基于天然气扩散模拟的应急管理系统研究

【摘要】：随着我国经济的高速发展、城市建设也不断加快，无论是民用还是工业，对天然气等能源气体的使用需求都日益增加。为了满足日益增长的需求，各个地方都加大运输气体的管道建设。而在特定的环境中，裸露在外的管道容易被环境腐蚀或者人为的破坏，这样就会造成有害气体的泄漏。天然气的组成部分主要是甲烷，当小范围浓度低于一定值时对日常生活影响不大，但是混合在空气中达到一定的浓度时不仅污染环境同时会对人的身体造成中毒等危害，而且会引起火灾或者爆炸，对人们的日常生活和社会稳定造成极其严重的后果。本课题的研究对象对安全的要求较高，以理论分析和计算机仿真等手段研究该环境下气体扩散及其造成的危害区域进行较为全面的分析及应用研究具有重要的实际意义；得出的结论为研究对象的应急管理提供一定的参考价值。 本文在分析高斯扩散模型的基础上，采用了一种针对风向变化的高斯模型。 其次提出类似椭圆的扩散面积算法。在此基础上对单位一般情况下的多种扩散方式进行仿真分析，并计算出危害影响范围。 再次采用多属性决策算法针对制定的应急预案进行有效性分析。通过主成分分析法和优序图法相结合对决定预案优劣的权重系数进行分析。 最后在以上的事故突发、分析和决策的基础上提出了基于日常数据管理进行的应急管理系统。将事故分析、决策及指挥集成于该系统，实现资源的优化管理、快速准确的反应、提高对突发事件的处置能力，减少突发事件所带来的损失。 【关键词】：气体扩散 数学模型 仿真分析 应急管理
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X937
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 课题研究的目的及意义7-8
• 1.1.1 研究背景7-8
• 1.1.2 研究目的及意义8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 有毒有害气体的扩散态势研究现状8-10
• 1.2.2 多属性决策的研究现状10
• 1.2.3 应急控制系统的研究现状10-11
• 1.3 本课题主要研究内容和工作11-12
• 1.4 本章小结12-13
• 2 基于风向变化的高斯气体扩散模型13-25
• 2.1 气体扩散的理论基础13-15
• 2.2 扩散数学模型15-21
• 2.2.1 模型的分析和选择15-16
• 2.2.2 高斯数学扩散模型16-21
• 2.3 影响扩散的因素21-23
• 2.4 扩散区域的算法研究23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 气体扩散态势模拟分析25-37
• 3.1 研究对象地气象情况25
• 3.2 参数确定25-29
• 3.2.1 泄漏速率 Q 的确定25-27
• 3.2.2 扩散参数27-29
• 3.3 气体扩散模拟29-35
• 3.3.1 天然气泄漏的实例模拟30-33
• 3.3.2 结果分析33-35
• 3.4 应对措施建议35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 应对扩散的多属性决策37-45
• 4.1 多属性决策理论37-38
• 4.1.1 理论概述37
• 4.1.2 多属性决策的分析步骤37-38
• 4.2 多属性决策的求解过程38-39
• 4.2.1 决策矩阵的规范化38-39
• 4.2.2 各属性权重的确定39
• 4.2.3 方案的综合排序择优39
• 4.3 多属性决策算法及问题分析39-43
• 4.3.1 权重值的确定39-42
• 4.3.2 决策矩阵的规范化处理42
• 4.3.3 问题分析42-43
• 4.4 本章小结43-45
• 5 应急管理系统的实现45-63
• 5.1 对象单位情况介绍45
• 5.2 系统需求分析45-47
• 5.3 开发环境及关键实现技术简介47-49
• 5.3.1 开发平台47
• 5.3.2 关键实现技术47-49
• 5.4 系统总体构成49-50
• 5.5 系统功能分析及实现50-62
• 5.5.1 日常管理子系统50-53
• 5.5.2 预警分析子系统53-56
• 5.5.3 应急控制子系统56-59
• 5.5.4 系统管理子系统59-62
• 5.6 本章小结62-63
• 6 总结与展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 附录68
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录68
• B. 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果目录68

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