CN116310924A - 危化品泄漏扩散预警方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种危化品泄漏扩散预警方法及系统，所述预警方法包括：实时获取危化品设备的运行状态参数、气象数据和视频监控数据，所述危化品设备用于存储危化品或生产危化品；根据运行状态参数、气象数据和视频监控数据确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强；利用流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强构建危化品泄漏扩散数值模型；利用危化品泄漏扩散数值模型确定危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离；根据危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离执行对应预警。本发明提供的方法能够准确获得时空浓度分布和扩散范围，预测危化品的扩散趋势及范围，提供精确预警，减少事故损失和人员伤亡。

Description

危化品泄漏扩散预警方法及系统
技术领域
本发明涉及石化安全工程技术领域，具体地，涉及一种危化品泄漏扩散预警方法及一种危化品泄漏扩散预警系统。
背景技术
随着我国化工行业的蓬勃发展，化工企业数量逐年递增，生产运行过程中发生泄漏、火灾及爆炸事故的概率增大，泄漏的有毒物料及燃烧产生的有毒气体对企业人员及周边居民的安全和健康造成了巨大的威胁，因此在泄漏事故初期对泄漏物料及燃烧产生的有毒气体进行监测预警，进而预测事故影响范围，评估事态严重程度，制定应急处置及疏散方案是大幅减小事故后果的关键。
现有技术中，对危化品的监测预警主要采用现场监测的危化品浓度超过设定阈值进行报警，但危化品的扩散趋势及范围难以确定，无法对即将受到危化品影响的区域及人员进行预警。
发明内容
针对现有技术中无法对即将受到危化品影响的区域及人员进行预警的技术问题，本发明提供了一种危化品泄漏扩散预警方法及一种危化品泄漏扩散预警系统，采用该危化品泄漏扩散预警方法能够准确获得时空浓度分布和扩散范围，预测危化品的扩散趋势及范围，提供精确预警，减少事故损失和人员伤亡。
为实现上述目的，本发明第一方面提供一种危化品泄漏扩散预警方法，包括以下步骤：实时获取危化品设备的运行状态参数、气象数据和视频监控数据，其中，所述危化品设备用于存储危化品或生产危化品；根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强；利用所述流动状态模型、所述相态流动模型和所述泄漏源强，构建危化品泄漏扩散数值模型；利用所述危化品泄漏扩散数值模型确定危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离；根据所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离执行对应预警。
进一步地，所述方法还包括：获取危化品实时浓度；确定所述危化品实时浓度的检测位置；根据所述检测位置和所述危化品时空浓度分布，确定所述检测位置当前的危化品浓度；在所述危化品扩散行为与所述视频监控数据不匹配，或者所述检测位置当前的危化品浓度与所述危化品实时浓度之间的差值大于设定值的情况下，对所述危化品泄漏扩散数值模型进行修正；利用修正后的危化品泄漏扩散数值模型确定所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离。
进一步地，所述根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：根据所述气象数据确定实时风速；在所述实时风速大于等于设定风速的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；在所述实时风速小于所述设定风速的情况下，根据所述视频监控数据判断危化品的流动状态：在所述危化品的流动状态为湍流状态的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；在所述危化品为层流状态的情况下，选择层流模型作为所述流动状态模型。
进一步地，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：根据所述视频监控数据确定危化品的相态：在危化品的相态为单相的情况下，选择单相流动模型作为所述相态流动模型；在危化品的相态为多相的情况下，选择多相流动模型作为所述相态流动模型。
进一步地，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为无火灾的危化品泄漏类型的情况下：根据所述视频监控数据确定泄漏口径，以及根据所述运行状态参数确定泄漏口压力；根据所述泄漏口径和所述泄漏口压力计算所述泄漏源强；在无法根据所述视频监控数据确定所述泄漏口径的情况下，根据危化品实时浓度计算所述泄漏源强。
