本發(fā)明涉及燃?xì)饴竦毓芫W(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)領(lǐng)域，尤其涉及一種城市燃?xì)饴竦毓芫W(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的三維評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，它的安全運(yùn)行關(guān)系著人民生命財(cái)產(chǎn)安全，關(guān)系著社會(huì)穩(wěn)定大局。隨著我國(guó)城市化的不斷推進(jìn)，城市居民生活水平也在不斷提高，城市燃?xì)獾膽?yīng)用也越來越廣泛。城市燃?xì)夤芫W(wǎng)猶如人體的血管，在給人們生產(chǎn)生活帶來方便的同時(shí)，由于其易燃、易爆和有毒性，極易引發(fā)安全事故。近幾年來，因燃?xì)夤芫W(wǎng)超齡服役、維護(hù)不當(dāng)、第三方破壞、土壤腐蝕等原因，導(dǎo)致城市燃?xì)庠谑褂眠^程中產(chǎn)生的泄漏爆炸事故層出不窮。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年全國(guó)共發(fā)生燃?xì)獗ㄊ鹿?20余起，事故造成死傷1000余人，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)8.5億元。2014年中國(guó)臺(tái)灣高雄“8.1”地下燃?xì)夤艿佬孤┍ㄊ鹿?，造?0人死亡，310人受傷。2015年不完全的統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)共發(fā)生燃?xì)獗ㄊ鹿?58次，造成1000余人受傷，116人死亡。

燃?xì)獗ㄊ且环N破壞性極強(qiáng)的事故，一旦發(fā)生，在滿足一定的條件下，可能引發(fā)事故的多米諾效應(yīng)，使得事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步擴(kuò)大。城市人口密集、高樓林立、各種管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，造成事故的危險(xiǎn)源往往不是單一的。城市燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏爆炸事故形成的風(fēng)險(xiǎn)，可以應(yīng)用多種定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括模糊綜合評(píng)判、灰色理論、粗糙集理論等，已有成熟的爆炸事故理論模型，能夠計(jì)算出爆炸事故的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)考慮事故多米諾效應(yīng)時(shí)，能夠計(jì)算出二次以上事故風(fēng)險(xiǎn)。上述評(píng)價(jià)方法能夠計(jì)算單一危險(xiǎn)源存在時(shí)燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏爆炸事故風(fēng)險(xiǎn)，但尚未考慮多個(gè)危險(xiǎn)源存在時(shí)形成的事故風(fēng)險(xiǎn)。即在計(jì)算燃?xì)庑孤┍ㄊ鹿曙L(fēng)險(xiǎn)時(shí)，需要考慮不同危險(xiǎn)源形成風(fēng)險(xiǎn)的疊加效應(yīng)和風(fēng)險(xiǎn)的傳播規(guī)律，由此制定的控制措施才可能達(dá)到預(yù)防和控制事故發(fā)生的目的。

燃?xì)庑孤U(kuò)散導(dǎo)致的爆炸事故形成的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域可以用“場(chǎng)”來描述。經(jīng)典場(chǎng)論中關(guān)于“場(chǎng)”的定義為：如果區(qū)域內(nèi)的每一點(diǎn)，都對(duì)應(yīng)著一個(gè)作用或效應(yīng)，就說在這區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)場(chǎng)，而疊加原理和傳播規(guī)律是場(chǎng)的基本規(guī)律。場(chǎng)的應(yīng)用很普遍，既有引力場(chǎng)、電磁場(chǎng)等物理經(jīng)典場(chǎng)，也有溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)以及工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)等廣義場(chǎng)。危險(xiǎn)源的周圍存在著風(fēng)險(xiǎn)，并且具有一定分布，可以稱為風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)。若利用經(jīng)典物理場(chǎng)的基本理論，結(jié)合泄漏氣體爆炸事故機(jī)理，解決多個(gè)危險(xiǎn)源共同作用時(shí)風(fēng)險(xiǎn)疊加原理和傳播規(guī)律，不僅可以拓展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論的研究范圍，豐富定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)與方法，還可以為科學(xué)制定事故救援方案、預(yù)案提供合理化建議，達(dá)到減少人員傷亡，降低經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失的目的。

