CN113821994A - 应急处置预案动态验证及方案生成的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及安全工程技术与信息技术领域，提供了一种应急处置预案动态验证方法和系统，以及一种应急处置方案生成方法和系统。所述应急处置预案动态验证方法包括：基于化工装置相关数据构建所述化工装置的应急仿真系统；将文本应急处置预案转换成数字式应急处置预案；以及通过所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案进行仿真，并基于仿真结果验证所述数字式应急处置预案。本发明通过对应急处置预案进行仿真验证，能为最优的应急处置方案提供决策支持，对提高预案编制水平和应急处置方案生成都有重要意义。

Description

应急处置预案动态验证及方案生成的方法和系统
技术领域
本发明涉及安全工程技术与信息技术领域，具体地涉及一种应急处置预案动态验证及方案生成的方法和系统。
背景技术
应急处置预案(以下简称预案)是指企业为降低事故后果的严重程度，以危险源评价和事故灾害后果预测为依据而预先制定的事件控制和抢险救灾方案，是事故处置应急救援活动的行动指南。化工装置的应急处置预案的编制主要依据装置的危险分析和专家经验，在实际应用中存在如下几个方面的问题：
1、目前仍然以纸质预案为主
应急处置预案目前仍然以纸质预案为主，用自然语言编写，在使用这种文本预案时也存在着不方便的地方。诸如：表现不够直观形象；操作、查询不便，不能快速有效地提取所需信息；形式单一，不能根据事件发展情况自动关联有直接针对性的处置内容和方法；无法直接获得数据库的支持，难以有效利用大量与事件应急有关的数据；不能帮助决策者进行信息筛选与整合，可实施的应急处置方案无法方便地从应急处置预案基础上形成，应急处置方案与应急处置预案的关联度完全依赖于应急处置方案制订者对预案的把握程度，不同决策者形成的应急处置方案差异很大。
2、预案验证方法
预案的内容可以分为两个方面：人机行为和人际行为。人机行为就是人操作设备，实施应急措施；人际行为指的是上下级之间汇报下达传递信息，同级别之间沟通交流配合完成任务。在人际行为畅通的情况下，人机行为最终决定应急处置的结果。对应急处置方案中的人机行为的有效性验证通常只能组织模拟演练进行检查，因此预案的验证方法存在缺陷。
3、应急处置方案的生成
应急处置预案给出的是某种特定事故工况下应急处置措施，但实际事故发生时和应急处置预案中给定的工况通常是不同的，应急处置方案不可能按照应急处置预案直接地加以应用，必须根据已有经验、以往案例、现场状况、科学模型对事件发展状况进行新的判断和调整，对文本预案已有的处置方法进行改进，进而形成用于特定事故处置的应急处置方案。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种应急处置预案动态验证及方案生成的方法和系统，用于至少部分地解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种应急处置预案动态验证方法，包括：基于化工装置相关数据构建所述化工装置的应急仿真系统；将文本应急处置预案转换成数字式应急处置预案；以及通过所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案进行仿真，并基于仿真结果验证所述数字式应急处置预案。其中，所述应急仿真系统包括：风险装置模型，该风险装置模型包括用于仿真化工装置的工艺过程、事故现象及灾害场感知的理想装置模型以及用于仿真所述理想装置模型引发的事故现象的事故模型；以及应急处置模型，用于仿真针对所述事故现象的应急处置过程。
可选地，所述基于化工装置相关数据构建所述化工装置的应急仿真系统包括：采集所述化工装置在事故发生前及事故发展过程中的现场数据，所述现场数据包括实时变化的工艺数据、事故数据、灾害场数据和应急处置数据；对所述现场数据进行数据处理，所述数据处理包括进行数据的审查、校验以及补充；基于经所述数据处理后的现场数据，通过设备建模技术构建所述化工装置的所述应急仿真系统。
可选地，所述应急仿真系统还包括：伤害感知模型，其基于所述风险装置模型响应于当前的灾害场数据进行灾害仿真的仿真结果被构建，并用于仿真当前灾害场对所述化工装置的伤害情况。
可选地，所述将文本应急处置预案转换成数字式应急处置预案包括：建立所述文本应急处置预案的知识图谱；基于所述知识图谱将所述文本应急处置预案进行数字化处理，以获取预案语义特征；基于所述预案语义特征，将所述文本应急处置预案描述成符合数字式要求所需的多个数据库系统，其中所述数据库系统包括案例库、知识库、模型库和/或现场监测监控信息库；以及将所述数据库系统与所述文本应急处置预案进行关联、链接或嵌入，形成基于计算机信息系统的数字式应急处置预案。
可选地，所述通过所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案进行仿真，并基于仿真结果验证所述数字式应急处置预案包括：采用所述应急仿真系统对以所述数字式应急处置预案中给定的事故工况为基础的多种事故工况进行仿真；以及根据针对不同事故工况的仿真结果验证所述数字式应急处置预案的正确性，并验证所述数字式应急处置预案中涉及的人机行为和人际行为是否合理。
可选地，所述应急处置预案动态验证方法还包括：获取验证所述数字式应急处置预案的验证结果，并采用以下任意一种方法对所述数字式应急处置预案进行评估：层次分析法、模糊综合评价法和过程曲线相似法。
可选地，所述应急处置预案动态验证方法还包括：构建所述化工装置的三维场景，并将所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案的仿真在所述三维场景中展示。
另一方面，本发明提供一种化工装置的应急处置方案生成方法，包括：采用上述任意的应急处置预案动态验证方法对若干应急处置预案进行验证，并将通过验证的应急处置预案存储至预案库中；以及在事故发生时，根据事故特征从所述预案库中选择与事故场景最为匹配的应急处置预案，以形成对所述化工装置的应急处置方案。
可选地，所述应急处置方案生成方法还包括：在所形成的应急处置方案中，标注优先进行应急处置的关键设备。
可选地，所述应急处置方案生成方法还包括：通过所述应急仿真系统对所述应急处置方案进行仿真，并根据仿真结果，修正所述应急处置方案。
另一方面，本发明提供一种应急处置预案动态验证系统，包括：应急仿真系统，其基于化工装置相关数据被构建；预案处理模块，用于将文本应急处置预案转换成数字式应急处置预案进行存储；以及验证模块，用于通过所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案进行仿真，并基于仿真结果验证所述数字式应急处置预案。其中，所述应急仿真系统包括：风险装置模型，该风险装置模型包括用于仿真化工装置的工艺过程、事故现象及灾害场感知的理想装置模型以及用于仿真所述理想装置模型引发的事故现象的事故模型；以及应急处置模型，用于仿真针对所述事故现象的应急处置过程。
