基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法及系统，其方法包括，对化工园区进行网格化分割，形成多个网格点；基于实际距离、事故后果计算模型和相对危险程度，构建化工园区内各个危险源与任一网格点之间的危险系数评估模型；根据各个危险源的危险品实时监测数据和预设报警阈值确定各个危险源在任一所述网格点处的危险系数的权重；根据权重将各个危险源在任一网格点处的危险系数进行加权叠加，得到化工园区内任一网格点的危险态势。本发明专利技术不仅可对是否发生危险进行感知，同时可对发生危险时化工园区危险程度的分布进行感知，可以提高化工园区在危险态势、危险区域分布方面的感知能力，防止发生危险。

Method and system of hazard situation awareness in chemical industry park based on multi-source data fusion

【技术实现步骤摘要】
基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法及系统
本专利技术涉及化工园区危险态势分析领域，具体涉及基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法及系统。
技术介绍
化工园区危险态势分析是化工园区安全的保障，现有的化工园区危险态势分析主要采用以下三种方法进行：1、通过传感器报警阈值进行预警分析；2、通过气体扩散模型估计浓度进行分析；3、通过爆炸模型估计破坏力进行分析，其中：1、通过传感器报警阈值进行预警分析该技术方案通过化工园区在危险品存储区域安装的传感器(例如：压力传感器、液位传感器、温度传感器)的监测值进行安全预警，通常根据传感器的报警阈值进行危险等级划分，根据传感器是否报警来监控园区的安全态势。2、通过气体扩散模型估计浓度进行分析该技术方案通过气体在空气中的扩散模型，即高斯扩散模型来估计当化学气体发生泄漏时扩散至化工园区某一位置的气体浓度，高斯扩散公式如下：式中，C为任意点的化学气体浓度，单位：mg/m3或g/m3；Q为源强，单位时间内污染物的排放量，单位：mg/s或g/s；σy为侧向扩散系数；σz为竖向扩散系数；为泄漏点处的平均风速，单位：m/s；H为有效源高，即泄漏点垂直地面的高度，单位：m；x为泄漏点至下风向上任意点的距离，单位：m；y为烟气的中心轴在直角水平方向上到任意点的距离，单位：m；z为从地表到任意点的高度，单位：m。3、通过爆炸模型估计破坏力进行分析该技术方案通过爆炸模型估计化工园区内危险品发生化学爆炸时冲击波的超压大小，从而判断危害程度，不同物质形态的爆炸模型不同，这里以液体为例。当介质全为液体时，通常将液体加压时所作的功作为常温液体压力容器爆炸时释放的能量，计算公式如下：式中，EL为常温液体压力容器爆炸时释放的能量，单位：kJ；p为液体的压力(绝)，单位：Pa-1；V为器的体积，单位：m3；βt为液体在压力p和温度T下的压缩系数，单位：Pa-1。现有技术缺点如下：a危险态势感知方式单一；例如，通过传感器报警阈值进行危险态势感知时，园区管理者只能通过传感器获取园区内是否存在危险的信息，而无法对危险源可能造成的危害程度有更为直观的认知。当通过气体扩散模型或爆炸模型估计危害范围，由于两个模型估计值量纲的不同，不能基于模型输出值综合考虑两者同时作用时的危害程度。b关注的危险源单一；化工园区往往只关注园区内存储危险品的区域，对于园区内的用于运输危险品的运输车辆只是“有或没有”的概念，没有考虑运输车辆在某一区域聚集或车辆靠近园区存储危险品区域时带来的潜在危险。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法及系统，不同模型的估计值可以叠加，基于模型输出值综合考虑两者同时作用时的危害程度，融合了化工园区多种实时数据，可实现整个园区危险态势的动态感知。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法，包括以下步骤，对化工园区进行网格化分割，形成多个网格点；基于实际距离、事故后果计算模型和相对危险程度，构建所述化工园区内各个危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型，并利用所述危险系数评估模型计算各个所述危险源在任一所述网格点处的危险系数；根据各个所述危险源的危险品实时监测数据和预设报警阈值确定各个所述危险源在任一所述网格点处的危险系数的权重；根据所述权重将各个所述危险源在任一所述网格点处的危险系数进行加权叠加，得到所述化工园区内任一所述网格点的危险态势。本专利技术的有益效果是：本专利技术融合了多源数据构建用于感知化工园区危险态势的算法模型，相比于传统的基于传感器报警阈值进行危险感知的方法，本专利技术不仅可对是否发生危险进行感知，同时可对发生危险时化工园区危险程度的分布进行感知，提高园区数据的利用率；另外，本专利技术提出一种相对危险系数的概念对不同模型的估计值进行加权叠加，从而评估出多个危险源作用下，园区各网格点处的危险系数，从而实现园区安全态势的感知，可以提高化工园区在危险态势、危险区域分布方面的感知能力，防止发生危险。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述危险系数基于所述相对危险程度定义。进一步，所述危险源包括固定危险源和移动危险源；构建所述固定危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型具体为，基于实际距离、事故后果计算模型和相对危险程度，并根据所述固定危险源的基础数据建立所述固定危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型；构建所述移动危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型具体为，基于实际距离、事故后果计算模型和相对危险程度，并根据所述移动危险源的基础数据和实时地理位置数据建立所述移动危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型。采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术综合考虑了固定危险源(园区危险品存储区域)以及移动危险源(危险品运输车辆)的危险性，在关注化工园区危险品存储区域和危险品运输车辆危险性的同时，还关注两者共同作用下的危险性，可以提高化工园区对运输车辆聚集程度及车辆发生危险时引起的危险态势、危险区域分布的感知能力，通过对聚集车辆的调度，从而防止由车辆引起的危险及减小危险作用的范围。进一步，所述事故后果计算模型包括气体扩散模型和危险品爆炸模型，所述危险系数评估模型包括气体扩散危险系数评估模型和危险品爆炸危险系数评估模型；所述气体扩散危险系数评估模型具体为，其中，c(d)为气体扩散模型，α为气体浓度阈值；所述危险品爆炸危险系数评估模型具体为，其中，g(d)为危险品爆炸模型中距离与冲击波超压的关系，β为冲击波超压阈值。进一步，所述权重的计算公式为，其中，v为危险源处的危险品实时监测数据，vT为危险源处最高报警等级对应的阈值。进一步，所述化工园区内任一所述网格点的危险态势的计算公式为，其中，N为所述化工园区内危险源的总数，ui，j为所述化工园区的第(i，j)个所述网格点，为第(i，j)个所述网格点在t时刻的总危险系数，wk(t)为t时刻第k危险源在第(i，j)个所述网格点处的危险系数的权重，Lk为第k危险源在第(i，j)个所述网格点处的危险系数。基于上述基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法，本专利技术还提供基于多源数据融合的化工园区危险态势感知系统。基于多源数据融合的化工园区危险态势感知系统，包括以下模块，网格划分模块，其用于对化工园区进行网格化分割，形成多个网格点；危险系数评估模块，其用于基于实际距离、事故后果计算模型和相对危险程度，构建所述化工园区内各个危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型，并利用所述危险系数评估模型计算各个所述危险源在任一所述网格点处的危险系数；危险系数权重计算模块，其用于根据各个所述危险源的危险品实时监测数据和预设报警阈值确定各个所述危险源在任一所述网格点处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法，其特征在于：包括以下步骤，/n对化工园区进行网格化分割，形成多个网格点；/n基于实际距离、事故后果计算模型和相对危险程度，构建所述化工园区内各个危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型，并利用所述危险系数评估模型计算各个所述危险源在任一所述网格点处的危险系数；/n根据各个所述危险源的危险品实时监测数据和预设报警阈值确定各个所述危险源在任一所述网格点处的危险系数的权重；/n根据所述权重将各个所述危险源在任一所述网格点处的危险系数进行加权叠加，得到所述化工园区内任一所述网格点的危险态势。/n