进一步地，所述方法还包括：在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为伴有火灾的危化品泄漏类型的情况下：根据所述视频监控数据确定燃烧面积，根据所述气象数据确定实时风速，以及根据所述运行状态参数确定危化品信息；根据所述燃烧面积、所述实时风速和所述危化品信息确定所述泄漏源强。
本发明第二方面提供一种危化品泄漏扩散预警系统，所述危化品泄漏扩散预警系统包括：获取单元，用于实时获取危化品设备的运行状态参数、气象数据和视频监控数据，其中，所述危化品设备用于存储危化品或生产危化品；确定单元，用于根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强；模型构建单元，用于利用所述流动状态模型、所述相态流动模型和所述泄漏源强，构建危化品泄漏扩散数值模型；所述确定单元还用于利用所述危化品泄漏扩散数值模型确定危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离；预警单元，用于根据所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离执行对应预警。
进一步地，所述模型构建单元还用于：获取危化品实时浓度；确定所述危化品实时浓度的检测位置；根据所述检测位置和所述危化品时空浓度分布，确定所述检测位置当前的危化品浓度；在所述危化品扩散行为与所述视频监控数据不匹配，或者所述检测位置当前的危化品浓度与所述危化品实时浓度之间的差值大于设定值的情况下，对所述危化品泄漏扩散数值模型进行修正；利用修正后的危化品泄漏扩散数值模型确定所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离。
进一步地，所述根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：根据所述气象数据确定实时风速；在所述实时风速大于等于设定风速的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；在所述实时风速小于所述设定风速的情况下，根据所述视频监控数据判断危化品的流动状态：在所述危化品的流动状态为湍流状态的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；在所述危化品为层流状态的情况下，选择层流模型作为所述流动状态模型。
进一步地，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：根据所述视频监控数据确定危化品的相态：在危化品的相态为单相的情况下，选择单相流动模型作为所述相态流动模型；在危化品的相态为多相的情况下，选择多相流动模型作为所述相态流动模型。
进一步地，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为无火灾的危化品泄漏类型的情况下：根据所述视频监控数据确定泄漏口径，以及根据所述运行状态参数确定泄漏口压力；根据所述泄漏口径和所述泄漏口压力计算所述泄漏源强；在无法根据所述视频监控数据确定所述泄漏口径的情况下，根据危化品实时浓度计算所述泄漏源强。
进一步地，所述确定单元还用于：在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为伴有火灾的危化品泄漏类型的情况下：根据所述视频监控数据确定燃烧面积，根据所述气象数据确定实时风速，以及根据所述运行状态参数确定危化品信息；根据所述燃烧面积、所述实时风速和所述危化品信息确定所述泄漏源强。
通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：
本发明的危化品泄漏扩散预警方法，先实时获取危化品设备的运行状态参数、气象数据和视频监控数据，然后根据运行状态参数、气象数据和视频监控数据分别选择流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强，利用流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强构建出危化品泄漏扩散数值模型，利用危化品泄漏扩散数值模型得到危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离，预测浓度分布和影响范围，根据危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离进行对应预警。通过本发明的方法，能够准确获得时空浓度分布、扩散范围和扩散行为，预测危化品的扩散趋势及范围，为危化品泄漏提供精确预警，减少事故损失和人员伤亡。
本发明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为本发明实施例提供的危化品泄漏扩散预警方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的危化品泄漏扩散预警系统的示意图。