可选地，所述应急仿真系统还包括：伤害感知模型，其基于所述风险装置模型响应于当前的灾害场数据进行灾害仿真的仿真结果被构建，并用于仿真当前灾害场对所述化工装置的伤害情况。
另一方面，本发明提供一种化工装置的应急处置方案生成系统，包括：上述任意的应急处置预案动态验证系统，用于对若干应急处置预案进行验证，并将通过验证的应急处置预案存储至预案库中；以及方案生成模块，用于在事故发生时，根据事故特征从所述预案库中选择与事故场景最为匹配的应急处置预案，以形成对所述化工装置的应急处置方案。
另一方面，本发明提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述任意的应急处置预案动态验证方法，或者用于使得机器执行上述任意的应急处置方案生成方法。
通过上述技术方案，本发明通过对应急处置预案进行仿真验证，能为最优的应急处置方案提供决策支持，对提高预案编制水平和应急处置方案生成都有重要意义。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明实施例一的应急处置预案动态验证方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一中构建所述化工装置的应急仿真系统的流程示意图；
图3是本发明实施例一中的应急仿真系统的结构示意图；
图4是本发明实施例一中将文本应急处置预案转换成数字式应急处置预案的流程示意图；
图5是本发明实施例一中验证所述数字式应急处置预案的流程示意图；
图6是本发明实施例二的应急仿真系统的结构示意图；
图7是本发明实施例三中对示例预案的事故进行仿真的示意图；
图8是本发明实施例四中对示例预案的事故进行仿真的过程示意图；
图9是本发明实施例五的应急处置预案动态验证方法的流程示意图；
图10是本发明实施例六的应急处置预案动态验证方法的流程示意图；
图11是本发明实施例七的应急处置方案生成方法的流程示意图；
图12是本发明实施例八的应急处置预案动态验证系统的结构示意图；以及
图13是本发明实施例九的化工装置的应急处置方案生成系统的结构示意图。
附图标记说明
210 理想装置模型 220 事故模型
230 风险装置模型 240 应急处置模型
250 伤害感知模型 521 液池模型
522 常规池火模型 523 火炬模型
524 超压爆炸模型 525 受损爆炸模型
526 残液池火模型 1210 应急仿真系统
1220 预案处置模块 1230 验证模块
1310 应急处置预案动态验证系统 1320 方案生成模块
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
实施例一
图1是本发明实施例一的应急处置预案动态验证方法的流程示意图，该方法应用于例如储罐、加氢装置等的化工装置。如图1所示，所述应急处置预案动态验证方法可以包括以下的步骤S100-步骤S300：
步骤S100，基于化工装置相关数据构建所述化工装置的应急仿真系统。
其中，所述应急仿真系统可以包括：风险装置模型，该风险装置模型包括用于仿真化工装置的工艺过程、事故现象及灾害场感知的理想装置模型以及用于仿真所述理想装置模型引发的事故现象的事故模型；以及应急处置模型，用于仿真针对所述事故现象的应急处置过程。
步骤S200，将文本应急处置预案转换成数字式应急处置预案。
步骤S300，通过所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案进行仿真，并基于仿真结果验证所述数字式应急处置预案。
其中，对于步骤S100，事故发生、发展过程中，装置的运行参数一定会发生诸多改变，因此，获取事故相关的数据，对预案验证中仿真事故有非常重要的价值。另外，获取的数据可能存在错误，从而还需要进行数据处理。据此，图2是本发明实施例一中构建所述化工装置的应急仿真系统的流程示意图，参考图2，步骤S100优选为包括：
步骤S110，采集所述化工装置在事故发生前及事故发展过程中的现场数据。
其中，所述现场数据包括实时变化的工艺数据、事故数据、灾害场数据和应急处置数据，分别介绍它们如下：
1)工艺数据
所述工艺数据用于描述动态的工艺过程中涉及的物料在所述化工装置中的运行情况，举例而言，工艺数据可用于反映动态的化工过程中涉及的物料在化工装置中的流入、流出以及累积。优选地，所述工艺数据包括关于化工装置的以下数据中的任意一者或多者：温度、压力、流量、液位、物料、材质、建设工艺、工艺缺陷和结构参数等等。
2)事故数据
事故是由于设备(本文主要指化工装置)自身的风险或外界条件的变化而引发的设备运行状态的改变，据此所述事故数据用于描述所述设备发生事故后的第一工艺数据变化情况。
优选地，所述事故数据包括设备在以下任意一种或多种事故状态下对应的工艺数据：火灾、爆炸、泄漏、堵塞、避雷失效、材料失效、强度失效以及结构失效。基于这些事故状态，所述事故数据也可理解为用于反映设备可能导致的事故现象。
3)灾害场数据
灾害场数据用于描述所述设备处于灾害场中的第二工艺数据变化情况。在此的“第二”旨在与由事故引起的“第一工艺数据变化情况”区别开。
优选地，所述灾害场数据包括灾害场类型、灾害相关地理信息以及灾害场变化情况，其也可理解为是对事故现象的后果的描述。
更为优选地，获取所述灾害场数据的方法可以包括：
1)根据事故类型确定灾害场类型，举例而言，所述灾害场类型包括对应于火灾事故的温度场、对应于爆炸事故的能量场以及对应于毒气事故的毒气场等。此外，灾害场类型还可以包括浓度场。
2)通过GIS(Geographic Information System，地理信息系统)获取灾害相关地理信息，其中所述灾害相关地理信息包括设备位置信息、设备几何尺寸和事故发生地的地形地貌信息等。
3)采用CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学)仿真技术进行灾害场景的模拟计算，得到灾害场变化情况。
举例而言，采用CFD仿真技术进行灾害场景的模拟计算可以包括：对灾害场景进行网格划分，并基于根据每一网格采用CFD仿真技术对所述灾害场景进行计算，再基于预设的运算效率要求来对计算结果进行简化处理，以获得最终示出灾害场实时变化情况的计算结果。其中，网格越小，计算结果越准确，但计算工作量大，耗时更长，故而可预设运算效率要求以满足计算的实时要求或超实时要求。
4)应急处置数据
