CN106023035A - 毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估方法，包括：采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc；根据所述毒性负荷Pc与所述有毒气体的种类计算疏散个体的致死概率Pr；根据致死概率Pr获得疏散个体的死亡率Pd，然后根据疏散个体的死亡率Pd，判断在设定的疏散路径的人员疏散安全程度。本申请还提供了一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域的评估方法，以及毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估装置和设备。
Description
技术领域
本发明涉及生产事故的安全评估领域，具体涉及一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估方法，相应于上述方法，本发明还涉及毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估装置及设备；本发明同时涉及一种毒气泄漏事故下的人员疏散的安全区域的评估方法以及装置。
背景技术
建立在居住区周边的大型化工厂、含毒物质的存储点，穿过居住区的天然气输送管道都潜在的存在发生事故的可能性，当发生安全事故时，事故源会释放出大量有毒有害气体，这些毒有害气体会随风向周边扩散，对周边环境、居民带来巨大伤害。当事故发生时的人员疏散是应对这种突发事故的有效方案之一，在人员疏散方案选择时，如何建立科学有效的安全疏散评估方法评估人员疏散的安全性是我们要解决的问题。
目前国内采用的人员安全疏散评估方法主要以基于瞬间致死浓度时间判别法为主，该方法主要基于瞬间致死浓度时间来进行来判断可用疏散时间大于必须疏散时间作为是否安全的评判标准，但是这种方法具有一定的局限性，主要表现在：1)该方法假设的前提是人员疏散的路径朝向远离泄漏源的方向，但实际情况有些疏散道路需要往回走一段(距离泄漏源)然后才能向外疏散，这种情况下，导致评估结果是安全的，而实际可能非常危险；2)该方法假设某一瞬间致死浓度为危险值，然后进行疏散，而实际情况是人承受超限剂量下就会死亡，瞬间致死浓度致死只是其中一种现象，这就导致该方法没有考虑到低浓度死亡情况，评估结果可信度不足；3)该方法没有考虑疏散过程中人是一个活动物体，在运动过程中，其时间地点及所遭受浓度也不一样，这样导致该方法评估结果往往与事实不符。
发明内容
本申请提供一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估方法，克服了现有安全评估方法中仅考虑瞬间致死浓度及疏散人员疏散方向单一的缺陷；同时，本申请还提供了一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域的评估方法。
本申请提供的一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估方法，包括：
采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；
模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；
计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc；
根据所述毒性负荷Pc与所述有毒气体的种类计算疏散个体的致死概率Pr；
根据致死概率Pr获得疏散个体的死亡率Pd，然后根据疏散个体的死亡率Pd，判断在设定的疏散路径的人员疏散安全程度。
可选的，所述毒性负荷Pc可以表示为：
Pc＝∫(Cl,t)ndt
其中，l为疏散个体的空间位置，以m为单位；
t是暴露时间，即疏散个体滞留在有毒气体的浓度场内的时间，以min为单位；
Cl,t是在空间位置l，时间为t的时刻的有毒气体的浓度值，以ppm为单位；
n是与所述有毒气体相关的危险参数。
可选的，所述致死概率Pr与所述毒性负荷Pc的自然对数值呈线性关系。
可选的，对于离散性数据，所述计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc的步骤包括：
以有毒气体开始泄漏的时刻为时间零点，根据模拟疏散结果获得疏散个体在时间t为△T、2△T、3△T、····、m△T时的疏散个体的空间位置：lx(△T),y(△T)、lx(2△T),y(2△T)、lx(3△T),y(3△T)、····、lx(2△T),y(2△T)；其中m为大于0的自然数；
根据模拟的含毒介质浓度场，获得上述疏散个体的空间位置所对应的含毒介质浓度：Cx(△T),y(△T)、Cx(2△T),y(2△T)、Cx(3△T),y(3△T)、····、Cx(m△T),y(m△T)；
根据毒性负荷计算公式，获得疏散个体在时间t为△T、2△T、3△T、····、m△T时毒性负荷分别是：
(Cx(ΔT),y(ΔT))nΔT、