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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参考图1，本发明实施例提供一种危化品泄漏扩散预警方法，该方法包括以下步骤：S101：实时获取危化品设备的运行状态参数、气象数据和视频监控数据，其中，所述危化品设备用于存储危化品或生产危化品；S102：根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强；S103：利用所述流动状态模型、所述相态流动模型和所述泄漏源强，构建危化品泄漏扩散数值模型；S104：利用所述危化品泄漏扩散数值模型确定危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离；S105：根据所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离执行对应预警。
具体地，本发明实施方式中，设置气象监测单元，与当地的气象站或当地气象部门连接，获取当地的湿度、温度、风向、风速、大气压、雨量、光辐射等气象数据。在石化场所根据当地地形、化工关键设备设施的布局、重点防护区域位置等进行传感器布局，在不同位置设置危化品浓度监测传感器，监测一种或多种气相组分，比如对一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氮氧化物等无机组分，和芳烃、挥发性有机化合物等有机组分进行实时监测。在高风险区域设置视频监控探头，能够清晰的拍摄化工关键设备的高风险部件，如反应器的法兰及阀门、泵组、管路等，也可以拍摄火灾事故的烟气运动等图像视频，并远程传输视频监控数据。化工关键设备上设置有状态参数监测装置，能够实时获取危化品设备的运行状态参数。
获取运行状态参数、气象数据和视频监控数据后，根据运行状态参数、气象数据和视频监控数据分别选择流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强，将流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强输入模型构建软件中，比如fluent软件构建出危化品泄漏扩散数值模型，利用危化品泄漏扩散数值模型得到危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离，预测浓度分布和影响范围。根据危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离自动匹配对应的应急预案，制定应急处置措施和人员疏散措施，将扩散距离、风险范围、人员疏散、处置措施等信息分发至相关人员，向相关人员或政府部门进行预警。
根据本发明提供的危化品泄漏扩散预警方法，能够准确获得时空浓度分布、扩散范围和扩散行为，预测危化品的扩散趋势及范围，为危化品泄漏提供精确预警，减少事故损失和人员伤亡。
进一步地，所述方法还包括：获取危化品实时浓度；确定所述危化品实时浓度的检测位置；根据所述检测位置和所述危化品时空浓度分布，确定所述检测位置当前的危化品浓度；在所述危化品扩散行为与所述视频监控数据不匹配，或者所述检测位置当前的危化品浓度与所述危化品实时浓度之间的差值大于设定值的情况下，对所述危化品泄漏扩散数值模型进行修正；利用修正后的危化品泄漏扩散数值模型确定所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离。
具体地，本发明实施方式中，在构建危化品泄漏扩散数值模型之后，还要对危化品泄漏扩散数值模型进行进一步修正。先确定出危化品浓度监测传感器的位置作为检测位置，利用时空浓度分布中确定检测位置当前的危化品浓度，计算检测位置当前的危化品浓度和危化品实时浓度之间的差值，如果两者之间的差值大于设定值，则表示预测值与实际值相差较大，需要对危化品泄漏扩散数值模型进行修正。
本发明中还可以确定当前的危化品扩散行为，与视频监控数据进行对比，比如，对比扩散方向是否一致，如果扩散方向与视频监控数据不一致，则表示构建的危化品泄漏扩散数值模型存在误差，需要对危化品泄漏扩散数值模型进行修正。
在修正时可以根据误差程度修改所调用的危化品泄漏扩散数值模型或模型的关键参数，比如，根据泄漏危化品的元素组成修正泄漏源强；根据实际风速修正湍流模型中的湍流强度；根据烟颗粒的颗粒性质修正多相流动模型中的气固曳力模型。利用修正之后的危化品泄漏扩散数值模型重新确定危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离。再重新判断危化品扩散行为与视频监控数据是否匹配，或者检测位置当前的危化品浓度与危化品实时浓度之间的差值是否大于设定值。直至危化品扩散行为与视频监控数据匹配，或者检测位置当前的危化品浓度与危化品实时浓度之间的差值小于等于设定值，停止对危化品泄漏扩散数值模型进行修正，利用修正后的危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离进行预警，并保存修正后的危化品泄漏扩散数值模型和关键参数，以便下次建模时直接调用。
