罐式車輛道路運輸毒性氣體泄漏擴散模型與風險評價研究.pdf

1、氣體危險貨物作為燃料、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用，但因具有種類繁多、性質(zhì)復雜、危險性高等顯著特征，其道路運輸安全日益受到各界關注。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。毒性氣體運輸過程中一旦發(fā)生泄漏，將對運輸沿線居民的生命健康與財產(chǎn)安全造成嚴重傷害，對周邊環(huán)境的破壞及長遠影響更加難以估量。罐式車輛是液體與氣體危險貨物道路運輸?shù)闹饕休d工具。相關調(diào)查表明，罐式車輛

2、在我國道路危險貨物運輸車輛中占有較高比例，而近80％的道路運輸危險貨物事故涉及罐車。可見罐式車輛道路運輸毒性氣體是具有較高風險的作業(yè)活動，確保其安全與可靠性，對保障人民群眾生命財產(chǎn)安全及社會穩(wěn)定具有特殊意義。目前，國內(nèi)外相關研究存在薄弱環(huán)節(jié)，一些關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)外道路危險貨物運輸風險評價和毒性氣體泄漏擴散模型研究現(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輸危險貨物事故案例；采用統(tǒng)計分析、對比分析等方法探究我國罐式車輛道路運輸危險貨物事故規(guī)律，并掌握其時間、空間、致因、形態(tài)、后果分布及泄漏概率等重要統(tǒng)計特征。
　　 ②基于罐式車輛道路運輸危險貨物事故特征，以系統(tǒng)論、控制論及安全工程學為理論依據(jù)，深入分析罐式車輛道路運輸危險貨物事故機理；建立基于改進GRA（GeneralizedReliabilityAnalysis）方法的罐式車輛道

4、路運輸危險貨物可靠性分析模型，為事故防治及風險減緩提供理論依據(jù)。
　　 ③針對我國道路運輸危險貨物風險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數(shù)據(jù)進行合理修正，提出符合我國國情的道路運輸危險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輸危險貨物事故易發(fā)性的影響，提出罐式車輛道路運輸危險貨物泄漏事故概率計算模型。
　　 ④研究確定罐式車輛道路運輸毒性

5、氣體泄漏事故后果嚴重度，充分考慮人口與環(huán)境因素，提出平均人口密度、時變?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險評價模型。
　　 ⑤考慮事故概率與事故后果兩方面因素，構建罐式車輛道路運輸毒性氣體泄漏風險評價模型。針對罐式車輛道路運輸毒性氣體對沿線人員、環(huán)境、公共設施等社會元素的潛在威脅，建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的社會風險度評價模型；針對罐式車輛道路運輸毒性氣體對沿線居民生命財產(chǎn)安全等個人因素造成的潛在威脅

6、，建立了基于蒙特卡羅方法的個人風險值計算模型；
　　 ⑥基于數(shù)學物理方法并結(jié)合我國道路運輸危險貨物實際，推導出罐式車輛道路運輸毒性氣體泄漏的大氣擴散方程；解決了擴散參數(shù)選取、邊界條件設定、初始源強獲取、變化及位置控制等系列問題，最終建立適用于固定點源連續(xù)泄漏、瞬時泄漏、移動點源連續(xù)泄漏的罐式車輛道路運輸毒性氣體泄漏擴散模型。
　　 ⑦運用現(xiàn)代求解理論與工具，對固定點源連續(xù)泄漏、瞬時泄漏、移動點源連續(xù)泄漏等典型事故場景進行

7、數(shù)值模擬，驗證所建擴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刻各濃度區(qū)域范圍，為事故預警、救援及風險分析提供科學依據(jù)。
　　 最后，運用所建罐式車輛道路運輸毒性氣體泄漏風險評價模型，對實例路段社會風險和個人風險進行分析，并得到道路兩側(cè)人口個體風險與群體風險評價結(jié)果；用所建罐式車輛道路運輸毒性氣體泄漏擴散模型，對事故場景進行數(shù)值模擬，并提出基于時間的事故預警方案及事故救援、疏散策略。研究表明，本文建立