所述疏散个体在整个疏散过程中的总毒性负荷ΣPc为上述时间的毒性负荷的累加。
可选的，对于离散性数据，所述计算疏散个体的致死概率Pr的步骤包括：
根据所述毒性气体的种类，确定危险参数a和b；
根据所述致死概率Pr与所述毒性负荷Pc的关系Pr＝a+bln(ΣPc)计算疏散个体的致死概率Pr。
可选的，所述模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，需要预先确定疏散响应时间；所述疏散响应时间是从有毒气体泄漏开始泄漏到人员疏散开始的时间。
可选的，所述模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，需要考虑不同疏散个体的移动速度不同。
一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估装置，包括：
浓度场模拟单元，用于采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；
疏散路径模拟单元，用于模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；
致死概率计算单元，用于计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc；然后根据所述毒性负荷Pc与所述有毒气体的种类计算疏散个体的致死概率Pr；
安全程度判断单元，根据致死概率Pr获得疏散个体的死亡率Pd，然后根据疏散个体的死亡率Pd，判断在设定的疏散路径的人员疏散安全程度。
一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域评估方法，包括：
采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；
设定人员疏散的起始点和多个可行疏散路径；
从多个可行疏散路径找出最佳疏散路径，并计算在最佳疏散路径的疏散个体的最佳路径毒性负荷Pcmin；
根据所述最佳路径毒性负荷Pcmin与所述有毒气体的种类计算疏散个体的最佳路径致死概率Prmin；
根据最佳路径致死概率Prmin获得疏散个体的最佳路径死亡率Pd，然后根据最佳路径死亡率Pd，判断所述人员疏散的起始点的安全程度。
可选的，所述从多个可行疏散路径找出最佳疏散路径的步骤包括：
模拟沿所述可行疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；
计算并比较在所述可行疏散路径的毒性负荷Pc，找到最佳疏散路径；所述最佳疏散路径即疏散个体的毒性负荷Pc最小的可行疏散路径。
可选的，所述根据最佳路径死亡率Pd，判断所述人员疏散的起始点的安全程度包括：
当Pd＞0.001％时，所述人员疏散的起始点在危险区域，无法通过疏散保证安全；
当Pd≤0.001％，所述人员疏散的起始点在疏散安全区域，通过疏散，能够保证其安全。
一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域评估装置，包括：
浓度场模拟单元，用于采用扩散泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；
疏散路径设定单元，用于设定人员疏散的起始点和多个可行疏散路径；
最佳路径寻找单元，用于从多个可行疏散路径找出最佳疏散路径；
最佳路径致死概率计算单元，计算在最佳疏散路径的疏散个体的最佳路径毒性负荷Pcmin，然后根据所述最佳路径毒性负荷Pcmin与所述有毒气体的种类计算疏散个体的最佳路径致死概率Prmin；
安全区域判断单元，用于根据最佳路径致死概率Prmin，判断所述人员疏散的起始点的安全程度。
可选的，所述最佳路径寻找单元包括：
可行路径模拟子单元，用于模拟沿所述可行疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；
毒性负荷比较子单元，用于计算并比较在所述可行疏散路径的毒性负荷Pc，找到最佳疏散路径；所述最佳疏散路径即疏散个体的毒性负荷Pc最小的可行疏散路径。
一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
显示器；
处理器；
存储器，用于存储毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估方法，所述方法包括采用扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc；根据所述毒性负荷Pc与所述有毒气体的种类计算疏散个体的致死概率Pr；根据致死概率Pr获得疏散个体的死亡率Pd，然后根据疏散个体的死亡率Pd，判断在设定的疏散路径的人员疏散安全程度。
与现有技术相比，本申请具有以下优点：
首先，本申请模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，即疏散个体在疏散开始后的空间位置时变化的，且疏散路径不再是单一的背离泄漏源的方向，而是与实际疏散路径相同，沿着疏散路径，在某些情况下，疏散个体在某个时间点可能更接近泄漏源，而这是符合实际情况的。