所述应急处置数据是指针对事故现象进行应急处置的过程中涉及的设备操作数据和决策数据，其优选为包括所述化工装置的救援基础数据和应急决策数据。其中，所述救援基础数据例如救援场景中涉及的人、车、灭火、喷淋、稀释等信息，所述应急决策数据例如针对消防、交通、市政、疏散等的策略信息。
除上述第1)至第4)的四种数据外，在优选的实施例中，构建所述应急仿真系统还可以利用化工装置的环境数据，例如基于环境数据进一步完善理想装置模型。其中，所述环境数据例如化工装置周边的天气、温度、湿度等数据。
进一步地，对于步骤S110，举例而言，可通过OPC接口连接现场集散控制系统(Distributed Control System，DCS)、安全仪表系统(Safety Instrumented System，SIS)等，获取事故发生前及事故发展过程中的现场数据(或称为运行数据)。另外，事故发生和发展过程中的某些参数，从而可能需要单独的实验系统进行测试才能采集到相应数据，例如设备的机械失效数据等。另外，部分事故数据可以从文献的经验公式中获取，本发明实施例对此并不限制。
步骤S120，对所述现场数据进行数据处理。
其中，所述数据处理包括进行数据的审查、校验以及补充。举例而言，可包括以下几个方面的数据处理：
1)数据清洗(Data cleaning)
数据清洗，即是对数据进行重新审查和校验的过程，目的在于删除重复信息、纠正存在的错误，并提供数据一致性。
在示例中，数据清洗涉及以下a)-c)的数据处理。
a)一致性检查
化工装置有其独特的数据特性，例如装置进入稳定运行状态时，装置的各参数之间会会遵循基本的化学平衡公式。通过化工平衡公式的解算，可以找到读取的数据中的不合理数据。
b)无效值
在获取的装置测量数据中，由于测量误差甚至传感器故障等原因，可能会造成获取的数据是无效的。
c)缺失值
由于数据采集、传输或存储的原因，可能造成个别数据缺失，从而需要检测数据的缺失值。
2)数据补充
需要注意的是，在现场发生火灾或爆炸事故后，可能会造成部分装置损毁、数据采集系统损毁等情况，因此采集的数据可能不够完整，从而需要进行数据补充。
对部分无效数据和缺失数据，可以通过局部建模和采用单独的实验系统的方式进行补充。例如，上文所述的通过CFD仿真技术进行灾害场景的模拟计算，可以对火灾、爆炸的数据进行网格计算，以获取火灾、爆炸的相关参数，再将获取的参数手动导入。
步骤S130，基于经所述数据处理后的现场数据，通过设备建模技术构建所述化工装置的所述应急仿真系统。
其中，所述设备建模技术是常用的仿真技术，相关领域技术人员可基于对应的设备数据，结合严谨的化学工程相关理论和可靠的数值分析等实现对设备的建模及模型简化，本发明实施例对此不再进行赘述。
进一步地，图3是本发明实施例一中的应急仿真系统的结构示意图。参考图3，经步骤S130形成的应急仿真系统可以包括以下的多个模型：
1、理想装置模型210
所述理想装置模型210是指描述化工装置自身的运行状态的模型，其描述的工艺过程、事故现象及灾害场感知都用于反映化工装置自身运行状态。
2、事故模型220
从理想装置模型210的定义可知，其可以描述事故数据，实现对事故本身的仿真，但该事故仿真与化工装置自身的仿真结合在同一模型中，而实际中的化工装置自身与其引发的事故现象是独立的，从而使得事故仿真与实际的物理现象不符，且不能脱离设备化工装置进行独立复用。因此，本发明实施例中基于事故数据，在设备发生相关事故后，对引发的事故现象进行独立建模以形成事故模型220，使得“事故”作为一个独立的仿真模块存在，这样一方面符合实际的物理现象，另一方面也实现了“事故模型”的复用。
举例而言，化工装置在发生事故后，其运行机理或运行状态可能发生变化，事故模型计算事故状态下化工装置的运行参数。
3、风险装置模型230
相对于理想装置模型210，所述风险装置模型230是指既能够描述化工装置自身的运行状态，又能够描述化工装置引发的事故的模型，故而其组合了理想装置模型210和事故模型220。其中，对理想装置模型210和事故模型220的组合例如包括：将所述理想装置模型210和所述事故模型220进行组态连接，使得所述理想装置模型与所述事故模型之间能进行物流、信息流的传递。
即，风险装置模型230是“理想装置模型210+事故模型220”的组合，组合后的理想装置模型210和事故模型220都保持独立的运行，但它们之间进行动态数据交互，保持与实体化工装置的运行情况相一致。
需说明的是，理想装置模型中“理想”主要用于与风险装置模型中的“风险”区别开，两者实质上都表示一种化工装置模型。
需说明的是，目前的大多设备仿真模型都只是基于工艺数据和事故数据建立，从而这类设备仿真模型往往只针对各个设备描述该设备自身的参数变化情况及自身可能引发的事故，并不考虑不同设备之间以及不同设备引发的事故之间的关联。在此，事故之间的关联表现为事故多米诺现象。在实际的设备运行场景中，事故多米诺现象往往存在，即可能会有在时间发生的顺序上依次排列的一连串事故，例如一个事故的发生是前一个事故发生的结果，而这一个事故的发生又将导致下一个事故的发生，事故一个依赖一个，构成一个系列，犹如一系列前后靠近竖立的骨牌，第一块骨牌倒下将导致整个系列骨牌的连续倒下。举例而言，发生事故的最终结果包括燃烧、爆炸和有毒气(液)体泄漏等，故而可以对应将事故的后果描述“温度场”、“能量场”和“毒气团”，而这些事故的后果又会对相关设备及现场人员产生新的伤害，从而形成事故多米诺现象。
据此，本发明实施例考虑到事故多米诺现象，特意引入灾害场数据以建立理想装置模型210，旨在描述事故多米诺现象中某一事故的后果对化工装置产生的新伤害。
4、应急处置模型240
举例而言，在现场人员进行事故处置的过程中，需要涉及到相关的设备(例如：灭火器、消防车)及处置动作(例如：喷淋、灭火剂等)。通过建立这些设备及动作的仿真模型，可以对应急处置过程进行数值计算。
进一步地，针对步骤S200，图4是本发明实施例一中将文本应急处置预案转换成数字式应急处置预案的流程示意图。参考图4，可以包括以下步骤：
步骤S210，建立所述文本应急处置预案的知识图谱。
举例而言，文本应急处置预案中包括大量石化工艺、事故现场信息以及应急救灾知识，而知识图谱技术在解决知识查询的精度以及可扩展性方面展现出了巨大的优势，可以满足对文本应急处置预案的关键内容进行捕获和理解的需求。因此，建立针对化工装置的应急处置知识图谱是对应急处置预案进行自动解读的基础。
步骤S220，基于所述知识图谱将所述文本应急处置预案进行数字化处理，以获取预案语义特征。
举例而言，基于知识图谱进行应急处置预案概念语义的形式化定义，由此获取预案语义特征的描述。
步骤S230，基于所述预案语义特征，将所述文本应急处置预案描述成符合数字式要求所需的多个数据库系统。