【技术特征摘要】
1.基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法，其特征在于：包括以下步骤，
对化工园区进行网格化分割，形成多个网格点；
基于实际距离、事故后果计算模型和相对危险程度，构建所述化工园区内各个危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型，并利用所述危险系数评估模型计算各个所述危险源在任一所述网格点处的危险系数；
根据各个所述危险源的危险品实时监测数据和预设报警阈值确定各个所述危险源在任一所述网格点处的危险系数的权重；
根据所述权重将各个所述危险源在任一所述网格点处的危险系数进行加权叠加，得到所述化工园区内任一所述网格点的危险态势。


2.根据权利要求1所述的基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法，其特征在于：所述危险系数基于所述相对危险程度定义。


3.根据权利要求1或2所述的基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法，其特征在于：所述危险源包括固定危险源和移动危险源；
构建所述固定危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型具体为，基于实际距离、事故后果计算模型和相对危险程度，并根据所述固定危险源的基础数据建立所述固定危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型；
构建所述移动危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型具体为，基于实际距离、事故后果计算模型和相对危险程度，并根据所述移动危险源的基础数据和实时地理位置数据建立所述移动危险源与任一所述网格点之间的危险系数评估模型。


4.根据权利要求1或2所述的基于多源数据融合的化工园区危险态势感知方法，其特征在于：所述事故后果计算模型包括气体扩散模型和危险品爆炸模型，所述危险系数评估模型包括气体扩散危险系数评估模型和危险品爆炸危险系数评估模型；
所述气体扩散危险系数评估模型具体为，



其中，c(d)为气体扩散模型，α为气体浓度阈值；
所述危险品爆炸危险系数评估模型具体为，



其中，g(d)为危险品爆炸模型中距离与冲击波超压的关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑谊峰，刘浩，宋春红，张广宇，
申请(专利权)人：嘉兴恒云数据科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33