其次，考虑到疏散人员在低于瞬间致死浓度的有毒气体环境中，毒性负荷Pc是一个累积的过程，即当暴露在低浓度有毒气体的时间足够长时，同样会有生命危险，本申请使用毒性负荷的累积引起的致死概率而不是瞬间致死浓度作为安全评估的标准，使得本申请的安全评估方法更为全面。
本申请采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即有毒气体的浓度是与空间位置和时间相关的；而且，考虑到在疏散过程中疏散个体是一个活动物体，即在疏散过程中疏散个体的毒性负荷不仅与有毒气体的浓度分布状况相关，而且与疏散个体的疏散路径相关。
附图说明
图1是本申请的第一实施例提供的人员疏散安全评估方法的流程图；
图2是离散数据下疏散个体的毒性负荷Pc的计算过程流程图；
图3是本申请的第一实施例提供的疏散路径和选点分布图；
图4是本申请的第一实施例提供的从下风向300m位置疏散人员致死概率图；
图5是本申请的第一实施例提供的从下风向600m位置疏散人员致死概率图；
图6是本申请的第二实施例提供的人员疏散安全评估装置的示意图；
图7是本申请的第三实施例提供的毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域评估方法的流程图；
图8是从多个可行疏散路径找出最佳疏散路径的流程图；
图9是本申请的第四实施例提供的毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域评估装置的示意图；
图10是本申请的第四实施例提供的最佳路径寻找单元的示意图；
图11是本申请的第五实施例提供的毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估的电子设备的组成示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本申请的第一实施例提供了一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估方法，图1是本申请的第一实施例提供的人员疏散安全评估方法的流程图。
如图1所示，所述安全评估方法包括：
S101，采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况。
发生泄漏以后，有毒气体在空气中的传播与许多因素有关，首先是泄漏源源强和有毒气体本身的物理化学特性，泄漏源源强包括泄漏量和泄漏速度，有毒气体本身的物理化学特性包括：密度，黏度，是否与空气中的其他成分发生化学反应等；其次是当时、当地的气候状况，如温湿度、风力、风向等等；还有就是当地的地形地貌。在三维模型的建立和模拟计算中，对于一个确定的泄漏源，有毒气体的种类、当地的地形地貌是确定的，在泄漏量足够大和泄漏速度足够快的假设条件下，对有毒气体时间序列的空间浓度分布影响最大的变量就是风力和风向。
本申请的第一实施例考虑到各种风力和风向的多种组合，计算出在每种风力风向组合条件下有毒气体的与时间相关的空间浓度分布状况，即浓度场。
在所述浓度场中，坐标原点设为有毒气体的泄漏点或泄漏点之一，时间零点是泄漏开始的时刻。对于任何一种风力和风向组合，给出位置坐标，在某时间点的有毒气体浓度都可以在浓度场中找到。例如，北偏南20°方向，5级风的扩散条件下，在泄漏开始后30分钟时刻，在距离泄漏点以北300米，以南300米的位置上的有毒气体浓度为2x104ppm。
S103，模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置。
疏散路径是疏散个体远离泄漏点的可行逃生路径，如建筑物内的安全通道，体育场馆的出口、城市中的街巷或者旷野中的可通行的小路，每个潜在的危险泄漏点都需要规划出若干疏散路径且有明确标示，以防疏散个体在逃生中选择错误的路径。
疏散个体在疏散路径的前进速度与疏散个体的移动速度和疏散路径的通过速度相关。疏散路径的通过速度通常由疏散路径中的瓶颈的通过速度决定，如只有一个出口的体育馆，当体育馆内人很多时，唯一的出口就成了疏散路径中的瓶颈，该出口的通过速度会大大影响疏散个体在疏散路径上的前进速度；疏散个体的移动速度是另外一个重要影响因素，显而易见，疏散个体的移动速度越快，受有毒气体的伤害越小。
在本申请的第一实施例中，将疏散个体的移动速度分类，分成正常成人的移动速度和慢于常人的移动速度，慢于常人的移动速度通常指老人、幼童或残疾人的移动速度，通常他们的移动速度只有正常成人的1/4-1/3。
从有毒气体泄漏开始泄漏到人员疏散开始会需要一段时间，即疏散响应时间，在本申请的第一实施例中，疏散响应时间为5分钟。
按照沿设定疏散路径的人员疏散过程的模拟结果，可以获得疏散个体在不同时间的空间位置坐标l(x,y)，其中，x和y是相对于泄漏点(坐标原点)的距离，以米(m)为单位，如，最慢的疏散个体在泄漏开始后30分钟时刻的坐标为l(500m,600m)，即在距离泄漏点(坐标原点)东500米，北600米的位置。
