專利名稱：一種智能化煉油化工危險源事故預案和應急處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于計算機應用領域，主要涉及的是一種智能化煉油化工危險源事故預案和應急處理方法。
眾所周知，煉油化工危險源，包括石油及石油化工原料和產(chǎn)品、溶劑、助劑、催化劑、添加劑等普遍具有易燃、易爆、易揮發(fā)性、毒性和腐蝕性等危險的特性，因此，加強對煉油化工危險源的管理，不論對一座現(xiàn)代化煉油化工企業(yè)，還是對一座現(xiàn)代化煉油化工原料、產(chǎn)品倉(油)庫來講都是十分重要的。常規(guī)的事故處理方式一般是在假定事故發(fā)生部位、狀態(tài)、風力、風向等特定情況下，做出應急處理工藝和相關的處理系統(tǒng)，而當發(fā)生火災、爆炸事故時，其捕救措施通常是消防部門根據(jù)自己的情況做出捕救方案，所以，這種應急方案存在著局限性的缺陷，其很難把工藝設備上的應急措施和消防捕救方案較好地統(tǒng)一起來，更缺乏整個企業(yè)范圍全面性的統(tǒng)盤概念。因此，現(xiàn)有的事故預案和應急處理方法已不能適應現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展要求。
本發(fā)明的任務即由此產(chǎn)生，提出一種智能化煉油化工危險源事故預案和應急處理方法。其通過計算機的指令，把專家系統(tǒng)和多媒體技術組合起來，可以隨機仿真危險源的泄漏及火災事故狀態(tài)和發(fā)展，在調用專家系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫和數(shù)學模型的基礎上，再把多種事故處理原則揉和在一起，經(jīng)對比、分析、綜合處理后，自動給出任何事故狀態(tài)下的事故現(xiàn)場仿真和應急方案，該仿真結果和應急方案可由計算機隨機圖文輸出。
為完成上述任務，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的其由輸入、分析、顯示及傳輸四部分組成(如

圖1所示)，第一部分是音頻、視頻、圖文輸入部分，它是整個系統(tǒng)的輸入和操縱器。在化工罐區(qū)的現(xiàn)場布置的攝錄相機所拍攝到的現(xiàn)場罐區(qū)實況，通過線路傳輸可以直接送入到計算機CPV內，給計算機以指令；鍵盤在人為的操縱下也給計算機以指令；CD-ROM也同樣給計算機以指令，通過三述三種輸入形式均可啟動整個系統(tǒng)工作。第二部分是計算機智能分析及數(shù)據(jù)庫的存儲部分，計算機(CPU)通過多媒體動態(tài)音頻、視頻壓縮/還原卡和CD-ROM裝置，大大擴展了計算機的內存，其將各有關專業(yè)規(guī)程、規(guī)范、基本信息專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫均貯存在內，采用系統(tǒng)安全工程的方法，把仿真學原理和計算機多媒體技術融為一體，在輸入指令的操縱下，計算機可以根據(jù)需要自己采集、編輯數(shù)據(jù)庫，并可以進行邏輯推理和分析，給出人們預想得到的數(shù)據(jù)和范圍，并可以存入CD-ROM；第三部分是結果顯示和輸出部分，其終端顯示通過(VCA)以上的顯示器多幕顯示；打印機隨機打印各種圖文輸出、仿真結果或應急方案，也可通過IV卡在多臺電視機上顯示，還可通過CD-ROM或軟盤拷貝，在便攜式筆記本微機上實現(xiàn)終端顯示，便于移動使用分析、判斷、查詢和指揮；第四部分是圖像、視頻的遠距離傳輸部分，其通過調試解調器將現(xiàn)場的終端訊息顯示內容解調為電波信號，通過通訊網(wǎng)絡遠距離傳輸?shù)礁饔嘘P部門。
