罐式車輛道路運(yùn)輸毒性氣體泄漏擴(kuò)散模型與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究.pdf

1、氣體危險(xiǎn)貨物作為燃料、原料及生產(chǎn)加工輔料在眾多行業(yè)和人民日常生活中被廣泛應(yīng)用，但因具有種類繁多、性質(zhì)復(fù)雜、危險(xiǎn)性高等顯著特征，其道路運(yùn)輸安全日益受到各界關(guān)注。其中，毒性氣體除可能具有易燃、易爆特性外，毒害作用則是對公共安全與生態(tài)環(huán)境的最大威脅。毒性氣體運(yùn)輸過程中一旦發(fā)生泄漏，將對運(yùn)輸沿線居民的生命健康與財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重傷害，對周邊環(huán)境的破壞及長遠(yuǎn)影響更加難以估量。罐式車輛是液體與氣體危險(xiǎn)貨物道路運(yùn)輸?shù)闹饕休d工具。相關(guān)調(diào)查表明，罐式車輛

2、在我國道路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸車輛中占有較高比例，而近80％的道路運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物事故涉及罐車?？梢姽奘杰囕v道路運(yùn)輸毒性氣體是具有較高風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)活動(dòng)，確保其安全與可靠性，對保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全及社會穩(wěn)定具有特殊意義。目前，國內(nèi)外相關(guān)研究存在薄弱環(huán)節(jié)，一些關(guān)鍵問題有待深入探索。本文研究內(nèi)容主要有以下方面：
　　 ①系統(tǒng)分析國內(nèi)外道路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和毒性氣體泄漏擴(kuò)散模型研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及存在的主要問題；通過現(xiàn)場勘查、資料查閱并使用各

3、類事故數(shù)據(jù)系統(tǒng)，整理了886起我國罐式車輛道路運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物事故案例；采用統(tǒng)計(jì)分析、對比分析等方法探究我國罐式車輛道路運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物事故規(guī)律，并掌握其時(shí)間、空間、致因、形態(tài)、后果分布及泄漏概率等重要統(tǒng)計(jì)特征。
　　 ②基于罐式車輛道路運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物事故特征，以系統(tǒng)論、控制論及安全工程學(xué)為理論依據(jù)，深入分析罐式車輛道路運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物事故機(jī)理；建立基于改進(jìn)GRA（GeneralizedReliabilityAnalysis）方法的罐式車輛道

4、路運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物可靠性分析模型，為事故防治及風(fēng)險(xiǎn)減緩提供理論依據(jù)。
　　 ③針對我國道路運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物風(fēng)險(xiǎn)分析研究中事故概率取值依賴國外數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀，基于國內(nèi)事故特征研究及多元非線性回歸方法對國外相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理修正，提出符合我國國情的道路運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物事故概率取值方法；充分考慮道路因素與非道路因素對罐式車輛道路運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物事故易發(fā)性的影響，提出罐式車輛道路運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物泄漏事故概率計(jì)算模型。
　　 ④研究確定罐式車輛道路運(yùn)輸毒性

5、氣體泄漏事故后果嚴(yán)重度，充分考慮人口與環(huán)境因素，提出平均人口密度、時(shí)變?nèi)丝诿芏群吐范苇h(huán)境敏感度的概念及量化方法，用以建立針對不同對象的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型。
　　 ⑤考慮事故概率與事故后果兩方面因素，構(gòu)建罐式車輛道路運(yùn)輸毒性氣體泄漏風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型。針對罐式車輛道路運(yùn)輸毒性氣體對沿線人員、環(huán)境、公共設(shè)施等社會元素的潛在威脅，建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的社會風(fēng)險(xiǎn)度評價(jià)模型；針對罐式車輛道路運(yùn)輸毒性氣體對沿線居民生命財(cái)產(chǎn)安全等個(gè)人因素造成的潛在威脅

6、，建立了基于蒙特卡羅方法的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算模型；
　　 ⑥基于數(shù)學(xué)物理方法并結(jié)合我國道路運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物實(shí)際，推導(dǎo)出罐式車輛道路運(yùn)輸毒性氣體泄漏的大氣擴(kuò)散方程；解決了擴(kuò)散參數(shù)選取、邊界條件設(shè)定、初始源強(qiáng)獲取、變化及位置控制等系列問題，最終建立適用于固定點(diǎn)源連續(xù)泄漏、瞬時(shí)泄漏、移動(dòng)點(diǎn)源連續(xù)泄漏的罐式車輛道路運(yùn)輸毒性氣體泄漏擴(kuò)散模型。
　　 ⑦運(yùn)用現(xiàn)代求解理論與工具，對固定點(diǎn)源連續(xù)泄漏、瞬時(shí)泄漏、移動(dòng)點(diǎn)源連續(xù)泄漏等典型事故場景進(jìn)行

7、數(shù)值模擬，驗(yàn)證所建擴(kuò)散模型的合理性與適用性；得到不同事故場景下毒性氣體三維空間分布及不同時(shí)刻各濃度區(qū)域范圍，為事故預(yù)警、救援及風(fēng)險(xiǎn)分析提供科學(xué)依據(jù)。
　　 最后，運(yùn)用所建罐式車輛道路運(yùn)輸毒性氣體泄漏風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，對實(shí)例路段社會風(fēng)險(xiǎn)和個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，并得到道路兩側(cè)人口個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)與群體風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果；用所建罐式車輛道路運(yùn)輸毒性氣體泄漏擴(kuò)散模型，對事故場景進(jìn)行數(shù)值模擬，并提出基于時(shí)間的事故預(yù)警方案及事故救援、疏散策略。研究表明，本文建立