S105，计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc。
毒性负荷Pc是有毒气体浓度与暴露时间的乘积，当有毒气体浓度是与时间相关的函数时，所述毒性负荷Pc可以表示为：
Pc＝∫(Cl,t)ndt
其中，l为疏散个体的空间位置，以m为单位；
t是暴露时间，即疏散个体滞留在有毒气体的浓度场内的时间，以min为单位；
Cl,t是在空间位置l，时间为t的时刻的有毒气体的浓度值，以ppm为单位；
n是与所述有毒气体相关的危险参数，例如，对于硫化氢(H2S)气体来说，n＝3.5。
S107，根据所述毒性负荷Pc与所述有毒气体的种类计算疏散个体的致死概率Pr。
所述致死概率Pr与所述毒性负荷Pc的自然对数值呈线性关系，即毒性负荷Pc越大，致死概率Pr越大。
所述致死概率Pr与所述毒性负荷Pc的关系可以用表达式表示为：
Pr＝a+bln(Pc)
这里a、b是危险参数，与毒性气体的种类相关，例如，对于硫化氢(H2S)气体来说，a＝-29.415，b＝1.443。
S109，根据致死概率Pr，判断在设定的疏散路径的人员疏散安全程度。
根据致死概率Pr，可以获得与之对应的死亡率Pd，Pr与死亡率Pd的对应关系可以通过查表获得，在这里不再赘述。
死亡率Pd反映了疏散个体沿所述设定的疏散路径疏散时死亡的可能性，死亡率Pd越小，疏散个体死亡的可能性越低。当然，我们希望在最恶劣的风力和风向条件下，行动最慢的疏散个体也不会死亡。
在上述步骤S105中，实际计算过程中很难得到毒性负荷Pc的精确解，利用计算机进行模拟时，需要利用差分的方法将上述连续的积分计算转化为离散数据的差分计算。图2是离散数据下疏散个体的毒性负荷Pc的计算流程图，如图2所示，在设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc的计算过程包括：
S201，以疏散个体开始疏散的时刻为疏散零点，根据模拟疏散结果获得疏散个体在时间t为△T、2△T、3△T、····、m△T时的疏散个体的空间位置：lx(△T),y(△T)、lx(2△T),y(2△T)、lx(3△T),y(3△T)、····、lx(2△T),y(2△T)。
为了计算方便，以有毒气体开始泄漏的时刻为时间零点，当时间t<疏散响应时间时，疏散个体的位置坐标为l(0,0)，即原地未动；当开始疏散时，沿设定的疏散路径，可以获得疏散个体的空间位置，即相对于泄漏点的位置坐标。
S203，根据毒性负荷计算公式，获得疏散个体在时间t为△T、2△T、3△T、····、m△T时毒性负荷分别是：
(Cx(ΔT),y(ΔT))nΔT、
上述Cx(△T),y(△T)、Cx(2△T),y(2△T)、Cx(3△T),y(3△T)····可以通过浓度场的模拟数据获得。
m是大于0的自然数，如果用时间T代表疏散个体从泄漏开始到逃出有毒区域的总时间，时间T被分成m等分，在时间T一定的情况下，m越大，△T越小，△T越小，用差分格式表达的毒性负荷越接近真实值，误差越小。
在上述毒性负荷的表达式中采用了一元前差的差分格式获得，在其他实施例中，以可以采用其他差分格式，如：一阶向后差分、一阶精度、一阶中心差分、二阶中心差分、二阶精度等。
S205，将上述时间的毒性负荷的累加获得所述疏散个体在整个疏散过程中的总毒性负荷ΣPc。
同理，上述步骤S107中，对于离散性数据，所述计算疏散个体的致死概率Pr的步骤包括：
根据所述毒性气体的种类，确定危险参数a和b。
根据所述致死概率Pr与所述毒性负荷Pc的关系Pr＝a+bln(ΣPc)计算疏散个体的致死概率Pr。
下面从本申请的第一实施例中选取的两个评估实例，从特定的疏散点，即下风向300米和下风向600米开始，沿特定疏散路径疏散的安全评价结果。
图3是本申请的第一实施例提供的疏散路径和选点分布图。
如图3所示，1代表泄漏点，2代表硫化氢(H2S)气体的弥漫区域，不同的填充代表硫化氢气体的浓度不同，3代表设定的疏散路径。
所述选点即选取的疏散个体在时间为△T、2△T、3△T、····、m△T时的位置l1、l2、l3、····、lm，本申请的实施例中，m＝26，即在疏散路径上选取了26个点。
图4是本申请的第一实施例提供的从下风向300m位置疏散人员致死概率图。
如图4所示，图中左边的坐标为疏散个体在疏散过程中的毒性负荷的累计量，右边为疏散个体在疏散过程中所遭受的浓度。在整个疏散过程中，致死概率最大值为1，浓度最大值为2.5×104ppm。可以看到在疏散过程中，其致死概率很快就达到1，即很大程度上会死亡。
图5是本申请的第一实施例提供的从下风向600m位置疏散人员致死概率图。
如图5所示，图中左边的坐标为疏散个体在疏散过程中的毒性负荷的累计量，右边为疏散个体在疏散过程中所遭受的浓度。在整个疏散过程中，致死概率值为1.1×10-7，浓度最大值为2.6×102ppm，可以看到在疏散过程中会非常安全。