本發(fā)明可廣泛適用于石油、石油化工、化工企業(yè)裝置、倉庫危險源安全管理領域。本發(fā)明在隨機認定和輸入觸發(fā)條件后，可以模擬仿真危險源泄漏和火災爆炸狀態(tài)下的液體彌散面積、彌散區(qū)域、液體釋放速度、釋放量、蒸發(fā)速度、氣體擴散速度、可燃氣體泄漏后的爆炸下限覆蓋區(qū)域、有毒物質泄漏后允許最低濃度彌散區(qū)域和不同危險濃度覆蓋區(qū)域，火災狀態(tài)下同時給出過火面積、燃燒區(qū)域、火焰高度、火焰拖曳直徑、輻射熱影響區(qū)域及安全界限及周圍設施影響等基本數(shù)據(jù)和圖形?？筛鶕?jù)需要提供現(xiàn)場管理、安全區(qū)域、警戒范圍、供水需求、泡沫需要、消防車輛需求及布置方案、外援力量、火場評估及應急綱要等，為指揮員提供完整的應急數(shù)據(jù)和方案。預防在突發(fā)事件面前驚慌失措，減少失誤，根據(jù)本系統(tǒng)提示，指揮員和戰(zhàn)斗員可以有條不紊地工作，并提前做好應急準備，盡快處理事故，把損失降低到最低水平。此外，該系統(tǒng)還可以在日常狀態(tài)下，做事故演練的教材和參考，有極大的實用價質。
本發(fā)明有如下附圖附圖1為本發(fā)明系統(tǒng)模塊和設備選用方框圖。
附圖2為本發(fā)明系統(tǒng)邏輯模塊方框圖。
附圖3為本發(fā)明系統(tǒng)執(zhí)行方框圖。
附圖4為本發(fā)明系統(tǒng)火災爆炸事故處理方框圖。
結合附圖，對本發(fā)明的工作原理及實施過程作進一步詳細如下如圖1所示本發(fā)明的錄入方式為鍵盤、攝(錄)相機、彩色掃描儀和3DS動畫制作系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用主要設備包括PC386/33以上的計算機及其兼容機，硬盤存貯能力≥200MB，具有實時動態(tài)視頻圖像壓縮/還原動能的多媒體視頻卡、聲霸卡，并配備有CD-ROM，進一步擴大了計算機的信息存貯量，軟件運行環(huán)境為MS-DOS、MS-WINDOWS。其操作可以通過普通鍵盤、專用鍵盤、觸摸屏、遙控鍵盤和鼠標方式實現(xiàn)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)庫里，寫入的數(shù)據(jù)庫內容有；石油化工危險品安全管理數(shù)據(jù)庫；危險源貯存設施、管理信息數(shù)據(jù)庫；本企業(yè)及區(qū)域內消防力量和裝備情況圖文數(shù)據(jù)庫；本企業(yè)和區(qū)域地形地貌圖文數(shù)據(jù)庫；事故預案和應急處理數(shù)據(jù)庫；毒性物質擴散應急處理專家系統(tǒng)；火災捕救原則和消防指南專家系統(tǒng)；火場組織和應急處理專家系統(tǒng)；典型案例影視庫；本企業(yè)應急處理指南；危險源安全管理、使用、處理法規(guī)、技術規(guī)范、技術標準數(shù)據(jù)庫。在本發(fā)明的內存系統(tǒng)里，寫入的數(shù)學模型包括有；以液池彌散模型為基礎，估算物料泄漏形成的液池面積和彌散速度擴散模型；以液池彌散面積為基礎的液池蒸發(fā)速度模型；以估算危險物料蒸汽云擴散等濃度變化區(qū)域為目的的無約束蒸汽云擴散模型；以危險源燃燒輻射強度模型為基礎的事故現(xiàn)場危險區(qū)域和安全區(qū)域確定模型；以外型因子模型為基礎的熱輻射強度衰減模型；以直接加熱和輻射傳遞為基礎的熱量接受器模型；以火焰拖曳和輻射強度為基礎的消防車布置模型；以企業(yè)和地區(qū)編碼為基礎的道路、障礙物模型；消防炮車、移動炮、舉高噴射水塔車等滅火效果和覆蓋范圍模型；危險物料擴散參數(shù)及物量系數(shù)修正模型。本發(fā)明的計算機系統(tǒng)具有對上述各數(shù)據(jù)庫和各數(shù)學模型進行自動采集、認定、邏輯推理等功能，用于滿足系統(tǒng)的評價、危險源事故預案和應急系統(tǒng)判斷、推理等需要。