举例而言，将文本预案的关键节点进行结构化，并将文本预案发展成应急处置方案过程所需的案例库、知识库、模型库和/或现场监测监控信息库。
步骤S240，将所述数据库系统与所述文本应急处置预案进行关联、链接或嵌入，形成基于计算机信息系统的数字式应急处置预案(以下简称数字预案)。
举例而言，通过特定方式与预案与进行关联、链接或嵌入，形成一种基于计算机信息系统的新的预案形式。这种预案既包括文本预案所规定的流程和方法信息，又包括由文本预案形成应急处置方案过程所需的基于应急平台的空间结构、专家、模型、案例、知识、应急资源等信息，从而形成了一种能够缩短从应急处置预案到应急处置方案的形成时间、更有利于发挥应急处置预案作用、更方便预案的培训演练与更新的新的预案形式，即数字预案。
进一步地，针对步骤S300，对数字预案的可用性应该进行充分验证，以发现预案中存在的问题并加以完善。因此通过仿真系统对数字预案进行验证是非常有必要的。因此，图5是本发明实施例一中验证所述数字式应急处置预案的流程示意图。参考图5，可以包括以下步骤：
步骤S310，采用所述应急仿真系统对以所述数字式应急处置预案中给定的事故工况为基础的多种事故工况进行仿真。
举例而言，某事故的应急处置预案给出是一种特定工况下的事故处置方法，进行预案验证时不应只针对一种工况进行处置，而应针对以该事故工况为基础的多种工况情况进行预案验证。例如：在一个罐区，如果其中一个储罐发生了火灾或爆炸事故，事故预案里通常不会给出周边其他储罐的物料存储类型和数量信息的，但这些信息对事故后续发展演变有直接影响，因此要对该储罐发生事故后周边其他储罐的不同状态的组合进行测试，以验证事故预案的正确性。
需说明的是，化工过程遵循严格的物料平衡与能量平衡，因此在一个工况下对某些设备的参数做一定范围内的波动处理，并不能简单的进行单一设备的数据调整，需要按照基本的平衡要求进行重新计算才能得到其余设备的运行参数。因此，需要通过对事故工况下周边其他设备的运行参数进行适当调整，得到基于同一事故的多种事故工况。
步骤S320，根据针对不同事故工况的仿真结果验证所述数字式应急处置预案的正确性，并验证所述数字式应急处置预案中涉及的人机行为和人际行为是否合理。
其中，关于人机行为和人际行为的定义可参考背景技术部分。本发明实施例中，对预案所给定的人机行为和人际行为进行验证，并对应急处置结果进行评估，是衡量该预案是否合理及有效的重要方法。
可理解的，步骤S310和步骤S320相当于描述了预案执行步骤的触发。在示例中，事故处置预案描述了在事故发生后相关人员应该采取的一系列操作步骤与操作方法，引发某个操作步骤的时候需要按照如下的步骤触发机制进行综合判定。
(1)时间间隔
如果两个操作步骤之间是以时间间隔描述后续应该采取的操作内容，可以通过时间序列触发机制实现事故预案的自动执行。
(2)操作条件
考查装置中某个或多个过程参数，当过程参数发生某种特定变化或在某个特定范围内，需要进行相关操作，可以通过操作条件识别的方法引发事故预案的执行。
(3)特定工况
识别装置中的某种特定工况，按照这种工况引发预案中某个操作方法。
综上，本发明实施例的化工装置的应急处置预案动态验证方法至少具有以下几个方面的优点：
1)应急处置预案由领域专家根据危险分析结果，结合领域专家知识编制而成，通常情况下没有机会进行实际验证，当前多采用根据应急处置预案进行处置演练，进而发现预案中存在的问题，进行补充完善。本发明实施例提出一种应用应急仿真系统对预案进行验证的方法，通过应急处置过程和结果的效果评估，发现预案中存在的问题，并为预案的修正提出建议。
2)本发明实施例依据对化工装置进行装置仿真建模、事故仿真建模和应急处置仿真建模，用仿真模型准确重现事故发展过程及应急处置过程，以验证预案中的事故。
3)本发明实施例构建的应急仿真系统，能够仿真化工装置的工艺过程、事故现象、灾害场感知以及应急处置过程，使安全仿真可包括工艺、连锁事故、灾害、救援、决策等多个要素，促进了预案验证过程中对事故的“全要素”仿真，提高了验证过程的正确性。
4)通过对应急处置预案进行仿真验证，能为应急处置方案提供决策支持，对提高预案编制水平和应急处置方案生成都有重要意义。
实施例二
图6是本发明实施例二的应急仿真系统的结构示意图，该应急仿真系统在图3示出的本发明实施例一中的应急仿真系统的基础上，还包括：伤害感知模型250，其基于所述风险装置模型230响应于当前的灾害场数据进行灾害仿真的仿真结果被构建，并用于仿真当前灾害场对所述化工装置的伤害情况。
其中，所述灾害场数据包括理想装置模型210和事故模型220仿真所对应的所有事故的灾害场数据，所述伤害情况包括伤害类型、伤害区域及伤害程度。
其中，所述事故模型220还用于仿真由所述伤害感知模型250所感知的灾害场所引发的事故现象。
结合上文可知，事故多米诺现象的存在可能会使一些设备受到本身引发的事故或其他设备引发的事故所产生的新的伤害，而构建的伤害感知模型250正好感知这一伤害。
举例而言，根据伤害感知模型250的仿真结果中示出的灾害场类型可确定受到的伤害类型，例如受到温度场的伤害；根据仿真结果中示出的灾害相关地理信息可确定伤害区域，例如设备被伤害的位置；根据仿真结果中示出的CFD计算的灾害场变化情况，可得到化工装置的伤害程度。
因此，本发明实施例四设计了伤害感知模型，使得化工装置可以感知到受到自身或其他设备的所有事故的灾害场的伤害情况，相当于在风险装置模型中增加了伤害感知机制，从而完善了风险装置模型的仿真元素，以进一步实现化工装置的全要素仿真。
另外，利用伤害感知的结果和独立运行的事故模型可仿真“事故多米诺”的发生和发展过程。举例而言，对于事故产生，先是基于初始事件的。该初始事件也称为导火索事件，是最开始发生的事件(或事故)，即所谓的触发事件。若事故模型仿真引发的事故是“事故多米诺”的初始事件，则该事件发生后，可能产生一个事故现象，如泄漏、着火或爆炸等，也可能引起了设备运行参数的变化。初始事件发生后，产生了一定的事故现象，进而触发了其周边设备的设备模型中“伤害感知机制”的计算，导致了周边某个设备进入了事故状态，产生了新的事故现象，本发明实施例即是针对这一新的事故现象建立新的事故模型。这一过程中，由初始事件通过某种能量扩散或质量扩散作用方式引发的现场和临近设备及周围人员发生的事件(或事故)可称为二次事件。依次类推，事件一个依赖一个，构成一个系列的事故模型，从而完整仿真了“事故多米诺”的发生和发展过程。
进一步地，本发明实施例还对理想装置模型210进行了设计，使得所述理想装置模型210包括：工艺模型，用于仿真化工装置的工艺过程；失效模型，用于仿真化工装置的失效从发生到导致事故的过程；以及灾害模型，用于仿真化工装置的灾害场感知情况及灾害现象。
下面具体介绍工艺模型、失效模型和灾害模型。
一、工艺模型
