毒气泄漏事故应急疏散决策优化模型研究.docVIP

武警学院本科毕业论文（设计） PAGE I 题目 毒气泄漏事故应急疏散决策优化模型研究 摘 要 随着有毒化学品种类和数量的不断增加，有毒化学品的泄漏事故频发。重特大毒气泄漏事故扩散范围广、危害区域大，易造成大量的人员伤亡和财产损失。为了避免毒气对人员造成的伤害，必须对处于危险区域的人员进行紧急疏散。如何快速的确定疏散范围，确定应急疏散的人员数量，使应急疏散的成本最低是一线指挥人员急需解决的重要问题。本文在经验数据、高斯烟团扩散模型模拟的基础上，计算毒气泄漏扩散影响区域，确定了应急疏散范围；讨论了可通行性疏散路线的选择和疏散路线的当量长度的概念，建立了基于各区域危险系数的疏散路线当量长度的计算模型，采用运筹学中的动态规划法求解最佳疏散路径；然后运用运筹学中的线性规划法建立最优疏散模型，利用Lingo优化软件求解该模型，并以液氯钢瓶泄漏事故为例，对其影响范围内的人员进行了疏散，确定应急疏散的最佳方案。经实例验证表明：当有毒气体发生泄漏时，采用该法，可以为一线指挥人员准确、快速地确定疏散区域和选择最佳疏散路径提供科学依据，为一线指挥人员最优疏散方案决策提供理论指导。 关键词 毒气泄漏； 应急疏散； 优化模型； 线性规划法； Lingo 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 中文摘要 I 英文摘要 II 目录 III 1 引言 1 2 毒气泄漏事故疏散范围的确定 2 2.1 泄漏扩散的影响因素 2 2.1.1 密度的影响 2 2.1.2 泄漏环境的影响 2 2.1.3 地形的影响 2 2.1.4 大气条件稳定度的影响 2 2.1.5 泄漏特征和泄漏强度的影响 3 2.2 气体扩散模型 3 2.2.1 高斯烟团模型的浓度分布模式 4 2.2.2 扩散参数σy和σz值的确定 4 2.3 确定疏散范围的方法 5 2.3.1 按试验数据确定疏散范围 5 2.3.2 按事故后果模拟确定疏散范围 7 3 最佳疏散路径的选择 8 3.1 可通行性疏散路线的选择 8 3.2 疏散路线的当量长度 8 3.3 求解最佳疏散路径的方法 9 4最优疏散模型 9 4.1 线性规划法 9 4.1.1 线性规划法的基本要素 10 4.1.2 线性规划法的数学模型 10 4.2 最优疏散模型 10 4.2.1 基本假设 10 4.2.2 疏散模型的建立 11 4.3 模型的求解 12 4.3.1 人工求解法 12 4.3.2 计算机软件求解 12 4.4 应急疏散决策优化程序 13 5 应用举例 13 5.1 疏散范围的计算 14 5.1.1 不同毒害区边界浓度的确定 14 5.1.2 不同毒害区下风方向扩散距离 14 5.1.3 烟团的扩散半径 15 5.2 疏散路径的计算 17 5.2.1 最短疏散路径的确定 17 5.2.2 疏散路线的当量长度 18 5.3最优疏散模型的求解 19 5.3.1 决策变量的设置 19 5.3.2 目标函数的列示 19 5.3.3 约束条件的分析 20 5.3.4 最优疏散模型的整理 21 5.3.5 Lingo优化软件求解 22 6 结论 23 参考文献 24 致谢 26 第 PAGE 26页，共26页 1 引言 随着科学技术和化学工业的迅速发展，化学品的种类和数量不断增加，已成为人们生活中重要的部分，并且给人类带来了巨大的利益。但是，有毒化学危险品在生产、储存、运输和使用过程中由于人为或自然原因发生泄漏、爆炸、燃烧等造成灾难性事故也随之增加。特别是有毒化学品的泄漏事故，给人们的安全健康和生存环境带来了巨大的危害。重特大毒气泄漏事故扩散范围广、危害区域大。为了避免毒气对人体造成的伤害，要涉及处于危险区域的人员的紧急疏散。比如：2003年12月23日，重庆开县发生特大井喷事故，剧毒硫化氢气体的扩散，导致243人死亡，数百人受伤，波及范围约80万平方公里，疏散群众4万余人。2004年4月16日，重庆天原化工总厂发生氯气泄漏爆炸事故，造成9人死亡，3人受伤，罐区100米范围部分建筑物被损坏，大量氯气泄漏致使周围15万居民疏散。2005年3月29日，京沪高速江苏淮安段103km处发生一起重大交通事故，导致肇事车辆槽罐内大量液氯泄漏，应急疏散群众1.5万人，造成周边的3个乡镇、11个行政村的28名村民中毒死亡，350人住院治疗，270人留院观察。2005年11月13日，吉林石化苯胺二车间的爆炸泄漏事故，70人受伤，数万人疏散