對(duì)于燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏爆炸形成的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的研究，國(guó)外學(xué)者把它視為區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)價(jià)的一種描述。自20世紀(jì)70年代以來，歐美等國(guó)家先后將定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域的整體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與安全規(guī)劃中。目前歐盟、美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)家主要采用“基于后果”和“基于風(fēng)險(xiǎn)”的兩種評(píng)價(jià)方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)?！盎诤蠊狈ㄊ腔趯?duì)假定事故后果的評(píng)估，以事故后果的物理量的閾值作為安全規(guī)劃依據(jù)，而不考慮事故發(fā)生的可能性。“基于風(fēng)險(xiǎn)”法綜合評(píng)估潛在事故后果的嚴(yán)重度和可能性，以個(gè)人和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)作為規(guī)劃依據(jù)，在風(fēng)險(xiǎn)分析方面更全面。

在國(guó)內(nèi)，早在2000年，有關(guān)學(xué)者即提出災(zāi)場(chǎng)(風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng))的概念，指出災(zāi)場(chǎng)是超越災(zāi)區(qū)時(shí)空的災(zāi)害輻射及影響區(qū)域。其后一些學(xué)者對(duì)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)進(jìn)行了研究，例如黃沿波博士提出基于三維風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的評(píng)價(jià)理論研究，進(jìn)一步明確了風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的概念，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的疊加原理進(jìn)行了初步的探討。周愛霞博士對(duì)堤防保護(hù)區(qū)洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分布進(jìn)行了討論，并制作了洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)空間分布圖。王妤甜等對(duì)城市風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)進(jìn)行了有益的探索，指出矢量分析與場(chǎng)論相互結(jié)合，不但可以描述風(fēng)險(xiǎn)的三維分布，而且可以量化風(fēng)險(xiǎn)的疊加效應(yīng)，是建立公共場(chǎng)所三維風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的可行且有效的方法。成均偉對(duì)建筑施工區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究，并構(gòu)建了單體建筑風(fēng)險(xiǎn)分析模型，確定了單體建筑的風(fēng)險(xiǎn)影響梯度，提出了建筑施工區(qū)域總風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算方法。

目前在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏爆炸事故風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者均表現(xiàn)出對(duì)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)研究的重視，但對(duì)它的研究還處于萌芽階段，遠(yuǎn)未能形成風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)理論，主要存在以下問題：(1)借鑒電場(chǎng)、磁場(chǎng)等物理場(chǎng)的概念和理論，通過類比分析直接應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)，而未對(duì)其科學(xué)性進(jìn)行研究。在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏爆炸事故中引入風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)是一種嘗試和創(chuàng)新，要形成完整的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)理論，首先需要明確風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的基本特征，即風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)、場(chǎng)力和場(chǎng)勢(shì)跟哪些因素有關(guān)系，有什么關(guān)系；在這個(gè)方面，可以借鑒非常成熟的經(jīng)典物理場(chǎng)理論，但目前對(duì)于個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)屬性的研究尚未明朗，不能簡(jiǎn)單運(yùn)用矢量或標(biāo)量合成的辦法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)疊加。同時(shí)，利用實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的科學(xué)性，需要進(jìn)行復(fù)雜的爆炸試驗(yàn)，難度較大。(2)沒有對(duì)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的疊加原理和傳播規(guī)律進(jìn)行研究。實(shí)際生產(chǎn)生活中，風(fēng)險(xiǎn)往往來源于多個(gè)危險(xiǎn)源，在已知每個(gè)危險(xiǎn)源的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)分布的情況下，怎樣快速計(jì)算出多個(gè)危險(xiǎn)源在每個(gè)位置形成的風(fēng)險(xiǎn)顯得特別重要，需要考慮風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的疊加原理和傳播行為。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種城市燃?xì)饴竦毓芫W(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的三維評(píng)價(jià)方法，能夠?qū)Χ鄠€(gè)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行疊加，得到多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源作用下的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種城市燃?xì)饴竦毓芫W(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的三維評(píng)價(jià)方法，包括：

