对危险化学品事故预警和应急决策系统的分析

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　　摘 要：结合危险化学品事故的防控需求，本文对危险化学品事故预警和应急决策系统的设计问题展开了分析，并且对系统实现方法进行了探讨，从而为关注这一话题的人们提供参考。
　　关键词：危险化学品；事故预警；应急决策系统
　　危险化学品具有易燃易爆的特点，同时具有较强的毒害性和腐蚀性，在生产、储存和使用等各环节都有可能发生事故。而危险化学品事故的发生，在威胁人员生命安全的同时，也将给企业生产运营带来较大经济损失，因此需要完成能够实现事故防控的事故预警和应急决策系统的研制。
　　1 危险化学品事故预警和应急决策系统研制需求
　　危险化学品事故一旦发生，将给人员和设备安全带来较大威胁。在危险化学品事故防控方面，事故预警和应急决策管理至关重要，直接关系到事故能否得到有效处理。现阶段，国外发达国家普遍完成了危险化学品事故应急救援辅助决策支持系统的建设，如EMMA、CAMEO等，借助科学技术加强事故应急救援，从而将事故带来的损害和损失控制在最小范围内。国内在此基础上进行了一些应急辅助决策支持软件的开发，能够用于事故应急救援管理，为应急工作的开展提供决策支持。但从总体上来看，国内在危险化学品事故应急管理方面尚未完成功能完备的事故预警和应急决策系统的开发。针对危险化学品事故，国内主要侧重进行应急预案的编制，开发出的应急响应系统难以对事故进行及时响应，无法实现信息的高速传递，具有抗灾能力差的问题[1]。此外，在危险化学品事故预警方面，尚未完成能够辨识和管理危险源的系统，难以通过危险源自动化监控管理实现事故准确预警，因此无法达到事故全面防控要求。针对这一情况，需要加强危险化学品事故预警和应急决策系统研制，以便通过现场监测、监控危险源及时发现安全隐患，通过事故预警保证事故得到尽快处理。在事故已经发生的情况下，利用系统能够根据事故事态发展进行相关数据分析，为应急决策的制定提供支撑，确保事故事态得到及时控制。
　　2 危险化学品事故预警和应急决策系统设计分析
　　2.1 总体架构设计
　　结合系统研制需求，在系统总体架构设计上，可以将系统划分为多个子系统，即现场监测、监控系统、事故预警系统、应急处置决策系统和数据库管理系统。其中，现场监测、监控系统负责利用危险化学品生产现场的传感器进行实时监测数据的采集，能够利用与系统软件平台配套的监测设备进行环境气象信息、气体泄漏浓度信息等各种信息的获取，并利用监控设备进行现场视频信息获取。事故预警系统可以将采集到的数据信息与与数据库安全限值进行比较，在超出限值的情况下发出预警，提醒人员进行现场情况的查看和处理，达到事故预防的目标。在事故预警过程中，系统可以用文字、声音、图像等各种形式发出预警，然后将预警信息传递至应急处置决策系统。根据系统分析得到的事故类型和危险化学品种类，决策系统能够对事故危险特性进行判断，然后生成相应应急处置措施，以便使事故得到有效控制。数据库管理系统负责进行系统数据参数的设置和数据库信息录入、读取管理，能够用于删除和添加生产现场地图目标，如救援机构、危险源等等，并且能够将目标录入到关系数据库中，为目标查询、浏览等操作提供支持。按照上述思路进行系统设计，能够在危险化品事故发生初期及时发现事故征兆，通过事故预警降低事故发生率，同时能够为事故应急处置决策的制定提供数据支撑，保证处置工作的科学性，继而使事故得到有效控制，为人员生命和财产安全提供保障。
　　2.2 系统功能设计
　　在系统功能设计上，主要需要完成系统监测与监控功能、事故预警功能和应急决策功能的设计。在系统监测与监控功能设计上，应当保证系统能够利用浓度测量仪、压力表、温度计、液位计、安全阀等各种现场监测设备进行数据信息采集，并且能够利用现场监控设备对现场情况进行远程监测。经过数字化处理后，各种信息能够通过网络传输至监控中心，确保系统能够对监测和监控数据进行实时记录与分析。利用系统数据库，可以进行各种信息数据的存储，为应急决策的制定提供依据。在系统数据查询方面，只要通过搜索日期、监测点或化学危险品名称等关键字即能对数据库中信息进行调取，并且系统能够自动生成数据统计报表，方便人员使用。
　　事故预警功能的设计可以对危险化学品事故诱因进行检测、分析和判断，然后以声音、文字等不同形式进行预警，确保管理人员能够发现危险化学品的生产、储存和使用等环节是否存在事故征兆。借助系统网络，可以将系统与监控系统、应急调动系统、通信系统等各种系统连接在一起，确保预警信息能够发送至多个平台上，从而使信息能够得到及时处理[2]。根据预警信息，应急救援人员也能对事件发展状态进行统一确认，并且方便人员进行事故事后调查和分析。在具体设计系统事故预警功能时，需要结合企业生产工艺和设备情况进行报警阈值的设定，以便使系统预警功能可以正常发挥。