在上述的实施例中，提供了一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估方法，与之相对应的，本申请还提供一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估装置。图6为本申请第二实施例提供的人员疏散安全评估装置的示意图。由于装置实施例基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅为示意性的。
一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估装置，包括：
浓度场模拟单元301，用于采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；
疏散路径模拟单元303，用于模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；
致死负荷计算单元305，用于计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc；然后根据所述毒性负荷Pc与所述有毒气体的种类计算疏散个体的致死概率Pr；
安全程度判断单元307，用于根据致死概率Pr获得疏散个体的死亡率Pd，然后根据最佳路径死亡率Pd，判断所述人员疏散的起始点的安全程度。
本申请的第三实施例提供了一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域的评估方法。图7是本申请的第三实施例提供的一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域评估方法的流程图。
如图7所示，所述安全区域的评估方法包括：
S401，采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场。
该步骤与步骤S101相同，这里不再详述。
S403，设定人员疏散的起始点和多个可行疏散路径。
由于潜在泄漏点周围可能有多个需要疏散的起始点，这里仅选取一个，其余起始点的评价方式相同；对于选定的疏散的起始点，疏散路径可能有多条，这里的多条疏散路径都是可行疏散路径。
S405，从多个可行疏散路径找出最佳疏散路径，并计算在最佳疏散路径的疏散个体的最佳路径毒性负荷Pcmin。
图8是从多个可行疏散路径找出最佳疏散路径的流程图。如图8所示，从多个可行疏散路径找出最佳疏散路径的步骤包括：
S501，模拟沿所述可行疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置。
该步骤与步骤S103相同。
S503，计算并比较在所述可行疏散路径的毒性负荷Pc，找到最佳疏散路径。
对于每条可行疏散路径，都可以计算出在所述可行疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc，比较上述多条疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc值，毒性负荷Pc最小的可行疏散路径即最佳疏散路径。
找到最佳疏散路径后，计算出在最佳疏散路径的疏散个体的最佳路径毒性负荷Pcmin。
S407，根据所述最佳路径毒性负荷Pcmin与所述有毒气体的种类计算在所述疏散个体的最佳路径致死概率Prmin。
该步骤同S107，在此不再赘述。
S409，根据最佳路径致死概率Prmin获得疏散个体的最佳路径死亡率Pd，然后根据最佳路径死亡率Pd，判断所述人员疏散的起始点的安全程度。
根据最佳路径致死概率Prmin，可以获得与之对应的死亡率Pd，Prmin与死亡率Pd的对应关系可以通过查表获得。通过所述死亡率Pd判断所述人员疏散的起始点的安全程度遵循下述标准：
当Pd＞0.001％时，所述人员疏散的起始点在危险区域，无法通过疏散保证安全；
当Pd≤0.001％，所述人员疏散的起始点在疏散安全区域，从所述起始点开始疏散，能够保证其安全。
对于危险区域来说，由于存在很大的死亡风险，无法通过疏散保证安全，该区域不适合普通居民居住，建议将该区域居民搬迁至疏散安全区域或更安全的区域。
对于疏散安全区域来说，有一定的死亡风险，建议对该区域居民进行安全疏散演习，使该区域居民掌握安全疏散的行为措施；对安全疏散通道作明显标示并保证通道的畅通，降低疏散安全区域居民在突发泄漏灾害后的死亡率。
本申请的第四实施例提供了毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域评估装置，由于装置实施例基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
图9是本申请的第四实施例提供了毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域评估装置的示意图，如图9所示，所述安全区域评估装置包括：
浓度场模拟单元601，用于采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场。
疏散路径设定单元603，用于设定人员疏散的起始点和多个可行疏散路径。
