阅读说明：本技术 一种基于电子预案的化工厂紧急事故的辅助处置方法 (Auxiliary disposal method for chemical plant emergency based on electronic plan ) 是由 王建中 吕彬峰 王再富 薛安克 俞天明 蒋贤武 于 2019-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及化工厂安全监管技术领域,具体涉及一种基于电子预案的化工厂紧急事故的辅助处置方法,包括以下步骤：A)建立电子预案；B)读取化工厂DCS数据,获得化工厂当前监控数据,若化工厂的监控数据符合报警条件则进入步骤C,反之,重复本步骤；C)触发报警条件对应的电子预案,将被触发的电子预案的事故处置方法和跟踪表显示给值班人员,读取最新的化工厂DCS数据,若跟踪表的数据满足跟踪触发条件,则发出报警并显示对应的跟踪处置方法,返回步骤B继续执行。本发明的实质性效果是：提高事故处置的效率和合理性；能够及时发现事故的扩大,能够跟踪化工厂区域的状态。(The invention relates to the technical field of chemical plant safety supervision, in particular to an auxiliary disposal method for chemical plant emergency accidents based on electronic plans, which comprises the following steps: A) establishing an electronic plan; B) reading DCS data of the chemical plant to obtain current monitoring data of the chemical plant, entering the step C if the monitoring data of the chemical plant meets the alarm condition, and otherwise, repeating the step; C) triggering an electronic plan corresponding to the alarm condition, displaying an accident handling method and a tracking table of the triggered electronic plan to an operator on duty, reading the latest DCS data of the chemical plant, if the data of the tracking table meets the tracking trigger condition, sending out an alarm and displaying a corresponding tracking handling method, and returning to the step B to continue executing. The substantial effects of the invention are as follows: the efficiency and the rationality of accident disposal are improved; the expansion of accidents can be found in time, and the state of the chemical plant area can be tracked.)

一种基于电子预案的化工厂紧急事故的辅助处置方法

技术领域

本发明涉及化工厂***技术领域，具体涉及一种基于电子预案的化工厂紧急事故的辅助处置方法。

背景技术

化工厂的生产工艺控制经历了手工操作控制、常规仪表控制、计算机集中控制和DCS控制。其中DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，又称为集散控制系统。DCS的主要特点是“分散控制”和“集中管理”。DCS通常采用若干个控制器，即过程站对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。生产控制操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。DCS从结构上划分包括过程级、操作级和管理级。过程级是由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括操作员站和工程师站，完成系统的操作监控和组态维护。管理级指工厂管理信息系统，从DCS的管理级能够获取化工厂的监控数据。虽然化工厂的生产工艺控制实现了电子化和自动化，但化工厂的安全事故处置预案远没有达到自动化运行的水平。化工厂一旦出现安全事故，将会极大的影响生产过程，给化工企业带来巨大损失，同时给化工厂员工以及周围环境带来极大的损害。因而实现紧急事故的预案的电子化，并使之具有辅助事故处置的功能，是目前急需研究的课题。

如中国专利CN107331087A，公开日2017年11月7日，一种用于石化化工厂的智能语音播报系统，包括定位基站和与定位基站无线连接的标识卡，其中，定位基站可以自动获取与其相连接的标识卡的位置，自动根据标识卡的位置和标识卡的身份，向标识卡发送用于提醒佩戴该标识卡的作业人员的语音提示信息，将报警语音与作业人员的位置和作业人员的身份权限相关联，实现了不同的作业场景、不同的人员位置下，对石化化工厂作业人员的精确、有效的提示功能，提高石化化工厂的作业规范和作业人员的人身安全。但其仅能实现方便的消息通知，不能充分使用化工厂的监控数据，不能对化工厂的状态和事故发展提供参考。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前缺乏有效将预案和化工厂监控数据结合进行辅助事故处理的方案的技术问题。提出了一种能够提高事故处置效率和合理度的基于电子预案的化工厂紧急事故的辅助处置方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于电子预案的化工厂紧急事故的辅助处置方法，包括以下步骤：A)建立电子预案，所述电子预案包括对象、报警条件、事故类型、预案内容、跟踪表、跟踪触发条件和解除条件，跟踪表记录所述对象在出现所述事故类型时跟踪监控的监控数据项，由人工根据预案和化工厂结构确定，所述预案内容包括事故处置方法和跟踪处置方法，所述跟踪处置方法为跟踪表的监控数据项在满足跟踪触发条件时的处置方法；B)读取化工厂DCS数据，获得化工厂当前监控数据，若化工厂的监控数据符合报警条件则进入步骤C，反之，重复本步骤；C)触发报警条件对应的电子预案，将被触发的电子预案的事故处置方法和跟踪表显示给值班人员，读取最新的化工厂DCS数据，若跟踪表的数据满足跟踪触发条件，则发出报警并显示对应的跟踪处置方法，返回步骤B继续执行。通过电子预案将事故处置与监控数据对接，当出现安全事故、监控数据异常时，调出对应的电子预案，指导事故处置，提高事故处置的效率和合理性；跟踪表及时跟踪与事故发展有关的监控数据项，能够及时发现事故的扩大，为事故处置提供参考，有助于减少事故损失。