本發(fā)明通過輸入部分的指令，在計算機智能分析運算以后，其終端可根據(jù)需要采用以下幾種輸出方式(1)、數(shù)據(jù)圖象顯示采用VGA以上顯示器，多幕顯示；(2)、通過電視卡(TV卡)把圖象、文字信息直接在電視接收機上顯示；(3)、通過CD-ROM或軟盤拷貝，在便攜式筆記本微機上實現(xiàn)終端顯示；(4)、通過彩色打印系統(tǒng)以16色至24位真彩色打印輸出；(5)在9600bit/s以上電話網(wǎng)、無線網(wǎng)、專用數(shù)據(jù)網(wǎng)上通過Modem調和或Fax Modem卡實現(xiàn)每秒1--15楨以上的圖像遠距離傳輸。
本發(fā)明系統(tǒng)邏輯工作過程如下；如圖2所示當輸入指令信號后，形成本發(fā)明系統(tǒng)工作的觸發(fā)條件，計算機自動進入基本數(shù)據(jù)庫巡檢，認定基本圖文數(shù)據(jù)，并自動認定數(shù)學模型(如果是火災爆炸事故，則進入火災模型庫巡檢；如果是泄漏事故，則進入泄漏模型庫巡檢)，分別得到兩種情況下的固有危險性和安全評價。從火災模型庫巡檢出的火災模型，可以隨機仿真出當時的火災情況，確定火災的影響區(qū)域、過火面積和其他相關作業(yè)，根據(jù)這樣的仿真圖文顯示，隨機可以從安全裝備庫調出這次火災事故所需的滅火力量，判斷出本企業(yè)是否具各充足的力量對付這樣的火災事故，如果不夠，可以隨機提出補充救援措施或一種保守的方案。達到條件發(fā)起總攻補救火災，最后，提示善后事宜，并將結果打印事故報告。如果是泄漏事故，則從泄漏模型庫巡檢得出泄漏模型，可以隨機圖文顯示出該泄漏事故的危險區(qū)域、警戒范圍、工藝處理、現(xiàn)場處理及相關作業(yè)的范圍，提出有關的處理方案，并可反復修改相關作業(yè)和處理方案，做好善后處理工作并打印成事故報告。如果其泄漏會引起火災，則其自動進入火災爆炸事故的巡檢、仿真過程。
如圖3、圖4所示本發(fā)明系統(tǒng)模型工作過程如下；當計算機啟動后即可進入該系統(tǒng)，屏幕顯示出有關數(shù)據(jù)和觸發(fā)條件窗口，當輸入觸發(fā)條件和基本信息后，計算機進行自動檢索，確定事故部位，識別事故區(qū)域所在和事故的類別，進入基本數(shù)據(jù)庫，確定基本數(shù)據(jù)，通過危險品數(shù)據(jù)庫和安全評價系統(tǒng)，即可得到當時條件下的固定危險性和它的處理原則，同時通過鍵盤指令可以顯示出隨機的各類自然條件。對于火災爆炸事故，計算機啟動后可直接通過窗口代碼和自然條件輸入進入火災爆炸事故仿真階段，仿真依據(jù)為現(xiàn)場圖形庫和數(shù)據(jù)庫，仿真結果可以根據(jù)需要按圖文形式給出過火面積、影響區(qū)域、相關作業(yè)等內容，根據(jù)過火面積和區(qū)域情況，系統(tǒng)可以按需要給出警戒區(qū)域，供水需求、泡沫需求、滅火車輛的出動路線、第一出動、第二出動車輛及站位，請求支援的內容、對象、對周圍環(huán)境影響等基本圖形、文字和提示，條件具備發(fā)起總攻，捕滅火后進行善后處理，打印事故報告。對于可能形成連鎖反應和二次災害的事故，本發(fā)明系統(tǒng)會自動確認可能擴大的范圍，并查詢處理原則庫，與主系統(tǒng)同時進入火場布置，確定最佳滅火方案。對于未形成火災的其它危險源泄漏事故，本發(fā)明系統(tǒng)即自動確定該泄漏事故的數(shù)學模型，并自動進行該事故的防真處理。對于爆炸危險性氣體或毒性氣體，本發(fā)明的計算機系統(tǒng)會自動根據(jù)爆炸下限和毒性氣體危險濃度給出覆蓋區(qū)域，處理原則和其他應該進行的相關作業(yè)內容，供指揮員和戰(zhàn)斗員具體消除事故，待該事故穩(wěn)妥處理后，本系統(tǒng)即進入善后處理過程，并將事故報告打印出來。