在设备建模技术中，根据设备的结构参数设计对应于实体结构的设备模型是数字仿真的基础。因此，本发明实施例的工艺模型至少应考虑化工装置的液位、温度、压力、流量等基本参数以及化工装置的建设工艺、材质、工艺缺陷等安全相关参数。但是，部分事故，例如爆炸，除化工装置本身之外，相应的爆料过程还会受到附属设备影响，因此为了保证仿真爆炸过程的严密性，还可以应考虑依据附属设备的参数设计相应的附属设备模型。
二、失效模型
其中，所述失效例如包括避雷失效、结构失效、强度失效和/或材料失效等等。举例而言，设备的结构失效、材料失效等是造成化工装置发生火灾、爆炸和气体泄漏等事故的主要原因，建立失效模型，可以计算出失效从发生到导致事故的过程。
三、灾害模型
举例而言，可建立针对火灾、爆炸和气体泄漏的灾害模型，得到温度场、能量场和浓度场数据等。
进一步地，本发明实施例二还对应急处置模型进行了设计，使得所述应急处置模型240可以包括：救援模型，其基于所述救援基础数据被构建，用于仿真针对化工装置的事故现象的救援操作，并与所述风险装置模型相关联以更新所述灾害场数据；以及决策指挥模型，其基于所述应急决策数据被构建，用于仿真针对化工装置的应急决策，并与所述风险装置模型相关联以更新所述灾害场数据。
其中，更新所述灾害场数据包括：触发所述救援模型和/或决策指挥模型以得到对应的数据，并基于该数据更新所述灾害场数据。举例而言，操作人员在发现灾害之后，例如火灾，可能会操作救援模型仿真以进行一些救援措施，例如进行灭火器灭火的仿真，如此可知救援人员进行救援所产生的救援数据会对灾害场产生影响，例如通过灭火降低了火焰温度。因此，本发明实施例三能够基于救援数据等来实时更新并观察灾害场数据，以准确反映灾害场数据的变化。
需说明的是，除救援模型和决策指挥模型之外，所述应急处置模型240还可以包括应急处置过程涉及的其他模型或模块，例如管网计算、公用工程、水电气等公用模块，本发明实施例对此并不限制。
在优选的实施例的中，所述救援模型包括：喷淋模型，用于仿真对随化工装置安装的喷淋系统的操作；和/或消防设备仿真模型，用于仿真对消防设备的操作。
下面通过示例具体介绍这几种模型。
1、喷淋模型
举例而言，其仿真随化工装置安装的自动喷淋系统，在发生火灾后，可以启动喷水或消防泡沫的操作，降低装置温度，隔离火灾。
2、消防设备仿真模型
其中，所述消防设备可以包括消防泡沫/水炮、消防系统管网、消防车等，建立的模型则与之相对，包括：
1)消防泡沫/水炮模型
在示例中，该模型可以实现远距离有线控制和手动操纵，与无线遥控器配套使用时可远离消防设备无线遥控完成消防炮的水平回转、俯仰转动等动作，并可实现定位，以利于消防人员安全撤离火场等特点。
2)消防系统管网模型
该模型可以仿真消防管线提供灭火所需的水或消防泡沫。
3)消防车模型
在示例中，作为移动灭火设备，提供消防车模型，并结合GIS系统规划消防车运动路线，实现消防力量的最佳配置。
进一步地，所述决策指挥模型可用于仿真经过验证的消防预案的实施。在示例中，化工装置的事故发生后，应急处置分为两部分，一部分是就地的应急处置措施，包括喷淋、水炮等，另一部分则是消防处置。消防处置部分由专业消防队伍完成，需要对处置预案进行验证后再实施，其成功率更高。举例而言，利用决策指挥模型，在事故发生后，用事故发生前的现场数据整定仿真模型，然后用超实时仿真计算事故演变趋势，系统自动选定最匹配的数字化应急处置预案，并根据仿真结果对应急处置预案进行修正，为后续的应急处置提供决策支持。
综上，本发明实施例二融合了实施例一的应急仿真系统的优点，通过工艺建模、事故建模、灾害建模、伤害感知建模、应急处置建模等多种建模方法，能对化工装置的工艺运行指标进行仿真，在发生事故后，能对事故状态下的工艺运行参数进行计算，且能计算灾害场数据，并确定灾害场对设备运行状态的影响，从而能够在预案验证过程中更为全面地仿真事故并展示出“事故多米诺”现象。
实施例三
图7是本发明实施例三中对示例预案的事故进行仿真的示意图，其中该示例中的化工装置为储罐。如图7所示，该示例中，储罐形成理想储罐模型以及与理想储罐模型独立的多个事故模型，这些事故模型包括以下中的任意一者或多者：液池模型521，用于仿真发生罐底泄漏而形成液池，并计算液池相关数据；常规池火模型522，用于仿真所述液池因物料燃烧而产生池火，并计算相应的火焰相关数据；火矩模型523，用于仿真发生罐顶泄漏而形成燃烧，并计算相应的火焰相关数据；超压爆炸模型524，用于仿真储罐受周围温度场影响而形成罐内爆炸，并计算爆炸相关数据；受损爆炸模型525，用于仿真所述罐内爆炸的能量场引发的伤害，并计算储罐受损相关信息；残液池火模型526，用于仿真储罐因爆炸而形成液池并引发池火，并计算相应的火焰相关数据。
结合图7示出的多个事故模型及事故多米诺理论，该示例在预案验证过程重构了以下两类事故：
(1)风险事故
其中，风险事故为设备本身引发的事故，又可以包括以下两类事故：
(a)罐底泄漏
当发生罐底泄漏，泄漏量注入液池模型521，该液池模型521根据物料的组分和状态计算液池表面积逐步扩大的情况。
当液池内的物料发生燃烧后，液池会将燃料气化量传送给常规池火模型522，常规池火模型522计算火焰的相关数据。
(b)罐顶泄漏
当发生罐顶泄漏时，如果泄漏的为可燃气体，则将泄漏量注入火炬模型523，由火炬模型523计算相关数据。
其中，该风险事故可理解为上述提及的初始事件。
(2)灾害场
即，储罐基于已引发的初始事件(或事故)，激发了新的二次事件(或事故)，产生了可以影响储罐自身或其他设备的灾害场。
(a)罐内爆炸
当储罐发生火灾后，储罐于一个温度场中，辐射热会导致罐内的液相蒸发量增大，液相向气相传质，气相摩尔浓度增加，温度上升，进而导致气相压力上升。当气相压力超过一定范围后，形成爆炸。这个爆炸模型采用的是罐内的超压爆炸模型524，其输入量为罐内气体部分的参数。
(b)罐体爆炸
罐内爆炸发生后，该爆炸的能量场的相关数据只能由该储罐感知，储罐模型的“伤害感知”计算部分获取的爆炸当量，引发受损爆炸模型525运行，并将该爆炸当量作为输入，由受损爆炸模型525计算该爆炸的当量及罐体碎片的信息。
(c)罐体残留
当储罐发生爆炸后，该储罐残留部分变成了一个液池，设置该液池可以引发池火，所以将液池的相关数据和另外一个池火模型(图中的残液池火模型526)的相关数据连接。
其中，以液池引发池火为例，储罐的伤害感知可描述为以下的过程：
1)储罐的法兰发生泄漏，泄漏液体形成一个无围堰液池。
2)随着泄漏量增加，液池面积逐步扩大。其中，可根据池内物料的物性确定液池厚度，进而获得液池面积。
3)如果液池中的物料可燃且温度在燃点之上，则形成池火，根据池火的物性确定池火面积、池火火焰高度及火焰温度。
4)根据池火面积、池火火焰高度及火焰温度，确定池火周边温度场分布。
