基于ae的化工厂有毒气体扩散应急系统的设计与实现本科毕业设计论文文档格式.docx

基于ae的化工厂有毒气体扩散应急系统的设计与实现本科毕业设计论文文档格式.docx

《基于ae的化工厂有毒气体扩散应急系统的设计与实现本科毕业设计论文文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于ae的化工厂有毒气体扩散应急系统的设计与实现本科毕业设计论文文档格式.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

学生：

（签字）

学号：

论文答辩日期：

年月日

指导教师：

目录

摘要1

Abstract:

1

1引言2

1.1研究背景和意义2

1.1.1研究背景2

1.1.2研究意义2

1.2国内外研究现状3

1.2.1有毒气体扩散模型的国内外研究现状3

1.2.2有毒气体泄露事故应急的国内外研究现状4

1.3论文主要研究内容4

1.4论文技术路线4

1.5论文章节安排5

2相关原理及技术6

2.1常见毒气扩散模型6

2.2高斯烟团模型6

2.3AE组件开发技术12

3系统总体设计14

3.1设计目标14

3.2数据库设计14

3.3系统总体结构设计15

3.4系统功能模块设计16

4系统功能实现18

4.1系统主界面18

4.2地图操作功能18

4.3基本信息管理功能18

4.4应急指挥功能19

4.4.1毒气扩散模拟功能19

4.4.2疏散路径分析功能21

4.5应急信息功能22

5成果与讨论23

附录：

关键程序代码26

基于AE的化工厂有毒气体扩散应急系统的设计与实现

摘要：

随着社会经济的发展，人类生活环境的周围都分布着各种各样的化工厂。

这些化工厂要是发生有毒气体的泄露而没有采取有效的措施，将可能会对人员及财产造成极大的影响，甚至会造成毁灭性的灾难。

对气体的泄漏能够及时的做出判断，在泄漏事故还没有扩大之前及时采取措施，可以有效的避免安全事故发生。

气体扩散模型可以描述泄漏物体在大气中的扩散行为，本论文对泄漏源和气体扩散模型进行了简要介绍。

论文选择了高斯模型来对化工厂有毒气体扩散的模拟分析，实现对化工厂有毒气体的实时监控。

应用系统案例分析了一定气象条件、地理条件、泄露源强、气体类型和泄露方式下，有毒气体泄漏之后浓度的分布情况，一方面便于平时应急预案制定，又可以为即时的应急指挥给予辅助决策。

关键词：

化工厂，有毒气体，扩散模型，GIS

DesignofChemicalPlantToxicGasMonitoringandEarlyWarmingInformationSystemBasedonAE

Withthedevelopmentofcommunityeconomy,therearevarietiesofchemicalfactoriesaroundtheenvironmentofhumanlife.Withoutanymeasurethepoisonousgas,therewillbedamages,evenpeople’slivesoncetheoccurrencetherearetoxicandharmfulgasesinachemicalfactory.Ifwecanjudgeleakageofpoisonousgasearlier,andtakemeasuresbeforeaccidentenlarge,wecanavoidmisadventure.

Thediffusionmodelcanbeusedtodescribethediffusionbehaviorofthegasleakageinatmosphere,thetheoryofleakagesourceandgasdiffusionmodelwerebrieflyintroduced.ThepaperselectsGaussmodeltosimulateandanalyzetheleakageoftoxicandharmfulgases,whichmakesittruetomonitorthetoxictimely.Thesystemforthethree-dimensionalsimulationandvisualizationofincidentconsequence,whichcouldwellpredicttheemissionconcentrationdistributionandmakethecoverage,extentofinjuryanddevelopmenttendencyopen-and-shut,wasexploitedsuccessfully.Thesystemwasappliedforanexamplewithcontrolledconditiontoanalyzetheconcentrationdistributionaftertheincidenttookplace.Thesystemisnotjustconvenientfordrawingupcriticalsituationprearrangedplanning,butcouldoffertimelyassistantdecisionforemergencycommand.

Keywords:

chemicalplant;

toxicgases;

GIS;

diffusionmodel

1引言

1.1研究背景和意义

1.1.1研究背景

有毒气体的泄漏是生活中常有的化学品事故。

近年来，经济的快速发展不仅带动了化工业发展，危险化学产品在我国工业之中也被普遍的应用，同时在生产、储运等环节又有着大量不规范行为，不可避免的导致有毒气体的泄漏事故年发生一直偏高[1]。

泄漏的介质进入大气后会伴随着周围的空气运动，产生大面积的危险区域。

在这样事故处置的过程中，要是了解到泄漏介质的影响范围和运动规律，对警戒区的营救具有重大的意义。

目前有较为完善的数学模型（例如高斯模型）可对气云的分散情况进行叙述，但其结果通常是以数据形式给出，可视性比较差，在救援中应用比较困难。

利用GIS能够较好解决以上问题，GIS能够通过综合分析和管理的地理空间数据，模拟和表达现实世界空间，以为可视化的模拟危险化工品的气体扩散情况。

1.1.2研究意义

随着国家经济的不断发展，企业工厂等经济产业集中地的聚集，也带来了许多潜在的安全风险，时刻影响着人们的生活。

化学工业地发展，生产，贮存和者使用化学品危险性种类日益增加，并转向容量的大型化。

其中气体泄漏事故是当中发生频率高的突发性的污染事故。

有毒气体的扩散不仅给大气环境造成极大的破坏，更严重影响着人们的生命与财产安全。

怎样依靠信息技术的手段，把事故监测、预报、预警、应急救援、等信息及时有效传递给城市各部门和公众，以减轻毒气扩散的损失，将事故信息及时传递到可能涉及到地区，使能够及时迅速采用规避方法将损失减到最小，关键是建立起一个有用的事故信息的管理平台和系统并且发挥效能。

