基于深度学习的氢喷射火事故后果预测方法

加氢站作为氢能应用产业最重要的配套基础设施之一,其中存在的大量高压氢气伴随着泄漏风险。高压氢气一旦泄漏,极易形成喷射火,对加氢站内构筑物及人员生命财产安全造成严重威胁。为了实现氢喷射火事故后果的快速准确预测,提出了基于神经网络的代理模型事故后果预测方法,相较于传统数值仿真方法具有显著的时效性优势。该方法构建了一种基于生成对抗网络和长短期记忆神经网络的混合代理模型,使用数值仿真生成的训练样本对代理模型进行训练,完成训练的代理模型能够预测加氢站高压氢气泄漏产生喷射火事故后的温度分布情况。使用模糊C均值聚类方法和结构相似度指标定量分析了代理模型预测结果的准确度,结果表明氢喷射火后果预测代理模型能够在保证可接受预测精度的前提下,极大地提高后果预测效率,实现了加氢站氢喷射火后果的时空快速预测。

基于RAdam Bi-LSTM的LNG动力船舶上甲板储罐泄漏后果预测方法

针对液化天然气(Liquid Natural Gas,LNG)动力船舶上甲板储罐泄漏后果预测难度大、预测时间慢和预测成本高等问题,提出一种基于修正自适应矩估计(Rectified Adaptive Moment Estimation,RAdam)优化算法的双向长短期记忆模型循环神经网络(Bi-Directional Long Short-Term Memory,Bi-LSTM)对泄漏后果进行预测。利用FLACS软件对LNG动力船舶上甲板储罐泄漏过程进行数值模拟,并将数值模拟结果作为神经网络的数据集,使用决定系数(R-Square,R2)作为评价预测性能指标。为提高Bi-LSTM网络模型的预测精度和适应性,分别对其激活函数修正线性单元(Rectified Linear Unit,Relu)、Sigmoid、Tanh与优化器RAdam、自适应矩估计(Adaptive Moment Estimation,Adam)和随机梯度下降(Stochastic Gradient Descent,SGD)进行对比分析计算,发现基于Relu激活函数的RAdam Bi-LSTM网络模型的R2均值可达到0.97。为验证Bi-LSTM网络模型的优越性,对循环神经网络(Recurrent Neural Networks,RNN)、长短期记忆模型循环神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)和Bi-LSTM的预测结果进行对比,发现Bi-LSTM网络模型的R2较其他两个模型分别提高4.5%和1.5%,确定使用Bi-LSTM作为所提出的预测方法的网络模型。因此,基于Relu激活函数的RAdam Bi-LSTM网络模型为所提出预测模型中的最优模型,可作为LNG储罐泄漏后果的快速预测方法,以解决事故后果预测速度的问题。

基于贝叶斯网络的船舶自沉事故后果预测

针对船舶自沉事故频发的问题,提出一种基于贝叶斯网络的模型预测船舶自沉事故后果和评价船舶自沉事故应急措施。该模型从人、环境、船舶和管理等4个方面综合分析影响船舶自沉事故后果的因素,并对28起自沉事故进行案例分析。研究结果表明,该模型能充分利用船舶自沉事故发生时的主客观信息,对船舶自沉事故后果进行有效预测,并对事故应急措施进行较为客观的评价,为决策降低船舶自沉事故后果提供理论支撑。

蒸气云爆炸后果预测模型的比较研究

介绍了3种蒸气云爆炸后果预测模型,分别是TNT当量模型、多能法、Baker-Strehlow模型。阐述了这些模型的基本原理,将3种模型进行了对比研究,并将3种模型的无量纲距离和超压关系绘制在了同一图中。对某一蒸气云的爆炸后果进行了预测,并对结果进行了分析,指出了不同模型的优缺点。