5)确定不同设备距离池火的距离。具体地，可根据传热计算相关公式，获取距离池火火焰一定距离处的设备的辐射强度计算公式为：
Figure BDA0002546227290000151
式中，Af表示辐射源表面积/火焰表面积，其中辐射源是指池火火焰中心；Ax表示距离辐射源x距离处所有辐射能量通过的面积；Ex表示距离辐射源x距离处的辐射强度，单位为W/m2；E为火焰表面的辐射强度，单位为W/m2；ε为火焰辐射发射率；δ为史蒂芬-玻尔兹曼常数，1.380649*10-23J/K；Tf为火焰温度，单位为K。
利用上述式(1)可以计算出吸收辐射的设备在其一定的表面积吸收的辐射能Qx,a为：
Qx，a＝FExAa(2)
式中，Aa表示被辐射物体的一定的表面积，单位为m2；F为角系数。
从上述式(2)可以看出，对同一个温度场，每个设备可以根据自身受到的辐射面积及角系数的不同而计算出不同的吸收热量，吸收的热量不同又必然使得各个设备所受的伤害不同，从而准确地反映了灾害场对设备的不同伤害情况。
可知，上述五种事故状态的引发机制不同，其中储罐的“罐底泄漏”和“罐顶泄漏”事故是操作人员操作事故模型引发，而另外三种事故是通过每一储罐对灾害场的伤害感知引发的。
据此，本发明实施例五很好地演示出储罐的事故多米诺的发生和发展过程，相对于原有只能仿真设备及事故的方案，增加了对灾害场的仿真，完善了储罐的仿真要素。
实施例四
图8是本发明实施例四中对示例预案的事故进行仿真的过程示意图，其仍以储罐为例，在实施例三的基础上增加了应急处置部分。参考图8，对示例预案的事故进行仿真的过程主要包括以下部分：
1)工艺流程仿真，对应图8中的化工装置、物料等要素，仿真的工艺流程为：化工装置出口法兰发生泄漏事故，塔底渣油泄漏，油温高达350度左右，暴露在空气中发生燃烧。其中，涉及的参数包括着火面积等。
2)事故仿真，对应图8中的“泄漏”、“液池”、“池火”等要素，可知“泄漏”事故为初次事件，而“泄漏”和“池火”事故为受事故多米诺现象影响的二次事件。该应用例完整地仿真了从“泄漏”事故到“液池”事故再到“池火”事故的事故多米诺现象。
3)伤害仿真，对应图8中“池火”事故对化工装置的伤害，将事故仿真和伤害仿真相结合，所仿真的事故现象为：对发生的火灾不进行施救，火灾会导致周围设备温度上升，其中化工装置升高过快，造成化工装置损坏。可知，这一仿真过程包括了对灾害(温度场)和伤害这两个要素的仿真。
4)应急处置仿真，包括对救援要素的仿真，所仿真的救援过程为：外操人员发现现场火情，持灭火器进行扑救，扑救及时，明火被扑灭，设备不受损失。其中，涉及的救援基础数据包括：泄漏量、油池面积、燃烧消耗量、灭火剂注入量、灭火剂消耗量、灭火剂覆盖面积等等。
通过该实施例四，可对应急处置过程中相关行为进行仿真建模，并可进一步仿真建立的模型的运行状态所产生的影响，实现了应急处置过程中包括工艺流程、事故、伤害、救援等的全要素描述，把应急处置过程变成了动态的过程，可实现应急处置培训、应急处置预案动态验证、事故分析和验证等功能。
实施例五
图9是本发明实施例五的应急处置预案动态验证方法的流程示意图，该方法在图1所示的实施例一的应急处置预案动态验证方法的基础上，还可以包括：
步骤S400，获取验证所述数字式应急处置预案的验证结果，并对所述数字式应急处置预案进行评估。
其中，该步骤S400优选为采用层次分析法、模糊综合评价法或过程曲线相似法对所述应急处置预案进行评估。
(1)层次分析法
层次分析(AHP)法是运筹学中对多目标决策问题进行定性与定量的方法，被广泛的引用在各个领域中，协助决策。在操作评价领域也有一定的应用。应急演练操作评价需求内容既有主观评价，又有客观评价；既有静态的结果评价，也有实时动态过程评价。因此应急演练操作评价使用层次分析法是优选的，其是一个分层次的且主客观混合的综合评价方法。
(2)模糊综合评价法
模糊综合评价法是应用模糊数学理论，把影响评价结果的多个具有模糊性的定性评价指标定量化，然后对评价对象做出评价。模糊综合评价法对解决非确定性问题具有明显优势，较好地避免了人为因素干扰，性质优良，科学合理，因此被广泛应用于各个领域。
(3)过程曲线相似法
工业过程操作过程中，监控过程中最能反映操作员操作质量的指标，比如关键设备的运行参数，如流量、压力、液位等。过程曲线就是过程中主要运行参数在某段时间内的变化趋势记录。过程曲线相似法的原理其实就是根据培训过程主要参变量的真实操作中的实际运行数据与理想运行数据进行对比，得到相对偏差，对根据偏差量的情况进行操作评分。
综上所述，本发明实施例五可实现在应用某个应急处置预案对事故进行应急处置后，根据处置过程和最终结果，对预案进行综合评价。
实施例六
图10是本发明实施例六的应急处置预案动态验证方法的流程示意图，该方法在图1所示的实施例一的应急处置预案动态验证方法的基础上，还可以包括：
步骤S500，构建所述化工装置的三维场景，并将所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案的仿真在所述三维场景中展示。
举例而言，利用三维场景构建技术实现图3所示的各个模型与三维场景的数据交互，从而使得各个模型能够在所述三维场景中进行仿真，进而实现数字式应急处置预案的三维仿真。举例而言，可构建化工装置的1：1三维模型，包括各种工艺、事故、灾害、应急处置等的三维模型；三维场景可以读取应急仿真系统提供的装置运行参数并在现场仪表显示，同时可以将三维场景中进行的操作结果传回应急仿真系统。
进一步地，基于数字式应急处置预案的三维仿真，本发明实施例可实现应急处置培训和应急处置模拟演练。
1、应急处置培训
按照应急处置预案中给出的典型事故场景对进行应急处置过程可以生成应急处置案例，这些案例是对应急处置预案的三维展示，可以用于人员培训，提高参训人员对事故发生、发展过程的认识，对各种应急处置措施在事故处理过程中发挥的作用的认识。
2、应急处置模拟演练
应急处置模拟演练是按照虚拟事故及环境信息，进行事故应对的演练或推演，实现应急过程的表现和虚拟指挥。应急处置模拟演练的作用是检验与完善预案系统，使应急人员熟悉应急流程，同时对应急处置预案不完善的部分进行完善。
需说明的是，应急处置模拟演练给定的事故场景并不是一成不变的，可以设置不同的事故起点，因此在模拟演练过程中，也不能简单按照预案给定的处理过程进行处理，需要参与演练的人员有随机应变的能力。因此这种不固定事故初始场景的演练系统，也可以对参与演练人员的事故处置能力进行技能认证。
综上所述，本发明实施例六至少具有以下优点：
1)根据预案验证结果，将按照预案进行应急处置的过程在三维系统里进行展示，将纸质的预案系统变成展示度非常好的三维应急处置预案。
2)本发明实施例将事故发生、发展及应急处置过程的仿真分析结果再用三维场景展示，对相关人员学习、分析事故的起因及应急处置方法有非常有益的作用，使得相应系统可以作为以事故为背景的应急处置培训系统使用。