最佳路径寻找单元605，用于从多个可行疏散路径找出最佳疏散路径。
图10是本申请的第四实施例提供的最佳路径寻找单元的示意图，所述最佳路径寻找单元包括：
可行路径模拟子单元6051，用于模拟沿所述可行疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置。
毒性负荷比较子单元6053，用于计算并比较在所述可行疏散路径的毒性负荷Pc，找到最佳疏散路径；所述最佳疏散路径即疏散个体的毒性负荷Pc最小的可行疏散路径。
最佳路径致死概率计算单元607，计算在最佳疏散路径的疏散个体的最佳路径毒性负荷Pcmin，然后根据所述最佳路径毒性负荷Pcmin与所述有毒气体的种类计算疏散个体的最佳路径致死概率Prmin。
安全区域判断单元609，用于根据最佳路径致死概率Prmin获得疏散个体的最佳路径死亡率Pd，然后根据最佳路径死亡率Pd，判断所述人员疏散的起始点的安全程度。
以上是本申请提供的一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估方法及装置，以及毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域评估方法及装置，在下文中，本申请的第五实施例提供了毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估的电子设备，由于电子设备实施例基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的电子设备实施例仅为示意性的。
图11是所述电子设备的组成示意图，所述电子设备包括：显示器701；处理器703；存储器705。
所述存储器705用于存储毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估程序，所述程序在运行时执行：采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc；根据所述毒性负荷Pc与所述有毒气体的种类计算疏散个体的致死概率Pr；根据致死概率Pr获得疏散个体的死亡率Pd，然后根据疏散个体的死亡率Pd，判断在设定的疏散路径的人员疏散安全程度。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
1、计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
2、本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (14)
1.一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估方法，其特征在于，包括：
采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；
模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；
计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc；
根据所述毒性负荷Pc与所述有毒气体的种类计算疏散个体的致死概率Pr；
根据致死概率Pr获得疏散个体的死亡率Pd，然后根据疏散个体的死亡率Pd，判断在设定的疏散路径的人员疏散安全程度。
2.根据权利要求1所述的安全评估方法，其特征在于，所述毒性负荷Pc可以表示为：
Pc＝∫(Cl,t)ndt
其中，l为疏散个体的空间位置，以m为单位；
t是暴露时间，即疏散个体滞留在有毒气体的浓度场内的时间，以min为单位；
Cl,t是在空间位置l，时间为t的时刻的有毒气体的浓度值，以ppm为单位；
n是与所述有毒气体相关的危险参数。
3.根据权利要求1所述的安全评估方法，其特征在于，所述致死概率Pr与所述毒性负荷Pc的自然对数值呈线性关系。
4.根据权利要求1所述的安全评估方法，其特征在于，对于离散性数据，所述计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc的步骤包括：
以有毒气体开始泄漏的时刻为时间零点，根据模拟疏散结果获得疏散个体在时间t为△T、2△T、3△T、¨¨、m△T时的疏散个体的空间位置：lx(△T),y(△T)、lx(2△T),y(2△T)、lx(3△T),y(3△T)、¨¨、lx(2△T),y(2△T)；其中m为大于0的自然数；
根据模拟的含毒介质浓度场，获得上述疏散个体的空间位置所对应的含毒介质浓度：Cx(△T),y(△T)、Cx(2△T),y(2△T)、Cx(3△T),y(3△T)、¨¨、Cx(m△T),y(m△T)；
根据毒性负荷计算公式，获得疏散个体在时间t为△T、2△T、3△T、¨¨、m△T时毒性负荷分别是：
(Cx(ΔT),y(ΔT))nΔT、¨¨、
所述疏散个体在整个疏散过程中的总毒性负荷ΣPc为上述时间的毒性负荷的累加。
5.根据权利要求1所述的安全评估方法，其特征在于，对于离散性数据，所述计算疏散个体的致死概率Pr的步骤包括：