若發(fā)生火災爆炸，則自動進入火災爆炸模型處理。對于捕救方式，將根據(jù)固定消防設施和移動消防設施的特點而確定不同的消防力量需求，當現(xiàn)場條件可以滿足時，執(zhí)行滅火方案。當不能滿足時，確定維持方案和準備聯(lián)系外援力量，隨機可以查詢出外援器材車輛庫、補充救災力量，在具備滅火條件后，執(zhí)行滅火方案。當不具備捕救條件時，確認是否需要撤離，如果需要撤離，本系統(tǒng)會根據(jù)輸入指令確定維持方案，準備撤離條件，自動查詢數(shù)據(jù)庫，得出可行的撤離方案，執(zhí)行撤離。
事故后做善后處理和打印事故報告。
實施例為××石油化工總廠事故仿真演習，其仿真過程及結果如下表；
事＊故＊仿＊真＊報＊表
權利要求
1.一種智能化煉油化工危險源事故預案和應急處理方法，包括由攝像(錄像)機、鍵盤、彩色掃描儀和30S動畫制作系統(tǒng)所組成的音頻、視頻、圖文輸入部分；計算機存儲及智能分析部分；由顯示器、電視系統(tǒng)和打印機所組成的終端顯示輸出部分及圖像、視頻遠距離傳輸四大部分，其特征在于；將欲執(zhí)行任務的有關專業(yè)規(guī)程、規(guī)范、基本信息專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(圖文)和數(shù)字模型存入多媒體系統(tǒng)的程序存儲器中，通過軟件編程，把仿真學原理和計算機多媒體技術融為一體，利用多媒體卡(壓縮/還原)，可在微機上實時進行多種數(shù)據(jù)庫查詢和邏輯推理分析，并將其結果在終端上動態(tài)圖文顯示，給出危險區(qū)域，實時模擬事故的發(fā)展狀態(tài)、工藝處理原則和方案以及其他應急防災措施，同時可提供緊急狀態(tài)下的人力、物力需求，設備、物資布置、救災指揮的參考方案。
2.根據(jù)權利要求1所述的的石油化工危險源事故預案和應急處理方法，其特征在于所述的數(shù)據(jù)庫包括以下內容石油化工危險品安全管理數(shù)據(jù)庫；危險源貯存設施、管理信息數(shù)據(jù)庫；本企業(yè)及區(qū)域內消防力量和裝備情況圖文數(shù)據(jù)庫本企業(yè)和系統(tǒng)消防水供應圖文數(shù)據(jù)庫；本企業(yè)和區(qū)域地形地貌圖文數(shù)據(jù)庫；事故預案和應急處理數(shù)據(jù)庫；毒性物質擴散應急處理專家系統(tǒng)；火災捕救原則和消防指南專家系統(tǒng)火場組織和應急處理專家系統(tǒng)；典型案例影視庫；本企業(yè)應急處理指南；危險源安全管理、使用處理法規(guī)、技術規(guī)范、技術標準據(jù)庫。
3.根據(jù)權利要求1所述的的石油化工危險源事故預案和應急處理方法，其特征在于；所述的數(shù)學模型包括以液池彌散模型為基礎，估算物料泄漏形成的液池面積和彌散速度擴散模型；以液池彌散面積為基礎的液池蒸發(fā)速度模型，以估算危險物料蒸汽云擴散等濃度區(qū)域變化為目的的無約束蒸汽云擴散模型；以危險源燃燒熱輻射強度為基礎的事故現(xiàn)場危險區(qū)域和安全區(qū)域確定模型；以外型因子模型為基礎的熱輻射強度衰減模型；以直接加熱和輻射傳遞為基礎的熱量接受器模型；以火焰拖曳和輻射強度為基礎的消防車布置模型；以企業(yè)和地區(qū)編碼為基礎的道路、障礙物模型；消防炮車、移動炮、舉高噴射水塔車等滅火效果和覆蓋范圍模型；危險物料擴散參數(shù)及物量系統(tǒng)修正模型。