根据本发明提供的危化品泄漏扩散预警方法，能够不断修正危化品泄漏扩散数值模型，提高对时空浓度分布、影响范围和扩散距离预测的准确性。
进一步地，所述根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：根据所述气象数据确定实时风速；在所述实时风速大于等于设定风速的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；在所述实时风速小于所述设定风速的情况下，根据所述视频监控数据判断危化品的流动状态：在所述危化品的流动状态为湍流状态的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；在所述危化品为层流状态的情况下，选择层流模型作为所述流动状态模型。
具体地，本发明实施方式中，根据气象数据确定当前的实时风速，在实时风速大于设定风速的情况下，比如实时风速大于17.2米/秒，直接选择湍流模型作为流动状态模型。在实时风速小于等于设定风速的情况下，根据视频监控数据判断危化品的流动状态，如果危化品的流动状态为湍流状态，选择湍流模型作为流动状态模型；如果危化品为层流状态，选择层流模型作为流动状态模型。
进一步地，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：根据所述视频监控数据确定危化品的相态：在危化品的相态为单相的情况下，选择单相流动模型作为所述相态流动模型；在危化品的相态为多相的情况下，选择多相流动模型作为所述相态流动模型。
具体地，本发明实施方式中，根据视频监控数据确定危化品的相态，比如根据视频监控数据确定是气态、液态、固态还是气液固多相流，如果危化品为单相，选择单相流动模型作为相态流动模型；如果危化品包括多种相态，比如气态和液态，确定危化品的相态为多相，选择多相流动模型作为所述相态流动模型。本发明实施方式中，单相流动模型、多相流动模型、湍流模型和层流模型预先存储于模型构建软件，可以根据实际情况从模型构建软件中调取对应的模型。
进一步地，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为无火灾的危化品泄漏类型的情况下：根据所述视频监控数据确定泄漏口径，以及根据所述运行状态参数确定泄漏口压力；根据所述泄漏口径和所述泄漏口压力计算所述泄漏源强；在无法根据所述视频监控数据确定所述泄漏口径的情况下，根据危化品实时浓度计算所述泄漏源强。
具体地，本发明实施方式中，石化场所发生泄漏时，会出现单纯的危化品泄漏，即泄漏单相或多相危化品，但是如果危化品泄漏之后处于易燃易爆等恶劣环境，可能会引发火灾，因此危化品泄漏包括单纯的危化品泄漏和伴有火灾的危化品泄漏两种类型。本发明实施方式中，先根据视频监控数据确定危化品泄漏类型，如果视频监控中未识别出火焰，则确定发生单纯的未发生火灾的危化品泄漏，根据视频监控数据确定泄漏口径，根据危化品设备的运行状态参数确定泄漏口压力，利用泄漏口径和泄漏口压力计算得到泄漏源强：
Figure BDA0003422229100000101
其中，Q0为液体泄漏速度即泄漏源强，单位为kg/s；Cd为液体泄漏系数；A为泄漏口面积，单位为m2；ρ为泄漏液体密度，单位为kg/m3；P为容器内介质压力，单位为Pa；P0为环境压力，单位为Pa；g为重力加速度，单位为m/s2；h为裂口之上液位高度，单位为m。
当泄漏口径被遮挡，或者泄漏位置未设置视频监控探头，无法从视频监控数据中确定出泄漏口径的情况下，可以获取危化品实时浓度，根据实时浓度利用源强反算算法反推泄漏源强。
进一步地，所述方法还包括：在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为伴有火灾的危化品泄漏类型的情况下：根据所述视频监控数据确定燃烧面积，根据所述气象数据确定实时风速，以及根据所述运行状态参数确定危化品信息；根据所述燃烧面积、所述实时风速和所述危化品信息确定所述泄漏源强。
具体地，本发明实施方式中，如果视频监控中识别出火焰，则确定发生伴有火灾的危化品泄漏类型，根据视频监控数据确定火灾的燃烧面积，从气象数据中提取出实时风速，然后根据运行状态参数确定危化品信息，比如危化品设备内存储或制备的油品，以及油品的理化性质。本发明实施方式中，存储有燃烧面积、实时风速和危化品信息与泄漏源强的对应表格，可以根据对应的表格查找出泄漏源强，比如，可以根据表1中的油品查找对应的危化品的泄漏源强，其中，F为燃烧速度，单位为kg/(m2*h)；S为燃烧面积，单位为m2。
表1不同油品燃烧烟气源强模型
CO(kg/h) CO2(kg/h) SO2(kg/h) NO(kg/h)
柴油 2518.855FS 8890.552FS 226.507FS 6.062FS
煤油 3739.693FS 3941.943FS 641.006FS 3.809FS
汽油 626.840FS 5079.219FS 23.300FS 5.399FS