基于贝叶斯网络的高层建筑火灾后果预测模型

为提高高层建筑火灾后果预测精度和准确率,在分析高层建筑火灾演变机理的基础上,确定系统组成要素,构建高层建筑火灾的贝叶斯网络(BN)演变模型。利用联合概率公式,预测火灾后果。以上海"11·15"静安区胶州路教师公寓火灾为例,演示高层建筑火灾的BN后果预测模型的具体流程,并分析火灾预测结果。结果显示:灾后死亡人数大于30人的概率为75.3%、经济财产损失大于1亿元的概率为82.6%、政治影响大的概率为93.6%、部分房屋不可利用的概率为88.5%,与实际火灾情况基本一致,表明该方法有效、可行。

变风向条件下事故泄漏扩散后果预测方法改进

提出了一种基于实时变化风向条件的危险气体快速扩散预测方法的构建思路。基于国内外研究成果,提出了SLAB等模式的扩散过程中风向不变的不合理假设的改进方法,使其能够在真实的实时变化风向条件下进行预测,并提出利用气象模式为扩散计算提供事故后风向预测结果的方法,同时在SLAB中增加了适用于危险扩散模式源强参数计算的排放量估算功能,最终对高时空分辨率气象模式、危险物排放量估算方法和专业危险事故扩散模式进行耦合集成,建立了新的扩散预测方法,实现了对不同类型危险源事故后多种常见毒性气体三维扩散范围及浓度分布的快速预测。案例分析结果表明,该改进方法的理念比原有方法更符合真实情况,使用更加方便快捷。

地理信息系统在核电站事故场外后果预测评价系统中的应用

广东省核电站核事故场外后果预测评价系统 (GNARD)以地理信息系统 (GIS) Arc View为开发平台 ,系统实现了放射性核素浓度和剂量结果与地理信息的空间分析。本文结合 GNARD的开发过程 ,着重介绍地理信息系统 Arc

Baker-Strehlow模型在可燃气云爆炸后果预测中的应用

分析了蒸气云爆炸的发生条件、爆炸机理,介绍了蒸气云爆炸后果预测的Baker-Strehlow模型,阐述了Baker-Strehlow模型的基本原理,给出了无量纲距离和无量纲侧向峰值超压的关系,以及火焰传播速度选取的原则。对于约束很小的氢气-空气形成的气云的爆炸,将Baker-Strehlow模型的计算结果与实验结果进行了对比。此外对某区域的丙烷蒸气云的爆炸后果进行了预测,给出了伤害范围。

压力容器爆炸事故分析和后果预测

针对一般压力容器的爆炸情况,对容器内物质分3种集态分别讨论计算其爆炸能量、爆炸冲击波大小及其破坏范围,以此进行事故分析和后果预测。

TNO多能法在蒸气云爆炸后果预测中的应用研究

系统研究了TNO多能法关键应用技术,包括:蒸气云中可燃物质的量和蒸气云分布区域的预测计算,障碍区域、非障碍区域体积和能量的确定,及依据爆炸波参数特征曲线计算蒸气云爆炸波破坏影响特征参数的方法,建立了TNO多能法工程应用技术方案,为多能法的工程应用提供技术支持。

油气田环境风险后果预测

在对某油田的生产过程(开采、处理、贮存、运输)调查中,识别出对环境造成威胁的主要风险类型有火灾、爆炸、泄漏和大气扩散等。火灾对环境产生的影响主要是燃烧所产生的烟雾和轻烃。大气扩散后果预测一般采用高斯多烟团模型,计算方法按一年气象资料逐时滑移或按天气取样规则取样,计算各网络和关心点浓度值,然后对浓度由小到大排序,取其累计概率水平为95%的值,作为各网格点和关心点的浓度代表值进行评价。当井喷发生时,距离井喷200 m处的浓度为3.78 mg/L,超过了大气的容许浓度,井喷会对附近大气环境造成严重污染。

广东省核电站核事故场外后果预测评价系统

广东省核电站核事故场外后果预测评价系统 (GNARD2 .0 )是一个核电站事故场外辅助决策计算机软件系统 ,该系统具有在线和实时评价和预测事故后果的能力 ,能够计算风场、放射性物质浓度和剂量 ,进而给出超过干预水平的区域及区域内的人口、应急设施等信息 ,并能对应急防护行动实施进程进行模拟和计算 ,得出可防止剂量以评价行动的有效程度。本文简要介绍了该系统的软硬件组成和后果评价模式 ,总结了系统开发经验 。

