果的影响，并不能提供准确有效的疏散撤离方法，无法满足实际的应用需求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，基于实时气象数据和传感数据，通过建立危化品泄露事故模型和进行最优路径分析，动态修正危化品泄漏事故的影响区域，进而对影响区域内的防护目标进行最优路径疏散，从而指导应急救援决策。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，包括以下步骤：构建危化品泄露的高斯模型和平板模型，根据ERPGS标准计算出不同危险等级的危害区域；实时更新气象数据，如果气象数据发生变化，重新计算危化品泄露的高斯模型和平板模型，比较当前危化品泄露的高斯模型和平板模型与上一次计算的危化品泄露的高斯模型和平板模型的影响区域，若二者的差值超出预定的影响阈值，采用重新计算得到的危化品泄露的高斯模型和平板模型；实时更新传感数据，如果传感数据发生变化，重新计算危化品泄露的高斯模型和平板模型，比较当前危化品泄露的高斯模型和平板模型与上一次计算的危化品泄露的高斯模型和平板模型的影响区域，若二者的差值超出预定的影响阈值，采用重新计算得到的危化品泄露的高斯模型和平板模型；对已建立拓扑关系的防护目标点进行空间数据查询，计算出影响区域内的防护目标；对距影响区域一定距离内的疏散点进行空间数据查询，计算出影响区域周围的疏散点；结合现有的道路网络拓扑关系，规划防护目标到疏散点的多个撤离路径；根据实时风向选择所采用的撤离路径。
根据上述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其中：基于J2ee和Java的Math类环境，构建危化品泄露的高斯模型和平板模型。
根据上述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其中：所述高斯模型用于描述危险物质泄漏形成的非重气云扩散行为，包括烟羽模型和烟团模型；所述平板模型用于描述重气云的连续泄漏，假定气云在任何下风横截面处均为矩形分布，矩形空间范围内气云浓度分布场是均匀的，而在其他地方浓度为零。
根据上述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其中：所述气象数据包括风向、风速、气温和气压信息。
根据上述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其中：传感器设置在危化品存储装置上，所述传感数据包括传感时间、危化品的浓度、传感器的经纬度信息。
根据上述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其中：所述气象数据和传感数据通过WebService获取。
根据上述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其中：对影响区域周围2公里内的疏散点进行空间数据查询。
根据上述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其中：规划撤离路径时，需确定撤离路网信息和预计撤离时间。
根据上述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其中：根据实时风向选择所采用的撤离路径时，如果防护目标到疏散点的方向是下风向，则采用次优撤离路径；如果防护目标到疏散点的方向是上风向，则采用最优撤离路径。
根据上述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其中：还包括：输出路径规划结果。
如上所述，本发明的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，具有以下有益效果：
(1)提升危化品应急事故救援的能力；
(2)撤离最优路径极大地降低了危化品泄露事故导致人员伤亡的危害；
(3)反映迅速，效率高。
附图说明
图1显示为本发明的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
参照图1，本发明的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法包括以下步骤：
步骤S1、构建危化品泄露的高斯模型和平板模型，根据ERPGS标准计算出不同危险等级的影响区域。
其中，基于J2ee和Java的Math类环境，构建危化品泄露的高斯模型和平板模型。高斯模型用于描述危险物质泄漏形成的非重气云扩散行为，包括烟羽模型和烟团模型。其中烟羽模型适用于描述连续点源的扩散。烟羽模型假定烟羽水平风方向和垂直方向上的污染物浓度符合高斯分布，是模拟泄漏到大气中的污染物沿下风向扩散浓度分布的模型。该模型适用于蒸气扩散及液体转变为蒸气扩散。平板模型主要用于重气云的连续泄漏，假定气云在任何下风横截面处均为矩形分布的简单形状，矩形空间范围内气云浓度分布场是均匀的，而在其他地方浓度为零。
ERPGS是美国工业卫生协会颁布的应急反应计划指南，定义了人暴露于不同浓度的危化品一小时后，对人健康的影响。
步骤S2、实时更新气象数据，如果气象数据发生变化，重新计算危化品泄露的高斯模型和平板模型，比较当前危化品泄露的高斯模型和平板模型与上一次计算的危化品泄露的高斯模型和平板模型的影响区域，若二者的差值超出预定的影响阈值，采用重新计算得到的危化品泄露的高斯模型和平板模型。