润滑油 4278.943FS 6660.027FS 35.045FS 9.117FS
原油 499.453FS 1682.270FS 26.471FS 21.411FS
实施例一
泄漏的危化品为密度低于空气的无色气体，如氢气等，该种气体泄漏时不易被视频监控发现，但可通过浓度监测进行监测预警。发生泄漏事故后获取危化品设备的运行状态参数、气象数据和视频监控数据。从气象数据中提取实时风速，根据实时风速大于17.2米/秒，确定出湍流模型。泄漏的危化品为气态单相，选择单相流动模型作为相态流动模型。获取不同位置的危化品实时浓度，根据危化品实时浓度计算出泄漏源强。利用单相流动模型、泄漏源强和湍流模型构建危化品泄漏扩散数值模型，确定出危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离，自动匹配对应的应急预案，制定应急处置措施和人员疏散措施，将扩散距离、风险范围、人员疏散、处置措施等信息分发至相关人员，向相关人员或政府部门进行预警。
实施例二
泄漏的危化品为液态烃类，如液化天然气LNG、液化石油气LPG等。液态烃发生泄漏后，由于温度低于环境温度，空气中的水蒸汽迅速凝结与液态烃气体混合形成白雾，由于密度大于空气，泄漏云团表现为重气云团，贴近地面，形成扁平的蒸汽云团。
视频监控监测到泄漏处附近的白色蒸汽云团，并且检测到烃类组分超过安全阈值，根据实时传输的气象数据确定出湍流模型，根据视频监控数据确定出单相流动模型，根据不同位置的实时浓度计算泄漏源强。利用湍流模型、单相流动模型和泄漏源强，构建危化品泄漏扩散数值模型，继而得到危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离。自动匹配对应的应急预案，制定应急处置措施和人员疏散措施，将扩散距离、风险范围、人员疏散、处置措施等信息分发至相关人员，向相关人员或政府部门进行预警。
实施例三
火灾事故中烟气扩散监控预警，如柴油燃烧烟气扩散。油品火灾烟气颜色较重，容易被视频监控捕捉。火灾事故发生后，视频监控监测到火灾发生位点附近的浓烟，检测到一氧化碳、二氧化硫等组分的浓度超过安全阈值，根据视频监控数据选择多相流动模型作为相态流动模型。从气象数据中提取实时风速，实时风速大于17.2米/秒，确定出湍流模型作为流动状态模型。根据视频监控确定火焰面积、根据运行状态参数确定危化品信息，在表格中查找到对应的泄漏源强。利用泄漏源强、多相流动模型和湍流模型构建危化品泄漏扩散数值模型，从而得到危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离，将检测位置当前的烟气浓度数据与实时浓度数据进行对比，将烟气羽流高度数据与实时视频数据中烟气羽流形状进行对比，判断烟气高度是否一致。如果不一致或者检测位置当前的危化品浓度与危化品实时浓度之间的差值大于设定值，对危化品泄漏扩散数值模型进行修正，根据修正后的模型重新获取危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离。自动匹配对应的应急预案，制定应急处置措施和人员疏散措施，将扩散距离、风险范围、人员疏散、处置措施等信息分发至相关人员，向相关人员或政府部门进行预警。
请参考图2，本发明第二方面提供一种危化品泄漏扩散预警系统，所述危化品泄漏扩散预警系统包括：获取单元，用于实时获取危化品设备的运行状态参数、气象数据和视频监控数据，其中，所述危化品设备用于存储危化品或生产危化品；确定单元，用于根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强；模型构建单元，用于利用所述流动状态模型、所述相态流动模型和所述泄漏源强，构建危化品泄漏扩散数值模型；所述确定单元还用于利用所述危化品泄漏扩散数值模型确定危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离；预警单元，用于根据所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离执行对应预警。
进一步地，所述模型构建单元还用于：获取危化品实时浓度；确定所述危化品实时浓度的检测位置；根据所述检测位置和所述危化品时空浓度分布，确定所述检测位置当前的危化品浓度；在所述危化品扩散行为与所述视频监控数据不匹配，或者所述检测位置当前的危化品浓度与所述危化品实时浓度之间的差值大于设定值的情况下，对所述危化品泄漏扩散数值模型进行修正；利用修正后的危化品泄漏扩散数值模型确定所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离。
进一步地，所述根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：根据所述气象数据确定实时风速；在所述实时风速大于等于设定风速的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；在所述实时风速小于所述设定风速的情况下，根据所述视频监控数据判断危化品的流动状态：在所述危化品的流动状态为湍流状态的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；在所述危化品为层流状态的情况下，选择层流模型作为所述流动状态模型。