作为优选，步骤A还包括：A1)导入化工厂GIS模型，将化工厂设备之间以及设备与建筑物之间的区域划分子区域，为每个子区域建立区域监管表，所述区域监管表包括区域位置、邻接设备、邻接区域和状态信息，所述状态信息包括温度、危险气体浓度、危险气体种类、风向和风力，化工厂DCS的监控数据包括化工厂各区域的风向和风力数据；步骤C还包括：C1)根据化工厂的监控数据更新化工厂设备的状态，根据化工厂设备的状态更新具有邻接设备的子区域的状态信息；C2)根据子区域的状态信息依次更新具有邻接区域的子区域的状态；C3)将与事故发生前的状态相比，变化超过预设阈值的子区域及其状态信息显示给值班人员。通过划分区域，能够方便化工厂区域状态的记录和跟踪，加快状态跟踪的效率。

作为优选，步骤A1中，将化工厂设备之间以及设备与建筑物之间的区域划分子区域的方法包括以下步骤：A11)去除管道以及体积小于设定阈值的设备；A12)建立设备的外接长方体；A13)在外接长方体与化工厂建筑之间填充长方体区域，使长方体区域满足：紧邻至少一个外接长方体的面，且具有与紧邻的外接长方体的面中面积最小的面重叠的面；A14)将步骤A13所填充的长方体区域视为设备的外接长方体，重复步骤A13，直到化工厂被外接长方体和长方体区域充满，将所得的长方体区域，作为所划分的子区域。长方体形状的子区域划分，能够快速的对化工厂区域进行划分，并简化子区域模型，同时，本方案还能够方便的建立设备与子区域之间的连接点和状态关联。

作为优选，步骤A1中，将化工厂设备之间以及设备与建筑物之间的区域划分子区域的方法还包括步骤：A15)设定边长阈值，将存在边长大于边长阈值的子区域划分为若干个子区域，使其边长均小于边长阈值。同一子区域内的状态视为处处相同，使用边长阈值限制区域的大小，能够避免子区域过大造成状态信息跟踪误差大。

作为优选，步骤A15中，所述边长阈值为化工厂区域内发生的事故为火灾事故时，在无风条件下，火源温度在T时间内的传导距离。设置边长最大阈值，且通过去除体积小于阈值的设备后，能够保证子区域的边长在一个与设备相当的范围内，在发生火情且无风时，每个周期T内温度传递一个子区域，以此近似模拟温度场的变化，提供对温度变化的跟踪。

作为优选，步骤A15中，还设置有第二边长阈值，所述第二边长阈值为化工厂区域内发生的事故为危险气体泄漏时，在无风条件下，泄漏中心在T时间内蔓延的距离；分别使用边长阈值以及第二边长阈值，进行子区域的划分并分别保存；当化工厂区域出现火情时，使用边长阈值对应的子区域，当化工厂区域出现危险气体泄漏时，使用第二边长阈值对应的子区域，若同时发生火情和危险气体泄漏，则选择边长阈值和第二边长阈值中较小值对应的子区域的划分。在出现不同事故类型时，采用不同的边长阈值，能够提高事故发展模拟的准确度。