確定城市燃?xì)饴竦毓芫W(wǎng)系統(tǒng)中的基本參數(shù)指標(biāo)；

根據(jù)基本參數(shù)指標(biāo)，計(jì)算發(fā)生泄漏事故時(shí)，泄漏孔的失效概率，以及中毒或者點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率；

根據(jù)泄漏孔的失效概率，以及中毒或者點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率來計(jì)算相應(yīng)的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值；

根據(jù)計(jì)算到的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值，繪制埋地管道個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)三維場(chǎng)等值面。

計(jì)算泄漏孔的失效概率包括：

根據(jù)基本參數(shù)指標(biāo)確定泄漏孔的三種形式：小孔洞、中孔洞和大孔洞；其中，泄漏孔孔徑＜5％D，即為小孔洞；泄漏孔孔徑為5％D～20％D，即為中孔洞；泄漏孔孔徑＞20％D，即為中孔洞；式中，D為管徑；

則這三種泄漏孔形式對(duì)應(yīng)的失效概率經(jīng)過修正后的公式分別為：

小孔洞：λ_s,EI,d＝0.001e^{-4.18D-2.18562}；

中孔洞：λ_m,EI,d＝0.001e^{-4.12D-2.02841}；

大孔洞：λ_g,EI,d＝0.001e^{-4.05D-2.13441}。

中毒導(dǎo)致的個(gè)體死亡率P_r計(jì)算公式為：

P_r＝a+b ln(cⁿt_l)；

式中，c表示根據(jù)泄漏孔形式確定的有毒物質(zhì)的濃度；t_l表示接觸時(shí)間；a、b與n均與毒物種類有關(guān)的常數(shù)；

點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率P_rr計(jì)算公式為：

P_rr＝-14.9+2.56ln(Q^4/3×10^-4×t_p)；

式中，Q表示根據(jù)泄漏孔形式確定的輻射劑量，t_p為輻射場(chǎng)中的暴露時(shí)間；

其中，t_p采用下述公式計(jì)算：

式中，t_r表示個(gè)人反應(yīng)時(shí)間，x₀表示個(gè)人距火焰中心的距離，v表示個(gè)人的逃生速度，x_s表示火焰中心距離熱輻射通量為1KW/m²處的距離。

所述根據(jù)泄漏孔的失效概率，以及中毒或者點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率來計(jì)算相應(yīng)的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值的公式為：

上式中的，λ_i為泄漏孔失效概率，P_i為相應(yīng)的中毒或者點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率；K表示環(huán)境對(duì)泄漏產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)源的修正系數(shù)，s為環(huán)境影響因素總個(gè)數(shù)。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，利用等值線的概念，給出了三維風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的三維等值面的形狀；風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值面更能夠清楚地表達(dá)空間場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)大小分布，具有直觀、清晰、全面的特點(diǎn)，從而可以指導(dǎo)發(fā)生事故后的救援工作。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種城市燃?xì)饴竦毓芫W(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的三維評(píng)價(jià)方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的三維風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)空間分布圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種城市燃?xì)饴竦毓芫W(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的三維評(píng)價(jià)方法流程圖。如圖1所示，其主要包括如下步驟：

步驟11、確定城市燃?xì)饴竦毓芫W(wǎng)系統(tǒng)中的基本參數(shù)指標(biāo)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，基本參數(shù)指標(biāo)可以利用常規(guī)方式測(cè)量得到，包括：管道管徑，管道位置，泄漏孔孔徑大小，有毒物質(zhì)的濃度，與有毒物質(zhì)接觸時(shí)間，熱輻射劑量等。

其中，可以根據(jù)泄漏孔孔徑大小分為小孔洞、中孔洞和大孔洞這三種形式，區(qū)分方式如下：泄漏孔孔徑＜5％D，即為小孔洞；泄漏孔孔徑為5％D～20％D，即為中孔洞；泄漏孔孔徑＞20％D，即為中孔洞；式中，D為管徑。