3)经过验证的预案可以转换为三维场景存储，不但能直观演示事故演变情况，而且能展示应急处置措施。另外，三维场景一方面可以用于员工日常培训学习，另一方面还可以用于模拟演练。
实施例七
图11是本发明实施例七的一种应急处置方案生成方法的流程示意图，该方法应用于化工装置。在此，先对应急处置预案和应急方处置案的区别进行介绍。预案与方案的不同点在于，预案是行业专家根据以往类似事件的应急处置经验结合化工装置的风险评估结果，经过归纳总结，形成的一类事件的通用应急流程与行动方案。预案的编制都有一个事故场景设定，因此选取的只能是典型的、有代表性的事故场景，不可能针对每种可能的事故场景都编制一个应急处置预案，这可以称作预案的不可穷举性。所以应急处置预案更应作为学习和应急处置演练使用，通过演练提高人员的能力，在实际装置发生事故时现场处置人员能做到“具体问题具体分析”，而不是拘泥于预案的内容。而应急处置方案是专门针对某一具体事故发生时采取的具有现时性的应急行动方案。如果现场发生的事故和预案中给定的场景是高度一致的，预案可以作为方案采用。但绝大部分情况下，预案设定的场景与实际事故发生时的场景是不一致的，因此不能简单的选择某一个应急处置预案进行作为应急处置方案，只能结合若干个应急处置预案的内容，对具体事故设置应急处置方案。
即，事故发生的工况和后续的演变过程不可能严格按照应急处置预案设置的场景进行，因此在现场处置过程中，必须有从应急处置预案到应急处置方案的转换过程。据此，如图11所示，所述应急处置方案生成方法可以包括以下步骤：
步骤S1110，采用上述任意实施例所述的应急处置预案动态验证方法对若干应急处置预案进行验证，并将通过验证的应急处置预案存储至预案库中。
步骤S1120，在事故发生时，根据事故特征从所述预案库中选择与事故场景最为匹配的应急处置预案，以形成对所述化工装置的应急处置方案。
举例而言，化工装置中各设备的物理特性不同、设备中的物料不同，因此在发生事故后，通过超实时仿真可以找到装置中的最危险设备，这些设备受事故影响导致损毁后，会进一步造成事故的蔓延和扩散，这也是化工事故具有“事故多米诺”特征的重要表现。因此从若干预案中找出与该设备当前工况最为匹配的状态下的应急处置预案，形成对该设备的应急处置方案。
在优选的实施例中，所述应急处置方案生成方法还可以包括：
步骤S1130，在所形成的应急处置方案中，标注优先进行应急处置的关键设备。
举例而言，根据对装置的风险评估，通常能找到装置中受事故影响最为关键的设备，这些设备如果受“事故多米诺”影响发生二次事故，会造成更大损失。因此应关注关键设备的状态，并在这些设备达到预警阈值后即刻进行处置。
在更为优选的实施例中，所述应急处置方案生成方法还可以包括：通过所述应急仿真系统对所述应急处置方案进行仿真，并根据仿真结果，修正所述应急处置方案。
举例而言，应对事故处置的过程就是应急处置方案形成与不断修正的过程。事故发生后，通过智能算法找出与事故场景匹配度好的应急处置预案，对相关应急处置预案中规定的内容不作或稍作修改，就形成了初始应急处置方案并开始事故的前期处置。在随后的应急处置过程中，随着现场情况信息的更加明确，结合新的超实时仿真运算结果，形成新的应急处置方案。以后的过程就是重复应用最新的现场情况信息修正应急处置方案的过程，直到应急处置结束。
综上，本发明实施例七通过对事故及应急处置预案的仿真，可以找到事故中的薄弱点，并评估不同应急处置预案的效果，从而找到最优的应急处置方案，且该方案可随着事故的演变进行动态调整。
实施例八
图12是本发明实施例八的应急处置预案动态验证系统的结构示意图。如图12所示，所述应急处置预案动态验证系统包括：应急仿真系统1210，其基于化工装置相关数据被构建；预案处理模块1220，用于将文本应急处置预案转换成数字式应急处置预案进行存储；以及验证模块1230，用于通过所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案进行仿真，并基于仿真结果验证所述数字式应急处置预案。
其中，关于应急仿真系统1210的结构可参考图2，在此不再赘述。
另外，可理解的，本发明实施例八的应急处置预案动态验证系统相当于一种数字预案系统，该数字预案系统是在职责规定、步骤安排、资源调集、信息发布流程等重要环节严格遵循文本预案规定的前提下，以文本预案为依据，当突发公共事件发生后，可以根据事件信息和其他与之相关的数据信息，借助于应急平台提供的信息化手段，快速生成直观、有效的行动方案(应急处置方案)，并可以对方案进行实时调整的软件系统。
在示例中，所述数字预案系统应实现的功能包括：
(1)应急信息管理是指管理与事故应急有关的所有数据，包括预案信息、空间环境信息、应急资源信息、现场情况信息、案例信息等。
(2)事件情况分析与模拟预测。
(3)应急行动方案的产生与调整。
(4)应急效果评估。
(5)应急模拟演练。
据此，该数字预案系统的组成包括以下几个部分：(1)数据库系统：管理预案系统中所有的数据信息，包括知识库、模型库、案例库等；(2)分析与模拟系统；(3)辅助决策系统；(4)评估系统；以及(5)地理信息系统。
本发明实施例的其他细节及效果可参考前述实施例，在此则不再进行赘述。
实施例九
图13是本发明实施例九的应急处置方案生成系统的结构示意图。如图13所示，所述应急处置方案生成系统包括：应急处置预案动态验证系统1310，用于对若干应急处置预案进行验证，并将通过验证的应急处置预案存储至预案库中；以及方案生成模块1320，用于在事故发生时，根据事故特征从所述预案库中选择与事故场景最为匹配的应急处置预案，以形成对所述化工装置的应急处置方案。
其中，关于应急处置预案动态验证系统1310的结构可参考图12示出的实施例八，在此不再赘述。
在示例中，本发明实施例九的应急处置方案生成系统包括的主要功能可以有：(1)事故参数采集系统；(2)装置运行超实时仿真计算；(3)危险点分析评估；(4)应急处置方案超实时仿真模拟计算；(5)三维应急处置方案生成；以及(6)应急处置方案文本生成。
本发明实施例的其他细节及效果可参考前述实施例，在此则不再进行赘述。
本发明其他实施例还提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述应急处置预案动态验证方法和应急处置方案生成方法。
本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述应急处置预案动态验证方法和应急处置方案生成方法。
