专利名称：一种大气环境风险应急系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应急系统，具体地说是大气环境风险应急系统。
背景技术：
随着化学工业的发展，易燃易爆、易挥发的液体和有毒气体的种类和应用范围都在增加，大气环境污染画故的风险性也随之增大，这些物质在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏，将会引发中毒、火灾甚至爆炸事故，严重危害人民的生命和财产安全。由于气体本身存在的扩散性，发生泄漏之后，在外部风力和内部浓度梯度的作用下，气体会扩散，在事故现场周边形成燃烧爆炸或毒害危险区，扩大危害区雨域。在气体泄漏事故发生后，事故处置将围绕危险物质的扩散浓度和范围，飘移轨迹等信息进行综合分析和事故后果计算， 确定人员疏散范围和疏散路径，为事故应急救援提供决策支持。如果缺乏环境风险意识，缺乏快速、有效、安全的风险应急手段，就会导致严重的后果。CN101309396A公开了一种危险化学品泄漏事故应急联动监控系统及其方法，该方法的主要是对危险化学品泄漏事故的风向风速、气体浓度、GPS信息和现场视频进行实时监测，并根据这些信息和现场周边GIS (地理信息系统)信息对事故情景进行综合分析和事故后果计算，确定人员疏散范围和疏散路径，为事故应急救援提供辅助决策支持。该方法却需要在事故周边设置无线视频发送设备和气体检测仪，并且需要实时采集危险化学品泄漏事故现场风向、风速、泄漏气体浓度及现场视频图像，因此存在系统的不稳定性和局限性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种大气环境风险应急系统，通过确定大气环境风险事故状态下危险物质的扩散浓度和范围，飘移轨迹等信息，结合周边环境GIS信息对事故情景进行综合分析和事故后果计算，提供风险决策支持的相关信息，对大气环境风险事故进行应急支持。本发明大气环境风险应急系统包括输入设备、输出设备、处理器和数据库，处理器以信息技术方式分别联接输入设备、输出设备和数据库；数据库包括气候气象数据库、 化学品数据库、地理信息数据库和大气预测模型数据库；处理器根据气候气象数据、化学品数据、地理信息数据、大气预测模型和输入的危险物质泄漏数据在GIS地图上显示危险物质的大气环境风险。本发明中，处理器通过网络方式与即时气候气象资料提供服务器联接，由处理器将即时气候气象数据存储在气候气象数据库中。本发明中，输入设备、输出设备、处理器和数据库根据信息量选择合适的信息产
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ΡΠ O本发明中，大气环境风险应急系统按照功能划分包括对象管理子系统、气象子系统、化学品数据库子系统、地理信息数据库子系统、大气预测模型子系统和决策支持子系统。
对象管理子系统是本系统的重要组成部分，把预测计算模型与地理信息用户界面相互耦合，对气候气象数据库、化学品数据库、地理信息系统数据库和大气预测模型进行联接。对象管理子系统中，设置的图形界面部分包括基于WINDOWS操作系统的用户界面，用户界面建立用户和计算机系统之间的联系，实现操作及结果的信息反馈。对象管理子系统通过设置菜单、命令按钮、对话框等来对系统输入信息和发出命令；对象管理子系统通过设置窗口、表格、地图、动画、声音等向用户反馈信息，如风险事故状态下危险物质的动态分布寸。气象子系统主要包括气候气象数据库及其处理及与管理。该子系统主要处理系统中统计的气候气象资料，对区域内的历史和即时的气候气象资料静态和动态的数据进行储存和管理，并计算出区域内风场。即时气象由无线自动气象监测仪器传回系统，同时本子系统备用一个气象预报系统，根据历史和即时的气象资料以及气象预测资料，预测事故后适宜时间内，区域内的大气风场情况。化学品数据库子系统主要包括化学品数据库及其管理。该子系统主要包括危险化学品名录、化学品安全说明书(MSDS)，主要信息有化学品名称、成分/组成信息、危险性概述、急救措施、消防措施、泄漏应急处理、操作处置与储存、接触控制/个体防护、理化特性、 稳定性和反应活性、毒理学资料、生态学资料、废弃处置、运输信息、环境法律法规信息、其他相关信息等。地理信息数据库子系统主要包括地理信息系统数据库及其管理。本子系统主要用 MAPGIS的形式来储存和修改数据，主要内容为本地区空间数据库和属性数据库。空间数据库包括地形、水系、植被、交通、行政区域、居民地等信息。属性数据库包括社会经济基本情况，重大危险源数据库；可查询不同区域尺度潜在重大源的基本情况及事故防范信息。大气预测模型子系统主要包括大气预测模型数据库及其管理。该子系统主要内容为大气扩散的高斯模式以及衍生的不同的大气预测模式，包括点源、面源、体源、熏烟、建筑物下洗等模式。决策支持子系统主要是通过以上的属性数据及预测等综合信息归纳整理后建立的一个大气环境风险应急的支持方案汇总。