步驟12、根據(jù)基本參數(shù)指標(biāo)，計(jì)算發(fā)生泄漏事故時(shí)，泄漏孔的失效概率，以及中毒或者點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率。

本發(fā)明實(shí)施例中，需要考慮泄漏孔的形式，以及不同形式的泄漏孔對(duì)應(yīng)的失效概率、中毒與點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率；具體如下：

1、失效概率。

對(duì)于城市燃?xì)饴竦毓艿蓝?，其發(fā)生事故的特征符合浴盆曲線，也就是建設(shè)初期和運(yùn)行后期因?yàn)樘幱谀ズ虾徒咏蹓勖粩嗟匕l(fā)生各種事故或故障，在中間穩(wěn)定期內(nèi)事故發(fā)生概率低，事故時(shí)間間隔服從參數(shù)為K的指數(shù)分布：不發(fā)生失效的概率(x＝0)為：P_λ(x＝0；λT)＝e^-λT根據(jù)事件發(fā)生概率性質(zhì)，可得到發(fā)生事故的概率為：P′_λ＝1-P_x(x＝0；λT)＝1-e^-λT。

然而，上式在實(shí)際的計(jì)算過程中，沒有充分考慮各種突發(fā)的情況，僅僅只是考慮了管道的主體。但是城市燃?xì)饴竦毓艿老到y(tǒng)包括泵站、閥門、設(shè)備等的很多方面，根據(jù)實(shí)踐中對(duì)事故的統(tǒng)計(jì)，主體原因引起失效占整個(gè)失效事故的46％，由裝置、機(jī)械結(jié)合點(diǎn)及焊縫等原因占20％，34％歸因于系統(tǒng)的附屬設(shè)備。所以失效概率評(píng)估要綜合考慮各個(gè)方面的影響，即可以用材料、裝配、覆蓋層厚度、陰極保護(hù)等因素相關(guān)參變量的函數(shù)來表示。但是失效概率不是一個(gè)常數(shù)，與失效模式、本身性質(zhì)和周圍的環(huán)境相關(guān)，因此要通過某些修正因子對(duì)失效概率計(jì)算進(jìn)行修正。由事故統(tǒng)計(jì)可知，外力破壞是引起失效事故的主要因素，由此引起的失效概率可計(jì)算為：

λ'_p,EI,d＝λ_P,EI,d×Q_E×F×K_DC×K_WT×K_PD×K_PM

其中，λ_p,EI,d表示因外力破壞引起的隨管徑變化的失效概率，Q_E表示與焊接相關(guān)的修正系數(shù)，F(xiàn)表示與管齡相關(guān)的修正系數(shù)，K_DC表示覆蓋層厚度的修正系數(shù)，K_WT表示管壁厚度的修正系數(shù)，K_PD表示所在地人口密度修正系數(shù)，K_PM表示管理預(yù)防措施修正系數(shù)；

焊接修正系數(shù)Q_E的表達(dá)式為：Q_E＝A'×N×1.75，式中，A'表示焊接脆弱系數(shù)(，意思是焊縫相對(duì)于本體而言更易失效，可以取值50)，N表示系統(tǒng)的焊接數(shù)量。

示例性的，覆蓋層厚度、管壁厚度、人口密度以及預(yù)防措施修正系數(shù)可以采用下表1所示的數(shù)值。

表1 各參數(shù)修正系數(shù)的數(shù)值

表1中的dc為覆蓋層厚度，t為管壁厚度；t_min為最小管壁厚度，D與t_min的可以采用下表2所示的數(shù)值。

表2 D與t_min的數(shù)值

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上述表1～表2中各個(gè)參數(shù)的取值僅為舉例，并非構(gòu)成限制；在實(shí)際應(yīng)用中，用戶可根據(jù)需求或者經(jīng)驗(yàn)來設(shè)置相關(guān)參數(shù)的具體數(shù)值。