本发明实施例提供了一种计算设备，计算设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现上述所述应急处置预案动态验证方法和应急处置方案生成方法的步骤。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。本文中的计算设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下上述关于应急处置预案动态验证方法和应急处置方案生成方法的方法步骤的程序。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明实施例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，本发明实施例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。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本发明实施例而已，并不用于限制本发明实施例。对于本领域技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种应急处置预案动态验证方法，其特征在于，所述应急处置预案动态验证方法包括：
基于化工装置相关数据构建所述化工装置的应急仿真系统，且该应急仿真系统包括：
风险装置模型，该风险装置模型包括用于仿真化工装置的工艺过程、事故现象及灾害场感知的理想装置模型以及用于仿真所述理想装置模型引发的事故现象的事故模型；以及
应急处置模型，用于仿真针对所述事故现象的应急处置过程；
将文本应急处置预案转换成数字式应急处置预案；以及
通过所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案进行仿真，并基于仿真结果验证所述数字式应急处置预案。
2.根据权利要求1所述的应急处置预案动态验证方法，其特征在于，所述基于化工装置相关数据构建所述化工装置的应急仿真系统包括：
采集所述化工装置在事故发生前及事故发展过程中的现场数据，所述现场数据包括实时变化的工艺数据、事故数据、灾害场数据和应急处置数据；
对所述现场数据进行数据处理，所述数据处理包括进行数据的审查、校验以及补充；以及
基于经所述数据处理后的现场数据，通过设备建模技术构建所述化工装置的所述应急仿真系统。
3.根据权利要求1所述的应急处置预案动态验证方法，其特征在于，所述应急仿真系统还包括：
伤害感知模型，其基于所述风险装置模型响应于当前的灾害场数据进行灾害仿真的仿真结果被构建，并用于仿真当前灾害场对所述化工装置的伤害情况。
4.根据权利要求1所述的应急处置预案动态验证方法，其特征在于，所述将文本应急处置预案转换成数字式应急处置预案包括：
建立所述文本应急处置预案的知识图谱；
基于所述知识图谱将所述文本应急处置预案进行数字化处理，以获取预案语义特征；
基于所述预案语义特征，将所述文本应急处置预案描述成符合数字式要求所需的多个数据库系统，其中所述数据库系统包括案例库、知识库、模型库和/或现场监测监控信息库；以及
将所述数据库系统与所述文本应急处置预案进行关联、链接或嵌入，形成基于计算机信息系统的数字式应急处置预案。
5.根据权利要求1所述的应急处置预案动态验证方法，其特征在于，所述通过所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案进行仿真，并基于仿真结果验证所述数字式应急处置预案包括：
采用所述应急仿真系统对以所述数字式应急处置预案中给定的事故工况为基础的多种事故工况进行仿真；以及
根据针对不同事故工况的仿真结果验证所述数字式应急处置预案的正确性，并验证所述数字式应急处置预案中涉及的人机行为和人际行为是否合理。
6.根据权利要求1所述的应急处置预案动态验证方法，其特征在于，所述应急处置预案动态验证方法还包括：
获取验证所述数字式应急处置预案的验证结果，并采用以下任意一种方法对所述数字式应急处置预案进行评估：层次分析法、模糊综合评价法和过程曲线相似法。
7.根据权利要求1所述的应急处置预案动态验证方法，其特征在于，所述应急处置预案动态验证方法还包括：
构建所述化工装置的三维场景，并将所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案的仿真在所述三维场景中展示。
8.一种应急处置方案生成方法，其特征在于，所述应急处置方案生成方法包括：
采用权利要求1-7中任意一项所述的应急处置预案动态验证方法对若干应急处置预案进行验证，并将通过验证的应急处置预案存储至预案库中；以及
在事故发生时，根据事故特征从所述预案库中选择与事故场景最为匹配的应急处置预案，以形成对所述化工装置的应急处置方案。
9.根据权利要求8所述的应急处置方案生成方法，其特征在于，所述应急处置方案生成方法还包括：
在所形成的应急处置方案中，标注优先进行应急处置的关键设备。
10.根据权利要求8所述的应急处置方案生成方法，其特征在于，所述应急处置方案生成方法还包括：
通过所述应急仿真系统对所述应急处置方案进行仿真，并根据仿真结果，修正所述应急处置方案。
11.一种应急处置预案动态验证系统，其特征在于，所述应急处置预案动态验证系统包括：
应急仿真系统，其基于化工装置相关数据被构建，且包括：
风险装置模型，该风险装置模型包括用于仿真化工装置的工艺过程、事故现象及灾害场感知的理想装置模型以及用于仿真所述理想装置模型引发的事故现象的事故模型；以及
应急处置模型，用于仿真针对所述事故现象的应急处置过程；
预案处理模块，用于将文本应急处置预案转换成数字式应急处置预案进行存储；以及
验证模块，用于通过所述应急仿真系统对所述数字式应急处置预案进行仿真，并基于仿真结果验证所述数字式应急处置预案。
12.根据权利要求11所述的应急处置预案动态验证系统，其特征在于，所述应急仿真系统还包括：
伤害感知模型，其基于所述风险装置模型响应于当前的灾害场数据进行灾害仿真的仿真结果被构建，并用于仿真当前灾害场对所述化工装置的伤害情况。
13.一种应急处置方案生成系统，其特征在于，所述应急处置方案生成系统包括：
权利要求11或12所述的应急处置预案动态验证系统，用于对若干应急处置预案进行验证，并将通过验证的应急处置预案存储至预案库中；以及
方案生成模块，用于在事故发生时，根据事故特征从所述预案库中选择与事故场景最为匹配的应急处置预案，以形成对所述化工装置的应急处置方案。
14.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述权利要求1至7中任意一项所述的应急处置预案动态验证方法，或者用于使得机器执行上述权利要求8至10中任意一项所述的应急处置方案生成方法。
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