基于ArcEngine化工厂的有毒气体扩散应急系统是以ArcEngine原理开发的。

ArcEngine是一个分布式、动态、交互式的地理信息系统，并由服务器和客户机（应用服务器和HTTP服务器）相连所构成的。

该平台系统具有开发效率高，运行速度快，界面简洁漂亮并容易部署等优点。

在这个突飞猛进的信息化时代里，各种信息技术的产生以及相关行业的发展，使得GIS（地理信息系统）不再是一种简单的理解地理信息的工具，并且转变为传递地理信息的媒介。

在化工厂有毒气体扩散系统应用中，GIS扮演者举足轻重的作用，使得各个部门可以得到及时有效的信息。

即使各个部门用户群体和工作职责各不相同，他们都可以利用获取的事故信息以及自己的理解来辅助本部门机构采取决策，做出实际行动来参与事故救援中。

GIS另外一个优点就是集成各种不同数据源的有效信息，将这些信息进行可视化显示从而来提高系统的实用性。

将这些信息按照GIS数据处理方法进行相应分析，得到毒气扩散可能影响范围以及造成的危害评估，从而进行相应的预防处理如人员和财产物质的转移，救灾资源的调配。

通过参考城市交通建设以及医疗卫生服务点确定最佳救援路线和接待点是人员救治中的重要任务。

1.2国内外研究现状

1.2.1有毒气体扩散模型的国内外研究现状

气体扩散研究方法包括试风洞实验法，模型法和验法。

欧美各国对气体扩散试验（如DesertTortorise试验、Maplin试验）的研究是从上世纪七十年代开始的，许多经典的扩散模型就是从这些试验数据总结而来的其中得到广泛应用的就是高斯扩散模型。

随着现场泄露扩散试验研究的展开，气体扩散模型的相关研究也相继展开。

80年代通过大型的扩散实验获取实验数据进而总结出一些扩散规律，但扩散实验对实验场地的要求较高,同时也需要耗费大量的财力物力，获得的实验数据也存在一定的误差。

近些年来，计算机快速发展以及数值计算方法促进了研究工作，新的技术和手段被应用于研究工作中。

曹春艳[2]认为国外的气体扩散模型可分为三代：

第1代气体扩散模型是以美国的高斯扩散模型为代表；

第2代气体的扩散模型包含美国AERMOD（AirDispersionModeling）；

第3代气体扩散模型中以英国气象局Surre大学和英国剑桥环境研究公司等机构合作研究的ADMS（AtmosphericDispersionManagementSystem）模型为代表。

任建国等[3]觉得高斯烟团模型，高斯烟羽模型，Sutton模型，BM（BritterandMcQuaid）模型，及FEM3模型（3-DFiniteElementModel，三维有限元计算模型）等，丁信伟等[4]在综述危险性气体扩散模型时也将这几种模型作为重点进行了介绍。

近来气体扩散模型的研究一般分为两种：

一是根据扩散方程和边界条件建立新的模型；

二是对现有的模型进行改进。

吴笑等[5]为了解决现有模型在动态扩散过程中的不适用性问题，往往停留在理论层面，在实际情况中的应用较少。

得到较多应用的气体扩散模型一般具有自身的局限性，成立条件过于理想化，与实际的应用环境不符，为提高模拟精度，拓宽应用范围，需对气体扩散模型进行改进。

在常用的气体扩散模型中，除高斯扩散模型具有计算简单、物理意义明显的特点外，其它模型在实际应用过程中都涉及到大量的数据分析和处理，不借助计算机程序难以完成[6]。

RegisBriant等[7]对高斯烟羽模型进行了修正并将其应用于道路交通排放气体污染物的浓度监测中,降低了模型在风速与路面不垂直的情况下的计算误差。

ArystanbekovaNK[8]用笛卡尔坐标系代替单个直角坐标系，将高斯烟羽模型应用于复合点源的浓度计算中，同时修正了烟云的有效高度。

孙东亮等[9]对液氨储罐孔洞的泄露实际工况，考虑泄露和因为泄露导致的液氨闪蒸产生压力变化和储罐许压力，修改了高斯烟团模型。

何宁[10]从事故救援的角度，提出了这种基于高斯模型的有毒气体泄露扩散方法。

张斌才等[11]通过坐标变换方法达到了基于高斯烟羽模型的多元释放模型。

蒋军成等[12]觉得高斯模型稳定条件是假设在正式场景下的难以成立，对地形因素的思考也很简化，针对上述坚信开发出了变气象条件下的改进高斯烟团叠加模型。

张梦瑶等[13]提出基于高斯扩散模型的但用于风向改变毒气扩散模型。

1.2.2有毒气体泄露事故应急的国内外研究现状

在工业革命早期，工业发达的国家就开始看重应急指挥的