进一步地，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：根据所述视频监控数据确定危化品的相态：在危化品的相态为单相的情况下，选择单相流动模型作为所述相态流动模型；在危化品的相态为多相的情况下，选择多相流动模型作为所述相态流动模型。
进一步地，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为无火灾的危化品泄漏类型的情况下：根据所述视频监控数据确定泄漏口径，以及根据所述运行状态参数确定泄漏口压力；根据所述泄漏口径和所述泄漏口压力计算所述泄漏源强；在无法根据所述视频监控数据确定所述泄漏口径的情况下，根据危化品实时浓度计算所述泄漏源强。
进一步地，所述确定单元还用于：在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为伴有火灾的危化品泄漏类型的情况下：根据所述视频监控数据确定燃烧面积，根据所述气象数据确定实时风速，以及根据所述运行状态参数确定危化品信息；根据所述燃烧面积、所述实时风速和所述危化品信息确定所述泄漏源强。
通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：
本发明的危化品泄漏扩散预警方法，先实时获取危化品设备的运行状态参数、气象数据和视频监控数据，然后根据运行状态参数、气象数据和视频监控数据分别选择流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强，利用流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强构建出危化品泄漏扩散数值模型，利用危化品泄漏扩散数值模型得到危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离，预测浓度分布和影响范围，根据危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离进行对应预警。通过本发明的方法，能够准确获得时空浓度分布、扩散范围和扩散行为，预测危化品的扩散趋势及范围，为危化品泄漏提供精确预警，减少事故损失和人员伤亡。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种危化品泄漏扩散预警方法，其特征在于，所述危化品泄漏扩散预警方法包括：
实时获取危化品设备的运行状态参数、气象数据和视频监控数据，其中，所述危化品设备用于存储危化品或生产危化品；
根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强；
利用所述流动状态模型、所述相态流动模型和所述泄漏源强，构建危化品泄漏扩散数值模型；
利用所述危化品泄漏扩散数值模型确定危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离；
根据所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离执行对应预警。
2.根据权利要求1所述的危化品泄漏扩散预警方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取危化品实时浓度；
确定所述危化品实时浓度的检测位置；
根据所述检测位置和所述危化品时空浓度分布，确定所述检测位置当前的危化品浓度；
在所述危化品扩散行为与所述视频监控数据不匹配，或者所述检测位置当前的危化品浓度与所述危化品实时浓度之间的差值大于设定值的情况下，对所述危化品泄漏扩散数值模型进行修正；
利用修正后的危化品泄漏扩散数值模型确定所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离。
3.根据权利要求1所述的危化品泄漏扩散预警方法，其特征在于，所述根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：
根据所述气象数据确定实时风速；
在所述实时风速大于等于设定风速的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；
在所述实时风速小于所述设定风速的情况下，根据所述视频监控数据判断危化品的流动状态：
在所述危化品的流动状态为湍流状态的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；
在所述危化品为层流状态的情况下，选择层流模型作为所述流动状态模型。
4.根据权利要求1所述的危化品泄漏扩散预警方法，其特征在于，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：