柴油加氢精制装置事故后果预测

根据柴油加氢精制装置风险特点,介绍了蒸气云爆炸冲击波模型、喷射火热辐射模型、毒物泄漏模型,并利用风险分析软件PHAST,对该装置火灾、爆炸、中毒事故进行了后果分析与评价,得出了相应的事故危害范围。针对评价的危险性提出了措施建议,为企业日常安全管理提供了可靠的依据。

基于机器学习的恐怖袭击事件后果预测方法研究

恐怖袭击事件通常会造成严重的人员伤亡、财产损失和社会影响,针对在不同场景下发生恐怖袭击所造成的后果进行预测是目前应对恐怖袭击事件急需解决的问题之一。利用多源数据,首先基于随机森林算法对恐怖袭击事件是否造成死伤进行分类预测,进而基于岭回归算法预测事件造成的具体死伤人数。研究结果表明:随机森林在测试集上对有死伤事件的召回率达到0.85,岭回归预测死亡和受伤人数的平均绝对误差分别小于1人和2人。研究结果可为反恐资源配置优化、预防恐怖袭击事件和减少其造成的损害提供辅助决策支持。

压力容器爆炸事故后果预测分析

对压力容器不同形式的爆炸事故进行分析,并对不同条件下爆炸的能量,以及爆炸冲击波产生的破坏作用、破坏半径给出了预测方法,以此进行压力容器爆炸事故后果预测分析。

基于贝叶斯网络的城市燃气管网泄漏事故后果预测与分析

基于贝叶斯网络的城市燃气管网泄漏事故后果的预测与分析,研究城市燃气管网的泄漏过程,建立管网泄漏事故蝶形图模型;其次将该事故蝶形图模型转化为贝叶斯网络,构建城市燃气管网泄漏事故网络模型,进行事故后果的预测与分析;最后通过该模型进行案例分析,对比实际后果情况与模型预测结果,证实该贝叶斯网络模型适用于城市燃气管网泄漏事故后果的预测与分析。

建筑物蒸气云爆炸后果预测研究

介绍了三种常用的蒸气云爆炸冲击波超压的模拟分析方法,本文选择TNT当量法来计算蒸气云爆炸的事故后果,选取某丙烯储罐作为研究对象,分析其最坏事故场景下的影响范围,根据计算可知,其死亡半径为306m,重伤半径为为684.88m,轻伤半径为1248m,财产损失半径为1010.59m。

煤油储罐泄漏风险分析

通过对煤油储罐泄漏风险进行分析,得到泄漏速度、扩散速度、蒸发量等数据。根据喷射火焰模型对泄漏火焰长度、目标接收到的热辐射能量、喷射火焰造成的死亡概率值,同时根据蒸气云爆炸模型对爆炸能量、热辐射值、冲击波大小及可能造成的人员伤亡半径等进行了计算,确定了安全边界,为确保试车台的试车安全提供技术支持,为制定事故应急救援预案提供科学参考数据。

基于DNV SAFETI Route模型的危险货物道路运输风险模拟

DNV SAFETI Route运输路线模型是专业的运输活动风险评估模型,根据所有可能发生事故的地点分布潜在事故的总频率,计算出沿线的总体风险水平。选择事故场景为大孔泄漏,对发生泄漏情景引发的火灾、爆炸和毒性物质扩散事故后果进行预测。根据后果预测结果,进而可以得到周边防护目标所承受的个人风险和社会风险曲线。

NACPADS及其在核事故后果评价中的应用

介绍了环境保护部核与辐射安全中心开发的核事故后果预测与评价决策系统(Nuclear Accident Consequence Prediction and Assessment Decision System,NACPADS)的主要功能和特点,重点分析了NACPADS的精细评价模式、快速评价模式以及根据辐射监测结果估算剂量模式。最后,将NACPADS应用于我国某核电厂事故应急演习中,评价分析事故情景下的放射性影响。计算结果表明:NACPADS适用于核事故的早期后果评价。