作为优选，步骤C1中，根据化工厂设备的状态更新具有邻接设备的子区域的状态信息的方法包括：C11)若邻接设备未发生事故，则维持子区域的状态信息；C12)若邻接设备发生火灾事故，则更新子区域的温度，具体为：若无风，则按热传导规律更新子区域的温度，若有风且子区域位于该邻接设备的上风口，则维持子区域的温度，若有风且子区域位于该邻接设备的下风口，则将子区域的温度设定为该邻接设备在上一个周期T时的监测温度；C13)若邻接设备发生危险气体泄漏事故，则更新子区域的危险气体浓度和危险气体种类，具体为：若无风，则ω_A＝δ_n·ω_E，其中ω_A为子区域的危险气体浓度，ω_E为泄漏源附近距离l区域内的危险气体浓度均值，n表示本次更新距离气体发生泄漏时刻的周期T数量，δ_n表示第n个周期T更新时的系数，其值由预设的表格查询获得，n＜n_max时，δ_n随n的增大而增大，n≥n_max时，δ_n＝1；若有风且子区域位于该邻接设备的上风口，则维持子区域的危险气体浓度；若有风且子区域位于该邻接设备的下风口，则ω_A＝ω_E|(n-1)。采用该方案能够快速的更新子区域的状态信息，避免计算耗时太长，影响事态跟进的时效性。

作为优选，步骤C2中，根据子区域的状态信息依次更新具有邻接区域的子区域的状态的方法包括：C21)列举全部已更新状态信息的子区域的邻接区域，将列举出的子区域视为其邻接区域的邻接设备，而后执行步骤C12至C13；C22)重复执行步骤C21，直至化工厂区域全部被划分为子区域。

作为优选，步骤C还包括步骤：C4)列举与事故发生前的状态相比，变化不超过预设安全阈值的子区域，作为安全子区域，列举化工厂员工岗位位置和安全出口位置，依次从每个员工岗位位置开始不断寻找安全子区域，直到到达安全出口位置，形成安全撤离路径，并将改路径通知对应化工厂员工，若无法找到安全子区域到达安全出口，则发出报警并显示给值班人员。帮助值班人员以及工作人员确定撤离路径，避免慌乱，引起不必要的损失。

作为优选，步骤C还包括步骤：C5)推算第(n+N)个周期T时全部子区域的状态数据，作为延期状态数据，列举与事故发生前的状态相比，变化不超过预设安全阈值的子区域，作为延期安全子区域，依次从每个员工岗位位置开始不断寻找延期安全子区域，若无法找到延期安全子区域到达安全出口，则发出报警并显示给值班人员。本优选方案提供具有预见性的事故状态预测，能够及时发现存在撤离危险的员工，及时报警并通知该员工，使其能够及时撤离，有效避免人员伤亡。

本发明的实质性效果是：通过电子预案将事故处置与监控数据对接，当出现安全事故、监控数据异常时，调出对应的电子预案，指导事故处置，提高事故处置的效率和合理性；跟踪表及时跟踪与事故发展有关的监控数据项，能够及时发现事故的扩大，为事故处置提供参考，有助于减少事故损失；通过划分区域，能够方便化工厂区域状态的记录和跟踪，加快状态跟踪的效率。

附图说明

图1为实施例一流程框图。

图2为实施例一划分子区域方法流程框图。

图3为实施例一子区域状态信息更新方法流程框图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一：

一种基于电子预案的化工厂紧急事故的辅助处置方法，如图1所示，本实施例包括以下步骤：A)建立电子预案，电子预案包括对象、事故类型、预案内容、跟踪表、跟踪触发条件和解除条件，跟踪表记录对象在出现事故类型时跟踪监控的监控数据项，由人工根据预案和化工厂结构确定，预案内容包括事故处置方法和跟踪处置方法，跟踪处置方法为跟踪表的监控数据项在满足跟踪触发条件时的处置方法。执行：A1)导入化工厂GIS模型，将化工厂设备之间以及设备与建筑物之间的区域划分子区域，为每个子区域建立区域监管表，区域监管表包括区域位置、邻接设备、邻接区域和状态信息，状态信息包括温度、危险气体浓度、危险气体种类、风向和风力，化工厂DCS的监控数据包括化工厂各区域的风向和风力数据。如图2所示，将化工厂设备之间以及设备与建筑物之间的区域划分子区域的方法包括以下步骤：A11)去除管道以及体积小于设定阈值的设备；A12)建立设备的外接长方体；A13)在外接长方体与化工厂建筑之间填充长方体区域，使长方体区域满足：紧邻至少一个外接长方体的面，且具有与紧邻的外接长方体的面中面积最小的面重叠的面；A14)将步骤A13所填充的长方体区域视为设备的外接长方体，重复步骤A13，直到化工厂被外接长方体和长方体区域充满，将所得的长方体区域，作为所划分的子区域；A15)设定边长阈值，将存在边长大于边长阈值的子区域划分为若干个子区域，使其边长均小于边长阈值。边长阈值为化工厂区域内发生的事故为火灾事故时，在无风条件下，火源温度在T时间内的传导距离。设置边长最大阈值，且通过去除体积小于阈值的设备后，能够保证子区域的边长在一个与设备相当的范围内，在发生火情且无风时，每个周期T内温度传递一个子区域，以此近似模拟温度场的变化，提供对温度变化的跟踪。