它集预测模型(大气预测模型、气象系统)、基础数据(化学品数据库、地理信息数据库)进行相关的人机对话后以达到决策问题需要的 fn息ο本发明中，系统功能设计如下某企业或者某区域的大气环境应急系统集数据管理、图形编辑、模型分析及图形输出等诸功能于一体，并能有效地管理区域大气环境风险和分析事故救援情况的系统。根据系统的目标及功能需求，系统的总体功能设计框架如图3 所示，主要功能模块有输入、计算、输出、决策系统、系统维护和帮助等。输入模块功能包括相关信息和参数的录入、修改、删陈。主要包括控制参数气象资料、环境参数和事故参数，其中气象参数应及时更新或来自实时预报系统，环境参数主要来源为地理信息数据库。计算模块功能是利用高斯模式以及衍生的不同的大气预测模式对危险物质泄漏后的计算。输出模块功能主要是利用计算结果，结合地理信息，实现危险物质泄漏事故发生后，其扩散浓度和范围，影响程度，飘移轨迹等静态数据和动态显示。
决策系统模块功能主要是对属性数据及预测等综合信息归纳整理后，提供的应急决策、救援和防范措施，并根据正常工况下应急预案演练反馈的结果进行相互完善。系统维护模块功能主要是化学品数据库、地理信息系统、气象参数等内容的及时更新和维护。帮助模块功能主要是系统的安装、使用进行说明，为用户使用系统提供方便。本发明提供的大气环境风险应急系统，解决目前大气环境风险事故应急救援过程中存在的局限性和不稳定性等问题，以信息技术为基础，综合运用地理信息系统、即时气象预报、网络、多媒体等现代高新科技手段，利用大气扩散预测技术，结合现代环境风险管理理论，以计算机技术为依托对大气环境的污染事故问题进行模拟预测，进行综合分析和事故后果计算，即时快速地在GIS地图上动态显示危险物质泄漏后，其浓度的分布范围、影响程度，飘移轨迹等信息，结合地理信息系统和化学品数据库系统，以此确定人员疏散范围和疏散路径，为事故应急救援提供决策支持。
图1为大气环境风险应急系统的建立方法流程框图；图2为大气环境风险应急系统结构框图；图3为大气环境风险应急系统功能流程图。
具体实施例方式本发明大气环境风险应急系统是以信息技术为基础，综合运用地理信息系统、即时气象预报、网络、多媒体等现代高新科技手段，通过对区域自然、社会、经济和大气环境状况、生态环境等全面调查与评价，建立相应的动态数据库，提供动态更新和查阅功能，建立本地区大气环境基础信息平台、不同功能的大气预测模型及其相应的管理系统，为大气环境风险管理提供数据支持；在此基础上，研制和开发政府或企业对本地区及周围地区的大气环境进行风险管理和决策的计算机应用系统，实现区域内各类基础信息、风险防范及应急信息的可视化查询；根据区域潜在环境重大危险源的风险度，做好重大风险源的日常防范管理；当突发性环境污染事故发生时，预测突发性环境污染事故的发展，模拟其影响范围与历时，飘移轨迹等，为应急决策提供即时的支持，最大限度地减少突发性环境污染事故造成的不良影响。大气环境风险应急系统应用大气扩散预测技术以及地理信息系统，结合现代环境风险管理理论，以计算机技术为依托对区域内的大气污染事故问题进行模拟预测分析，对区域内的重点污染源进行管理监控，为重大危险源的管理和污染事故应急决策提供技术支持。大气环境风险应急系统主要目标有(一 )对重大危险源的管理针对不同区域内的重大危险源，建立重大危险源动态数据库，全面掌据各区域内重大危险源的基本情况并建立严格的防范措施。同时，建立各类危险化学物质的物理化学特性数据库，污染物质可能污染环境的模型库，历史污染事故及其影响范围、防范和应急措施。加强突发性大气环境事故特性及实例的研究，总结历史事故发生和处理情况，以便建立各种事故预防、监测、处理、处置的知识库。(二)快速应急响应根据大气环境风险应急系统提供的重大危险源、环境风险事故以及相关大气环境保护关注点的相关信息，由于环境风险事故状态下情况紧急，环境管理者必须在极短的时间内处理有关信息，明确事故类型和应急目标，拟定各种可行的方案，并经分析评价后选择一个满意的人员疏散范围和疏散路径方案，组织实施和跟踪监测，直至突发性事故最终得以控制或消除为止。(三)决策支持在某个设定的区域内，通过环境风险区划，结合区域自然环境及社会环境的结构、 功能及特点，划分成不同等级的地区，选择优先管理的区域，在重大危险源分布规律的基础上，做好区域环境风险日常防范和管理工作，尽可能避免大气环境风险事故发生，保证区域环境安全。大气环境风险应急系统的建立过程，其步骤包括(1)自动监测本地区气候气象条件(和实时气象参数预报系统)；(2)危险物质的泄漏相关参数的确定；(3)系统调用危险物质数据库，地理信息系统(GIS)，大气扩散预测系统；(4)通过危险物质扩散浓度和范围，飘移轨迹，对周围关注点进行危害评价；(5)通过危险化学品数据库，调出泄漏危险化学品的现场应急处置措施；(6)确定人员疏散范围和疏散路径等应急措施。