失效概率經(jīng)過修正后的公式：

小孔洞：λ_s,EI,d＝0.001e^{-4.18D-2.18562}；

中孔洞：λ_m,EI,d＝0.001e^{-4.12D-2.02841}；

大孔洞：λ_g,EI,d＝0.001e^{-4.05D-2.13441}。

2、中毒導(dǎo)致的個(gè)體死亡率

中毒導(dǎo)致的個(gè)體死亡率P_r計(jì)算公式為：

P_r＝a+b ln(cⁿt_l)；

式中，c表示根據(jù)泄漏孔形式確定的有毒物質(zhì)的濃度(具體數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際情況確定，例如，在不考慮其他因素的情況下，小孔洞泄漏量相對(duì)較少則濃度較低，大孔洞泄漏量相對(duì)較多則濃度較高，中孔洞泄漏量與濃度介于二者之間)；t_l表示接觸時(shí)間；a、b與n均與毒物種類有關(guān)的常數(shù)；示例性的，針對(duì)人工煤氣，可以設(shè)定a＝0.54，b＝1.01，n＝0.5。

3、點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率。

點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率P_rr計(jì)算公式為：

P_rr＝-14.9+2.56ln(Q^4/3×10^-4×t_p)；

式中，Q表示根據(jù)泄漏孔形式確定的輻射劑量(單位W/m²具體數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際情況確定，例如，在不考慮其他因素的情況下，小孔洞泄漏量相對(duì)較少則輻射劑量較低，大孔洞泄漏量相對(duì)較多則輻射劑量較高，中孔洞泄漏量與輻射劑量介于二者之間)，t_p為輻射場(chǎng)中的暴露時(shí)間；

其中，t_p采用下述公式計(jì)算：

式中，t_r表示個(gè)人反應(yīng)時(shí)間(可取值5s)，x₀表示個(gè)人距火焰中心的距離(單位，m)，v表示個(gè)人的逃生速度(可取值4m/s)，x_s表示火焰中心距離熱輻射通量為1KW/m²處的距離(單位，m)。

步驟13、根據(jù)泄漏孔的失效概率，以及中毒或者點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率來計(jì)算相應(yīng)的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值。

個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值可以采用工程數(shù)學(xué)的方式進(jìn)行計(jì)算(具體在后文進(jìn)行介紹)，本發(fā)明實(shí)施例在計(jì)算個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況確定泄漏孔的形式，例如，由管道斷裂導(dǎo)致的泄漏事故，泄漏孔孔徑為100％(也即＞20％D)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在泄漏事故發(fā)生之后會(huì)產(chǎn)生一些風(fēng)險(xiǎn)源，而這些風(fēng)險(xiǎn)源產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)與泄漏孔的形式有關(guān)，所以可以根據(jù)泄漏孔的形式來計(jì)算相應(yīng)的泄漏孔失效概率，以及中毒或者點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率，進(jìn)而計(jì)算這些風(fēng)險(xiǎn)源共同作用下(即疊加后)個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值RI。

基于前文介紹，個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值的計(jì)算公式為：

上式中的，λ_i為泄漏孔失效概率(根據(jù)實(shí)際情況選擇前文的相應(yīng)的公式)，P_i為相應(yīng)的中毒或者點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率；K表示環(huán)境對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源的修正系數(shù)，環(huán)境影響因素主要有溫度、壓強(qiáng)、風(fēng)向、地面粗糙程度、地形分布等，此值根據(jù)不同的事故，取不同的值。環(huán)境影響因素往往是多個(gè)因素共同作用的結(jié)果，故它們的關(guān)系用乘法表示，s為環(huán)境影響因素總個(gè)數(shù)。

步驟14、根據(jù)計(jì)算得到的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值，繪制埋地管道個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)三維場(chǎng)等值面。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，三維場(chǎng)等值面可以利用常規(guī)方式來繪制。