4.根據(jù)權利要求1所述的的石油化工危險源事故預案和應急處理方法，其特征在于本系統(tǒng)可以根據(jù)需要，對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)學模型系統(tǒng)自動采集、認定、編輯數(shù)據(jù)庫，并可以進行邏輯推理和分析，給出人們預想得到的數(shù)據(jù)和范圍，，具有實時圖文仿真危險源泄漏(容器泄漏、管線泄漏)，突沸、昌溢等事故過程的功能，同時也具有實時圖文仿真危險火災(容器火災、噴濺火災、復合火災等)事故狀態(tài)和發(fā)展的功能，并可以實時轉換。
5.根據(jù)權利要求1所述的的石油化工危險源事故預案和應急處理方法，其特征在于本系統(tǒng)具有圖文實時顯示液體釋放速度、釋放量、彌散面積、彌散區(qū)域、蒸發(fā)速度、氣體擴散速度，以及可燃氣體泄漏后的爆炸下限覆蓋區(qū)域、毒物泄漏后允許最低濃度彌散區(qū)域和不同危險濃度覆蓋區(qū)域；在火災狀態(tài)下，系統(tǒng)可以實時以圖文形式給出過火面積、燃燒區(qū)域、火焰高度、火焰拖曳、輻射熱強度、熱輻射影響區(qū)域及安全界限，對周圍環(huán)境的影響。
6.根據(jù)權利要求1所述的的石油化工危險源事故預案和應急處理方法，其特征在于本系統(tǒng)具有在危險源泄漏的狀態(tài)下圖文給出危險區(qū)域、警戒范圍、工藝處理、現(xiàn)場處理及應急措施；在火災爆炸情況下，具有圖文給出過火面積、影響區(qū)域、危險區(qū)域、安全區(qū)域、警戒區(qū)域、供水需求、泡沫需求、消防力量需求、火場布置、請求外援力量、火場評估及應急綱要等功能。
7.根據(jù)權利要求1所述的的石油化工危險源事故預案和應急處理方法，其特征在于所述終端數(shù)據(jù)圖像顯示和輸出部分采用VGA以上顯示器，可多幕顯示，還可以通過電視卡(TV卡)把圖像，文字信息直接在電視接收機上顯示，其信息輸出方式可以通過打印機打印輸出，并可通過CD-ROM或軟盤拷貝，在便攜式筆記本微機上實現(xiàn)終端顯示；還可在9666bit/s以上的電話網(wǎng)、無線網(wǎng)、專用數(shù)據(jù)網(wǎng)上通過Modem設備或Fax Modem卡實現(xiàn)每秒1——15楨以上的圖像遠距離傳輸。
8.根據(jù)權利要求1所述的的石油化工危險源事故預案和應急處理方法，其特征在于所述的系統(tǒng)設備為PC386/33以上及其兼容機，硬盤存貯能力≥200MB；實時動態(tài)視頻圖像壓縮/還原功能的多媒體視頻卡、聲霸卡；軟件運行環(huán)境為MS-DOS、MS-Windows；為增加信息存貯量，配置CD-ROM。
9.根據(jù)權利要求1所述的的石油化工危險源事故預案和應急處理方法，其特征在于本系統(tǒng)的操作可通過普通鍵盤、專用鍵盤、觸摸屏、遙控鍵盤和鼠標方式實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能化煉油化工危險源事故預案和應急處理的方法。其以有關專業(yè)規(guī)程、規(guī)范、基本信息專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為基礎，采用系統(tǒng)安全工程方法，把仿真學原理和計算機多媒體技術融為一體，可在微機上進行多種數(shù)據(jù)庫查詢和動態(tài)圖形顯示，模擬事故發(fā)展過程，工業(yè)處理過程和應急方案，提供應急狀態(tài)下的人力、物力需求、布置和危險區(qū)域的參考方案。本發(fā)明可廣泛適用于石油、石油化工、化工企業(yè)裝置、倉庫危險源安全管理領域。
文檔編號G06F17/00GK1140269SQ9510723
公開日1997年1月15日 申請日期1995年7月7日 優(yōu)先權日1995年7月7日
發(fā)明者王鐵民, 袁峻業(yè), 張啟波, 張海峰, 鄭納新, 姜春明, 魏敬太, 師恩貴 申請人:中國石化洛陽石油化工總廠, 化學工業(yè)部化工勞動保護研究所