B)读取化工厂DCS数据，获得化工厂当前监控数据，若化工厂的监控数据符合报警条件则进入步骤C，反之，重复本步骤。

C)触发报警条件对应的电子预案，将被触发的电子预案的事故处置方法和跟踪表显示给值班人员，读取最新的化工厂DCS数据，若跟踪表的数据满足跟踪触发条件，则发出报警并显示对应的跟踪处置方法，返回步骤B继续执行。如图3所示，还包括：C1)根据化工厂的监控数据更新化工厂设备的状态，根据化工厂设备的状态更新具有邻接设备的子区域的状态信息；C2)根据子区域的状态信息依次更新具有邻接区域的子区域的状态；C3)将与事故发生前的状态相比，变化超过预设阈值的子区域及其状态信息显示给值班人员；C4)列举与事故发生前的状态相比，变化不超过预设安全阈值的子区域，作为安全子区域，列举化工厂员工岗位位置和安全出口位置，依次从每个员工岗位位置开始不断寻找安全子区域，直到到达安全出口位置，形成安全撤离路径，并将改路径通知对应化工厂员工，若无法找到安全子区域到达安全出口，则发出报警并显示给值班人员；C5)推算第(n+N)个周期T时全部子区域的状态数据，作为延期状态数据，列举与事故发生前的状态相比，变化不超过预设安全阈值的子区域，作为延期安全子区域，依次从每个员工岗位位置开始不断寻找延期安全子区域，若无法找到延期安全子区域到达安全出口，则发出报警并显示给值班人员。步骤C1中，根据化工厂设备的状态更新具有邻接设备的子区域的状态信息的方法包括：C11)若邻接设备未发生事故，则维持子区域的状态信息；C12)若邻接设备发生火灾事故，则更新子区域的温度，具体为：若无风，则按热传导规律更新子区域的温度，若有风且子区域位于该邻接设备的上风口，则维持子区域的温度，若有风且子区域位于该邻接设备的下风口，则将子区域的温度设定为该邻接设备在上一个周期T时的监测温度；C13)若邻接设备发生危险气体泄漏事故，则更新子区域的危险气体浓度和危险气体种类，具体为：若无风，则ω_A＝δ_n·ω_E，其中ω_A为子区域的危险气体浓度，ω_E为泄漏源附近距离l区域内的危险气体浓度均值，n表示本次更新距离气体发生泄漏时刻的周期T数量，δ_n表示第n个周期T更新时的系数，其值由预设的表格查询获得，n＜n_max时，δ_n随n的增大而增大，n≥n_max时，δ_n＝1；若有风且子区域位于该邻接设备的上风口，则维持子区域的危险气体浓度；若有风且子区域位于该邻接设备的下风口，则ω_A＝ω_E|(n-1)。采用该方案能够快速的更新子区域的状态信息，避免计算耗时太长，影响事态跟进的时效性，并具有一定的准确性和参考价值。

步骤C2中，根据子区域的状态信息依次更新具有邻接区域的子区域的状态的方法包括：C21)列举全部已更新状态信息的子区域的邻接区域，将列举出的子区域视为其邻接区域的邻接设备，而后执行步骤C12至C13；C22)重复执行步骤C21，直至化工厂区域全部被划分为子区域。

E)若监控数据满足解除条件，则解除电子预案并返回步骤B，反之，以周期T循环执行步骤C。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上，对边长阈值的设定作出了进一步的改进。在实施例一的基础上，在步骤A15中，还设置有第二边长阈值，第二边长阈值为化工厂区域内发生的事故为危险气体泄漏时，在无风条件下，泄漏中心在T时间内蔓延的距离；分别使用边长阈值以及第二边长阈值，进行子区域的划分并分别保存；当化工厂区域出现火情时，使用边长阈值对应的子区域，当化工厂区域出现危险气体泄漏时，使用第二边长阈值对应的子区域，若同时发生火情和危险气体泄漏，则选择边长阈值和第二边长阈值中较小值对应的子区域的划分。相比于实施例一，本实施具有的有益效果为，在出现不同事故类型时，采用不同的边长阈值，能够提高事故发展模拟的准确度。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。