另一方面，還可以運(yùn)用工程數(shù)學(xué)中場(chǎng)論理論，推導(dǎo)空間點(diǎn)個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)疊加值，然后根據(jù)計(jì)算出的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值，繪制埋地管道個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)三維場(chǎng)等值面。下面主要介紹個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值的計(jì)算過程：

假設(shè)存在兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源A(0,0,0)和B(x₁,y₁,z₁)，以AB連線為X軸，Y軸定義為過A點(diǎn)垂直于X軸的直線，計(jì)算在空間一點(diǎn)P(x，y，z)的風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度，點(diǎn)P與A、B的連線為和將A、B產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度矢量在各個(gè)坐標(biāo)軸上進(jìn)行投影，然后疊加；用符號(hào)表示某一點(diǎn)的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)，于是可得在A、B相對(duì)于點(diǎn)P的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值為：

上式中，i、j、k分別為x、y、z在空間中的方向向量；K表示環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源的修正系數(shù)，環(huán)境影響因素主要有溫度、壓強(qiáng)、風(fēng)向、地面粗糙程度、地形分布等，此值根據(jù)不同的事故，取不同的值。環(huán)境影響因素往往是多個(gè)因素共同作用的結(jié)果，故它們的關(guān)系用乘法表示，s為環(huán)境影響因素總個(gè)數(shù)。

則風(fēng)險(xiǎn)源疊加A、B后P的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值為：

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)上述風(fēng)險(xiǎn)源A、B的坐標(biāo)可知，風(fēng)險(xiǎn)源A是源生場(chǎng)，而風(fēng)險(xiǎn)源B是由源生場(chǎng)衍生出來的派生場(chǎng)。

為了便于理解，下面結(jié)合一具體示例對(duì)本發(fā)明上述方案做詳細(xì)說明。

步驟一：確定燃?xì)夤艿阑厩闆r各參數(shù)指標(biāo)，包括管道管徑，管道位置，泄漏孔孔徑大小，有毒物質(zhì)的濃度，與有毒物質(zhì)接觸時(shí)間，熱輻射劑量等。

管道管徑為600mm，管道位置分為三種情況：埋地的燃?xì)夤艿?、裸露在外且周圍無障礙物的管道、裸露在外且周圍有障礙物的管道。該段管道由于服役時(shí)間較長(zhǎng)，故經(jīng)常出現(xiàn)泄漏失效事故，泄漏失效有三種類型分別是小孔泄漏，等效孔徑為20mm；中孔泄漏，等效孔徑為100mm；大孔泄漏，等效孔徑為400mm。有毒物質(zhì)的濃度待測(cè)，與有毒物質(zhì)接觸時(shí)間待測(cè)，熱輻射劑量可以用泄漏燃?xì)赓|(zhì)量的90％作為參與燃燒的部分所釋放出來的熱量表示。Q＝m₁H_c＝0.9mH_c，其中H_c可以用甲烷的燃燒熱表示，H_c＝5.56×10⁷J/kg。

步驟二：根據(jù)步驟一中測(cè)定的參數(shù)，求出發(fā)生泄漏事故的管道失效概率以及中毒或者點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率，見下表3。

步驟三：根據(jù)步驟二的結(jié)果計(jì)算個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值；見下表3。

表3 管道失效概率、中毒、點(diǎn)燃爆炸導(dǎo)致的個(gè)體死亡率以及相應(yīng)的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值

步驟四：以埋地管道為例，根據(jù)各個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)值，畫出埋地管道個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)三維場(chǎng)等值。如附圖2所示。從圖可以得到，空間某點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)分布是半橢球形的?？v向高度表示空間某點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)大小。通過風(fēng)險(xiǎn)等值面圖，可以很清楚地了解到離泄漏源不同距離的風(fēng)險(xiǎn)大小，從而為安全管理和應(yīng)急救援提供重要的指導(dǎo)依據(jù)。

通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到上述實(shí)施例可以通過軟件實(shí)現(xiàn)，也可以借助軟件加必要的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)。基于這樣的理解，上述實(shí)施例的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)(可以是CD-ROM，U盤，移動(dòng)硬盤等)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。