其中的系统中包含以下数据库(1)气候气象数据库包括本地区的气候统计资料，包括年平均风速和风向玫瑰图，最大风速与月平均风速，年平均气温，极端气温与月平均气温，年平均相对湿度，年均降水量，降水量极值，日照等；常规地面气象资料和常规高空气象资料，常规地面气象资料包括时间(年、月、日、时)、风向(以角度或按16个方位表示)、风速、干球温度、低云量、总云量；常规高空气象资料包括时间(年、月、日、时)、探空数据层数、每层的气压、高度、气温、 风速、风向(以角度或按16个方位表示)；自动气象监测仪器反馈的数据，以及即时的气象预报系统等。(2)化学品数据库危险化学品名录、化学品安全说明书(MSDS)，主要包括信息有化学品名称、成分/组成信息、危险性概述、急救措施、消防措施、泄漏应急处理、操作处置与储存、接触控制/个体防护、理化特性、稳定性和反应活性、毒理学资料、生态学资料、 废弃处置、运输信息、环境法律法规信息、其他相关信息等。(3)地理信息系统数据库本地区空间数据库和属性数据库，空间数据库包括地形、水系、植被、交通、行政区域、居民地等信息。属性数据库包括社会经济基本情况，重大危险源数据库；可查询不同区域尺度潜在重大源的基本情况及事故防范信息。(4)大气预测模型大气预测模型包括点源、面源、体源等的高斯模式及其衍生模
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权利要求
1.一种大气环境风险应急系统，其特征在于包括输入设备、输出设备、处理器和数据库，处理器以信息技术方式分别联接输入设备、输出设备和数据库；数据库包括气候气象数据库、化学品数据库、地理信息数据库和大气预测模型数据库；处理器根据气候气象数据、化学品数据、地理信息数据、大气预测模型和输入的危险物质泄漏数据在GIS地图上显示危险物质的大气环境风险。
2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于处理器通过网络方式与即时气候气象资料提供服务器联接，由处理器将即时气候气象数据存储在气候气象数据库中。
3.按照权利要求1所述的系统，其特征在于大气环境风险应急系统按照功能划分包括对象管理子系统、气象子系统、化学品数据库子系统、地理信息数据库子系统、大气预测模型子系统和决策支持子系统。
4.按照权利要求3所述的系统，其特征在于对象管理子系统把预测计算模型与地理信息用户界面相互耦合，对气候气象数据库、化学品数据库、地理信息系统数据库和大气预测模型进行联接。
5.按照权利要求4所述的系统，其特征在于对象管理子系统中，设置的图形界面部分包括用户界面，用户界面建立用户和计算机系统之间的联系，实现操作及结果的信息反馈； 对象管理子系统通过设置菜单、命令按钮、对话框来对系统输入信息和发出命令；对象管理子系统通过设置窗口、表格、地图、动画、声音向用户反馈信息。
6.按照权利要求3所述的系统，其特征在于气象子系统包括气候气象数据库及其处理及与管理，该子系统处理系统中统计的气候气象资料，对区域内的历史和即时的气候气象资料静态和动态的数据进行储存和管理，并计算出区域内风场。
7.按照权利要求3或6所述的系统，其特征在于气象子系统同时备用一个气象预报系统，根据历史和即时的气象资料以及气象预测资料，预测事故后适宜时间内，区域内的大气风场情况。
8.按照权利要求3所述的系统，其特征在于化学品数据库子系统包括化学品数据库及其管理，该子系统包括危险化学品名录、化学品安全说明书，主要信息有化学品名称、成分/组成信息、危险性概述、急救措施、消防措施、泄漏应急处理、操作处置与储存、接触控制/个体防护、理化特性、稳定性和反应活性、毒理学资料、生态学资料、废弃处置、运输信息和环境法律法规信息。
9.按照权利要求3所述的系统，其特征在于地理信息数据库子系统包括地理信息系统数据库及其管理，用MAPGIS的形式来储存和修改数据，内容为本地区空间数据库和属性数据库；空间数据库包括地形、水系、植被、交通、行政区域、居民地；属性数据库包括社会经济基本情况，重大危险源数据库。
10.按照权利要求3所述的系统，其特征在于大气预测模型子系统包括大气预测模型数据库及其管理，该子系统主要内容为大气扩散的高斯模式以及衍生的不同的大气预测模式，包括点源、面源、体源、熏烟、建筑物下洗模式。
全文摘要
本发明公开了一种大气环境风险应急系统，包括输入设备、输出设备、处理器和数据库，处理器以信息技术方式分别联接输入设备、输出设备和数据库；数据库包括气候气象数据库、化学品数据库、地理信息数据库和大气预测模型数据库；处理器根据气候气象数据、化学品数据、地理信息数据、大气预测模型和输入的危险物质泄漏数据在GIS地图上显示危险物质的大气环境风险。本发明以信息技术为基础，综合运用地理信息系统、即时气象预报、网络、多媒体等高新科技手段，利用大气扩散预测技术，结合现代环境风险管理理论，为事故应急救援提供决策支持。
文档编号G06F19/00GK102456091SQ20101051397
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者叶仲, 王俊英, 陈中涛 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院