基于gis疊加分析的多米諾事故影響概率分析方法
【專利摘要】基于GIS疊加分析的多米諾事故影響概率分析方法，涉及公共安全事故預(yù)測【技術(shù)領(lǐng)域】，所解決的是化工區(qū)多米諾事故分析的技術(shù)問題。該方法從危險源事故及所在地理位置入手，對各個危險源按照事故類型歸類，建立不同事故擴(kuò)散模型，計(jì)算事故發(fā)生后波及的危險概率范圍，并結(jié)合GIS的地理網(wǎng)格理論對危險源研究區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化計(jì)算，建立事故影響概率半徑函數(shù)，并根據(jù)危險源各因素因子及環(huán)境參數(shù)，進(jìn)行GIS疊加計(jì)算，建立出區(qū)域疊加遞歸計(jì)算模型，將周邊波及的危險源二次事故權(quán)值引入遞歸計(jì)算模型，依次遞歸計(jì)算各危險源的權(quán)重比例，最終計(jì)算出其余多個危險源發(fā)生多米諾效應(yīng)的最大概率次序。本發(fā)明提供的方法，適用于化工區(qū)的多米諾事故影響概率分析。
【專利說明】基于GIS疊加分析的多米諾事故影響概率分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及公共安全事故預(yù)測技術(shù)，特別是涉及一種基于Gis疊加分析的多米諾 事故影響概率分析方法的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 化工區(qū)因供應(yīng)關(guān)系集中了大量危險源，一旦發(fā)生事故，極易發(fā)生多米諾連鎖事故。 如圖3所示，當(dāng)化工區(qū)中的任一個危險源裝置發(fā)生事故時，會通過熱輻射、沖擊波或碎片等 引發(fā)周圍裝置而發(fā)生多米諾事故，當(dāng)化工區(qū)內(nèi)的危險源裝置數(shù)量巨大的時候，可能產(chǎn)生的 總的多米諾場景數(shù)量也越來越多。
[0003] 國外對多米諾效應(yīng)的研究較早，早在1996年歐盟理事會就通過法案要求成員國 必須對可能發(fā)生的多米諾效應(yīng)事故的企業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格限制。國內(nèi)對多米諾效應(yīng)研究相對國外 起步較晚，直至2006年才出現(xiàn)相關(guān)研究文章。目前主要研究內(nèi)容如下：
[0004] 1)各種多米諾事故模型研究
[0005] 從多米諾效應(yīng)事故危險源進(jìn)行研究，多米諾效應(yīng)擴(kuò)展因素有火災(zāi)、爆炸、毒物泄漏 三種類型以及各類型之間的相互作用。2000年Khan FI和Abbasi SA通過統(tǒng)計(jì)得出火災(zāi)事 故主要類型有池火、噴射火、火球，并給出了火災(zāi)事故臨界量的數(shù)學(xué)模型。國內(nèi)學(xué)者也對爆 炸沖擊波和碎片的事故模型給出了引發(fā)二次事故的閾值。
[0006] 2)基于經(jīng)驗(yàn)概率的多米諾效應(yīng)分析
[0007] 經(jīng)驗(yàn)概率分析是通過對各種目標(biāo)單元易破壞程度的不同，計(jì)算其概率函數(shù)，反映 多米諾效應(yīng)的發(fā)生概率。包括對目標(biāo)損壞概率的研究，多米諾事故場景影響概率的研究，以 及多米諾效應(yīng)隨機(jī)發(fā)生概率的研究等內(nèi)容。如德國學(xué)者Hauptmanns U通過采用蒙特卡羅 (Monte-Cario)方法分析了爆炸碎片隨機(jī)拋射條件下所能到達(dá)不同距離的概率曲線。
[0008] 以上多米諾事故模型與分析主要從事故類型和不同裝置為研究對象，分析事故擴(kuò) 散概率模型，為多米諾研究建立基礎(chǔ)。但化工園區(qū)由于企業(yè)在空間地域中分布隨機(jī)性很大， 一旦發(fā)生事故，單從理論模型有時很難為園區(qū)內(nèi)企業(yè)的事故發(fā)生概率進(jìn)行實(shí)時定量的分 析。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有 效地對多米諾效應(yīng)事故進(jìn)行實(shí)時定量的分析，能對化工園區(qū)可能發(fā)生的事故進(jìn)行有效預(yù)測 的基于GIS疊加分析的多米諾事故影響概率分析方法。
[0010] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種基于Gis疊加分析的多米諾事故影 響概率分析方法，其特征在于，具體步驟如下：
[0011] 1)設(shè)分析區(qū)域內(nèi)的所有危險源裝置數(shù)量為M個，對該M個危險源裝置，根據(jù)可能發(fā) 生的事故類型進(jìn)行分類，建立各個危險源裝置的事故擴(kuò)展概率模型；
[0012] 2)對分析區(qū)域內(nèi)的每一個危險源裝置進(jìn)行事故擴(kuò)展概率模型計(jì)算，計(jì)算每一個危 險源裝置隨時間參數(shù)t而改變的影響擴(kuò)散區(qū)域的變化函數(shù)，得到M個影響擴(kuò)散區(qū)域；
[0013] 3)利用GIS系統(tǒng)，對分析區(qū)域內(nèi)的M個危險源裝置的影響擴(kuò)散區(qū)域進(jìn)行GIS組合 疊加計(jì)算，得到R片影響擴(kuò)散區(qū)域，有R < M ;
[0014] 4)將R片影響擴(kuò)散區(qū)域中的每一片影響擴(kuò)散區(qū)域，與分析區(qū)域內(nèi)的M個危險源裝 置進(jìn)行GIS選取疊加，得到R組多米諾相關(guān)危險源；