根据所述视频监控数据确定危化品的相态：
在危化品的相态为单相的情况下，选择单相流动模型作为所述相态流动模型；
在危化品的相态为多相的情况下，选择多相流动模型作为所述相态流动模型。
5.根据权利要求1所述的危化品泄漏扩散预警方法，其特征在于，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：
在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为无火灾的危化品泄漏类型的情况下：
根据所述视频监控数据确定泄漏口径，以及根据所述运行状态参数确定泄漏口压力；根据所述泄漏口径和所述泄漏口压力计算所述泄漏源强；
在无法根据所述视频监控数据确定所述泄漏口径的情况下，根据危化品实时浓度计算所述泄漏源强。
6.根据权利要求5所述的危化品泄漏扩散预警方法，其特征在于，所述方法还包括：
在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为伴有火灾的危化品泄漏类型的情况下：
根据所述视频监控数据确定燃烧面积，根据所述气象数据确定实时风速，以及根据所述运行状态参数确定危化品信息；
根据所述燃烧面积、所述实时风速和所述危化品信息确定所述泄漏源强。
7.一种危化品泄漏扩散预警系统，其特征在于，所述危化品泄漏扩散预警系统包括：
获取单元，用于实时获取危化品设备的运行状态参数、气象数据和视频监控数据，其中，所述危化品设备用于存储危化品或生产危化品；
确定单元，用于根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强；
模型构建单元，用于利用所述流动状态模型、所述相态流动模型和所述泄漏源强，构建危化品泄漏扩散数值模型；
所述确定单元还用于利用所述危化品泄漏扩散数值模型确定危化品扩散行为、危化品时空浓度分布和危化品扩散距离；
预警单元，用于根据所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离执行对应预警。
8.根据权利要求7所述的危化品泄漏扩散预警系统，其特征在于，所述模型构建单元还用于：
获取危化品实时浓度；
确定所述危化品实时浓度的检测位置；
根据所述检测位置和所述危化品时空浓度分布，确定所述检测位置当前的危化品浓度；
在所述危化品扩散行为与所述视频监控数据不匹配，或者所述检测位置当前的危化品浓度与所述危化品实时浓度之间的差值大于设定值的情况下，对所述危化品泄漏扩散数值模型进行修正；
利用修正后的危化品泄漏扩散数值模型确定所述危化品扩散行为、所述危化品时空浓度分布和所述危化品扩散距离。
9.根据权利要求7所述的危化品泄漏扩散预警系统，其特征在于，所述根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据，确定流动状态模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：
根据所述气象数据确定实时风速；
在所述实时风速大于等于设定风速的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；
在所述实时风速小于所述设定风速的情况下，根据所述视频监控数据判断危化品的流动状态：
在所述危化品的流动状态为湍流状态的情况下，选择湍流模型作为所述流动状态模型；
在所述危化品为层流状态的情况下，选择层流模型作为所述流动状态模型。
10.根据权利要求7所述的危化品泄漏扩散预警系统，其特征在于，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：
根据所述视频监控数据确定危化品的相态：
在危化品的相态为单相的情况下，选择单相流动模型作为所述相态流动模型；
在危化品的相态为多相的情况下，选择多相流动模型作为所述相态流动模型。
11.根据权利要求7所述的危化品泄漏扩散预警系统，其特征在于，根据所述运行状态参数、所述气象数据和所述视频监控数据确定相态流动模型、相态流动模型和泄漏源强，包括：
在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为无火灾的危化品泄漏类型的情况下：
根据所述视频监控数据确定泄漏口径，以及根据所述运行状态参数确定泄漏口压力；根据所述泄漏口径和所述泄漏口压力计算所述泄漏源强；
在无法根据所述视频监控数据确定所述泄漏口径的情况下，根据危化品实时浓度计算所述泄漏源强。
12.根据权利要求11所述的危化品泄漏扩散预警系统，其特征在于，所述确定单元还用于：
在根据所述视频监控数据确定所述危化品泄漏类型为伴有火灾的危化品泄漏类型的情况下：
根据所述视频监控数据确定燃烧面积，根据所述气象数据确定实时风速，以及根据所述运行状态参数确定危化品信息；
根据所述燃烧面积、所述实时风速和所述危化品信息确定所述泄漏源强。
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