　　在应急决策功能设计上，系统首先需要确定事故基本情况，在事故预警发生后系统先要在GIS分析技术支撑下进行事故发生地点精确定位，然后对事故基本信息和周边信息进行综合分析，完成应急资源和队伍的调配查询。将这些信息汇总成为基本文档后，可以发送给现场应急人员。根据监测和监控结果确定发生事故的危险化學品种类后，系统需要结合化学品性质、泄漏量等信息将现场救援区域划分为冷区、暖区和热区，然后对危险范围进行初步计算，确定需要进行人员疏散的区域和相应交通线路，并确认区域紧急疏散器材分布情况，完成相应交通管制点的建立，生成事故初步应急处置报告。根据现场监测得到的事故发展状态，系统需要进行危险化学品扩散范围和浓度变化的分析预测，并在电子地图上进行事故态势的直观展示，为应急决策的制定提供依据。根据事先设定的事故危险等级判定原则，系统会生成包含预警机制、事故经验教训等内容在内的最优处置方案。比如在事故类型为火灾的情况下，系统会根据危险化学品种类提出不同消防措施。在事故类型为危险化学品泄漏的情况下，系统会提出消灭危险区域内所有点火源的方案，并根据危险化品扩散影响区域进行警戒区的划定，指导人员撤离至安全区。 　　2.3 系统数据库设计
　　想要保证系统的有效运行，需要实现系统数据库的合理设计。从数据库信息存储情况来看，主要需要完成危险源基本信息数据表、事故应急处置数据表和化学品安全信息数据表的建立，对危险源类型、区域、预警条件、化学品名称、消防措施、泄露处理措施、救援措施、事故类型等进行记录，为事故预警和应急决策制定提供依据[3]。在实际设计过程中，需要将系统功能抽象为数据结构概念模型，对系统功能需求进行准确描述。通过对设备、危险品、应急物资等信息进行数字化处理，能够结合危险化学品事故情况进行系统数据信息结构设计，保证数据库表格能够满足系统功能需求。
　　3 危险化学品事故预警和应急决策系统实现探讨
　　3.1 系统软件环境
　　在系统实现方面，需要采用基于C/S架构，即客户机/服务器模式，使系统能够尽快响应，并实现安全风险有效控制，确保系统能够在短时间向各部门进行应急管理任务的下达。系统使用的开发程序为Delphi，应用服务器采用Tomcat6.0，编译器采用JDK1.6，在mgEclipse8.5平台上进行编程，实现数据可视化处理，确保系统能够进行高效科学事故应急决策方案的制定。系统数据库采用ORACLE 11g，能够利用商用报表软件进行图表显示，保证系统运行具有较好稳定性，并且能够顺利实现人机交互。在实际分析事故发展态势时，系统可以采用虚拟场景建模技术和3DMAX软件，对生产区域危险源、管线等模型进行建立，加强监测设备、监控设备和应急资源分布与场景的联系，根据系统数据进行灾情数据、应急资源和道路等情况的高精度渲染，为应急决策的制定提供直观数据信息，保证应急预案能够得到合理制定。
　　3.2 系统应用实现
　　在系统应用实现阶段，需要保证系统各项功能可以正常发挥作用。在系统监测、监控功能应用方面，需要对无线气体浓度监测传感器、温湿度传感器、风向传感器等各种检测设备与硬件监控设备进行集成，采用RS485通讯口进行各种设备的通信连接。利用无线模块，可以将实时采集信息发送至系统上位机。系统通信采用MODBUS RTU协议，对应用系统中主机与前端采集系统通信进行管理，需要利用标准串行接口实现上位机通信，同时配合采用无线发送和接收模塊进行辅助通信。在信息传输方面，需要实现异步传输，共包含8个数据位，起始位和停止位分别只有1位，数据传输速率达9600b/s。在应用系统事故预警功能时，需要完成系统应急预警通信模块的建立，使系统上级对下级能够进行VHF通讯，加强系统数据通讯管理，确保系统能够进行及时响应。根据监测和监控得到的数字化信息，系统能够进行风险级别分析，然后采用闪烁指示灯、手机短信、刺耳警报三种方式进行预警，并且将预警信息传递至应急决策系统中。在应急决策功能应用实现阶段，需要采用通用SpuerMap GIS平台进行现场基本情况报告的生成，利用计算机进行各种数据的分析处理，进行现场应急救援物资、应急处置措施、救援措施等各种决策的显示，并且利用电子地图进行周围应急救援机构、公安消防机构等机构的显示，生成符合政府要求的应急救援预案。
　　4 结论
　　对危险化学品事故预警和应急决策系统进行研制，能够利用系统进行化学品生成现场危险源的辨识，及时发现事故征兆，并通过发出预警保证事故得到及时处理。根据事故发展态势，系统能够及时结合事故等级制定科学应急处置决策，为应急资源调度、事故危险区划分等各种工作的开展提供数据支撑，生成事故应急预案，因此能够为事故救援工作的开展提供强有力的技术支撑。
　　参考文献：
　　[1]张淑静，苗开超，程天奇，等.安徽省预警应急指挥辅助决策系统建设构想[J].智能城市，2018，4（18）：11-12.
　　[2]贺萌，王文和，易俊，等.LNG槽车公路事故应急救援决策支持系统研究[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2018，20（04）：64-66.
　　[3]唐敏，杨杉，刘坤，等.基于GIS与物联网的工业园区土壤地下水污染预警应急系统研究[J].环境影响评价，2018，40（01）：92-96.
　　基金项目：江苏省高等学校大学生实践创新训练计划一般项目：危险化学品储存风险评价、预警和应急处置研究（201810329020Y）是江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD），江苏高校品牌专业建设工程资助项目（TAPP）（PPZY2015C203），2015年全国公安高等教育重点专业建设点资助项目。
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