其中，气象数据包括风向、风速、气温和气压信息。本发明中通过WebService读取气象数据。WebService是一个平台独立的、低耦合的、自包含的、基于可编程的web的应用程序，可使用开放的XML(标准通用标记语言下的一个子集)标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序，用于开发分布式的互操作的应用程序。
步骤S3、实时更新传感数据，如果传感数据发生变化，重新计算危化品泄露的高斯模型和平板模型，比较当前危化品泄露的高斯模型和平板模型与上一次计算的危化品泄露的高斯模型和平板模型的影响区域，若二者的差值超出预定的影响阈值，采用重新计算得到的危化品泄露的高斯模型和平板模型。
其中，传感器设置在危化品存储装置上。传感数据包括传感时间、危化品的浓度、传感器的经纬度信息。本发明中通过WebService读取传感数据。WebService是一个平台独立的、低耦合的、自包含的、基于可编程的web的应用程序，可使用开放的XML(标准通用标记语言下的一个子集)标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序，用于开发分布式的互操作的应用程序。
步骤S4、结合泄露影响区域的缓冲区结果，对已建立拓扑关系的防护目标点进行空间数据查询，计算出影响区域内的防护目标。
步骤S5、结合泄露影响区域的缓冲区结果，对距影响区域一定距离内的疏散点进行空间数据查询，计算出影响区域周围的疏散点。
通常，对影响区域周围2公里内的疏散点进行空间数据查询。
步骤S6、结合现有的道路网络拓扑关系，规划防护目标向疏散点的多个撤离路径。
其中，规划撤离路径时，需确定撤离路网信息和预计撤离时间。
步骤S7、根据实时风向选择所采用的撤离路径。
具体地，如果防护目标到疏散点的方向是下风向，则采用次优撤离路径；如果防护目标到疏散点的方向是上风向，则采用最优撤离路径。
优选地，本发明还包括步骤S8、输出路径规划结果。
综上所述，本发明的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法能够有效地提升危化品应急事故救援的能力，极大地降低了危化品泄露事故导致人员伤亡的危害；反映迅速，效率高。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建危化品泄露的高斯模型和平板模型，根据ERPGS标准计算出不同危险等级的影响区域；
实时更新气象数据，如果气象数据发生变化，重新计算危化品泄露的高斯模型和平板模型，比较当前危化品泄露的高斯模型和平板模型与上一次计算的危化品泄露的高斯模型和平板模型的影响区域，若二者的差值超出预定的影响阈值，采用重新计算得到的危化品泄露的高斯模型和平板模型；
实时更新传感数据，如果传感数据发生变化，重新计算危化品泄露的高斯模型和平板模型，比较当前危化品泄露的高斯模型和平板模型与上一次计算的危化品泄露的高斯模型和平板模型的影响区域，若二者的差值超出预定的影响阈值，采用重新计算得到的危化品泄露的高斯模型和平板模型；
对已建立拓扑关系的防护目标点进行空间数据查询，计算出影响区域内的防护目标；
对距影响区域一定距离内的疏散点进行空间数据查询，计算出影响区域周围的疏散点；
结合现有的道路网络拓扑关系，规划防护目标到疏散点的多个撤离路径；
根据实时风向选择所采用的撤离路径。
2.根据权利要求1所述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其特征在于：基于J2ee和Java的Math类环境，构建危化品泄露的高斯模型和平板模型。
3.根据权利要求1所述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其特征在于：所述高斯模型用于描述危险物质泄漏形成的非重气云扩散行为，包括烟羽模型和烟团模型；所述平板模型用于描述重气云的连续泄漏，假定气云在任何下风横截面处均为矩形分布，矩形空间范围内气云浓度分布场是均匀的，而在其他地方浓度为零。
4.根据权利要求1所述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其特征在于：所述气象数据包括风向、风速、气温和气压信息。
5.根据权利要求1所述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其特征在于：传感器设置在危化品存储装置上，所述传感数据包括传感时间、危化品的浓度、传感器的经纬度信息。
6.根据权利要求1所述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其特征在于：所述气象数据和传感数据通过WebService获取。
7.根据权利要求1所述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其特征在于：对影响区域周围2公里内的疏散点进行空间数据查询。
8.根据权利要求1所述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其特征在于：规划撤离路径时，需确定撤离路网信息和预计撤离时间。
9.根据权利要求1所述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其特征在于：根据实时风向选择所采用的撤离路径时，如果防护目标到疏散点的方向是下风向，则采用次优撤离路径；如果防护目标到疏散点的方向是上风向，则采用最优撤离路径。
10.根据权利要求1所述的基于实时气象信息的危化品泄漏事故疏散撤离方法，其特征在于：还包括：输出路径规划结果。
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