[0015] 5)對每一組多米諾相關(guān)危險源進(jìn)行多米諾事故影響研究，計(jì)算各危險源裝置發(fā)生 二次事故的權(quán)重，從而計(jì)算出該組多米諾相關(guān)危險源的最大概率多米諾次序；
[0016] 6)對于每個影響擴(kuò)散區(qū)域，將該影響擴(kuò)散區(qū)域整體作為統(tǒng)一危險源進(jìn)行區(qū)域擴(kuò)散 概率模型計(jì)算，最終對分析區(qū)域內(nèi)所有的多米諾事故危險源完成模型計(jì)算分析。
[0017] 本發(fā)明提供的基于GIS疊加分析的多米諾事故影響概率分析方法，將多米諾擴(kuò)散 概率模型與GIS區(qū)域疊加分析相結(jié)合，形成一種新的多米諾事故影響概率模型。該模型以 距離為主要GIS參量，來計(jì)算各危險源之間的事故影響概率，通過GIS可以將模型與空間地 域相結(jié)合，有效地對多米諾效應(yīng)事故進(jìn)行實(shí)時定量的分析，能對化工園區(qū)可能發(fā)生的事故 進(jìn)行有效預(yù)測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于GIS疊加分析的多米諾事故影響概率分析方法中的 GIS系統(tǒng)模擬5個危險源裝置的示意圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的基于GIS疊加分析的多米諾事故影響概率分析方法中的對 兩個危險源裝置進(jìn)行多米諾事故影響關(guān)系研究的原理圖；
[0020] 圖3是化工區(qū)多米諾事故發(fā)生流程原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限 制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022] 本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種基于GIS疊加分析的多米諾事故影響概率分析方法， 其特征在于，具體步驟如下：
[0023] 1)設(shè)分析區(qū)域內(nèi)的所有危險源裝置數(shù)量為M個，對該M個危險源裝置，根據(jù)可能發(fā) 生的事故類型進(jìn)行分類，建立各個危險源裝置的事故擴(kuò)展概率模型；
[0024] 不同的危險源裝置擁有不同的擴(kuò)散概率模型和相關(guān)計(jì)算參數(shù)，如儲量、儲罐類型、 危險品類型等影響危險源裝置爆炸或火災(zāi)時產(chǎn)生的威力參數(shù)，通過對分析區(qū)域內(nèi)的危險源 進(jìn)行辨識，可確定分析區(qū)域內(nèi)的危險源裝置數(shù)量；
[0025] 如圖1所示，比如，在分析區(qū)域內(nèi)通過危險源辨識出[a，b，c，d，e]共5個危險源 裝置，假設(shè)這5個危險源裝置均為圓柱形容器，可能發(fā)生的事故類型均為池火，根據(jù)5個危 險源裝置的歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)用最小二乘法分析可得出不同設(shè)備的事故擴(kuò)展概率模型為：
[0026] 常壓圓柱形立式容器：
[0027] Y = 12. 54-1. 8471n(t)；
[0028] ln(t) = -I. 1281n(I)-2. 667X 10_5XV+9. 877 ；
[0029] 高壓圓柱形水平容器： CN 104317848 A m Ti 3/5 頁

【權(quán)利要求】
1. 一種基于GIS疊加分析的多米諾事故影響概率分析方法，其特征在于，具體步驟如 下： 1) 設(shè)分析區(qū)域內(nèi)的所有危險源裝置數(shù)量為M個，對該M個危險源裝置，根據(jù)可能發(fā)生的 事故類型進(jìn)行分類，建立各個危險源裝置的事故擴(kuò)展概率模型； 2) 對分析區(qū)域內(nèi)的每一個危險源裝置進(jìn)行事故擴(kuò)展概率模型計(jì)算，計(jì)算每一個危險源 裝置隨時間參數(shù)t而改變的影響擴(kuò)散區(qū)域的變化函數(shù)，得到M個影響擴(kuò)散區(qū)域； 3) 利用GIS系統(tǒng)，對分析區(qū)域內(nèi)的M個危險源裝置的影響擴(kuò)散區(qū)域進(jìn)行GIS組合疊加 計(jì)算，得到R片影響擴(kuò)散區(qū)域，有R < M ; 4) 將R片影響擴(kuò)散區(qū)域中的每一片影響擴(kuò)散區(qū)域，與分析區(qū)域內(nèi)的M個危險源裝置進(jìn) 行GIS選取疊加，得到R組多米諾相關(guān)危險源； 5) 對每一組多米諾相關(guān)危險源進(jìn)行多米諾事故影響研究，計(jì)算各危險源裝置發(fā)生二次 事故的權(quán)重，從而計(jì)算出該組多米諾相關(guān)危險源的最大概率多米諾次序； 6) 對于每個影響擴(kuò)散區(qū)域，將該影響擴(kuò)散區(qū)域整體作為統(tǒng)一危險源進(jìn)行區(qū)域擴(kuò)散概率 模型計(jì)算，最終對分析區(qū)域內(nèi)所有的多米諾事故危險源完成模型計(jì)算分析。
【文檔編號】G06F17/30GK104317848SQ201410541515
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】張耀庭, 李焱, 馬月鵬, 倪凱, 羅航, 陳丹, 陳石靈 申請人:上海市安全生產(chǎn)科學(xué)研究所