根据所述毒性气体的种类，确定危险参数a和b；
根据所述致死概率Pr与所述毒性负荷Pc的关系Pr＝a+bln(ΣPc)计算疏散个体的致死概率Pr。
6.根据权利要求1所述的安全评估方法，其特征在于，所述模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，需要预先确定疏散响应时间；所述疏散响应时间是从有毒气体泄漏开始泄漏到人员疏散开始的时间。
7.根据权利要求1所述的安全评估方法，其特征在于，所述模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，需要考虑不同疏散个体的移动速度不同。
8.一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估装置，其特征在于，包括：
浓度场模拟单元，用于采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；
疏散路径模拟单元，用于模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；
致死概率计算单元，用于计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc；然后根据所述毒性负荷Pc与所述有毒气体的种类计算疏散个体的致死概率Pr；
安全程度判断单元，根据致死概率Pr获得疏散个体的死亡率Pd，然后根据疏散个体的死亡率Pd，判断在设定的疏散路径的人员疏散安全程度。
9.一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域评估方法，其特征在于，包括：
采用泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；
设定人员疏散的起始点和多个可行疏散路径；
从多个可行疏散路径找出最佳疏散路径，并计算在最佳疏散路径的疏散个体的最佳路径毒性负荷Pcmin；
根据所述最佳路径毒性负荷Pcmin与所述有毒气体的种类计算疏散个体的最佳路径致死概率Prmin；
根据最佳路径致死概率Prmin获得疏散个体的最佳路径死亡率Pd，然后根据最佳路径死亡率Pd，判断所述人员疏散的起始点的安全程度。
10.根据权利要求9所述的安全区域评估方法，其特征在于，所述从多个可行疏散路径找出最佳疏散路径的步骤包括：
模拟沿所述可行疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；
计算并比较在所述可行疏散路径的毒性负荷Pc，找到最佳疏散路径；所述最佳疏散路径即疏散个体的毒性负荷Pc最小的可行疏散路径。
11.根据权利要求9所述的安全区域评估方法，其特征在于，所述根据最佳路径死亡率Pd，判断所述人员疏散的起始点的安全程度包括：
当Pd＞0.001％时，所述人员疏散的起始点在危险区域，无法通过疏散保证安全；
当Pd≤0.001％，所述人员疏散的起始点在疏散安全区域，通过疏散，能够保证其安全。
12.一种毒气泄漏事故下的人员疏散安全区域评估装置，其特征在于，包括：
浓度场模拟单元，用于采用扩散泄漏扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；
疏散路径设定单元，用于设定人员疏散的起始点和多个可行疏散路径；
最佳路径寻找单元，用于从多个可行疏散路径找出最佳疏散路径；
最佳路径致死概率计算单元，计算在最佳疏散路径的疏散个体的最佳路径毒性负荷Pcmin，然后根据所述最佳路径毒性负荷Pcmin与所述有毒气体的种类计算疏散个体的最佳路径致死概率Prmin；
安全区域判断单元，用于根据最佳路径致死概率Prmin，判断所述人员疏散的起始点的安全程度。
13.根据权利要求12所述的安全区域评估装置，其特征在于，所述最佳路径寻找单元包括：
可行路径模拟子单元，用于模拟沿所述可行疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；
毒性负荷比较子单元，用于计算并比较在所述可行疏散路径的毒性负荷Pc，找到最佳疏散路径；所述最佳疏散路径即疏散个体的毒性负荷Pc最小的可行疏散路径。
14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
显示器；
处理器；
存储器，用于存储毒气泄漏事故下的人员疏散安全评估方法，所述方法包括采用扩散模型进行模拟，得出有毒气体时间序列的空间浓度分布状况，即浓度场；模拟沿设定疏散路径的人员疏散过程，获取疏散个体在不同时间的空间位置；计算在所述设定的疏散路径的疏散个体的毒性负荷Pc；根据所述毒性负荷Pc与所述有毒气体的种类计算疏散个体的致死概率Pr；根据致死概率Pr获得疏散个体的死亡率Pd，然后根据疏散个体的死亡率Pd，判断在设定的疏散路径的人员疏散安全程度。
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