[發明專利]一種化工園區應急資源配置優化方法

有效

• 申請號: 201711433425.1
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108171413B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 蔣鵬;門金坤;周碩;宋秋生;鄭松;孔亞廣;趙燁;沈剛;葉建剛;蘇楠
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06K9/62
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發明涉及一種化工園區應急資源配置優化方法。本發明步驟是結合化工園區特性在傳統的危險源分級模型的基礎上，考慮事故的多米諾效應以及工藝流程危險因素建立了危險源風險動態評估模型并采用譜系聚類法獲得分級結果。以危險源風險等級為基礎綜合考慮配置決策的救援時效性、經濟適用性建立了基于危險源風險等級的多目標優化應急資源配置模型；利用遺傳算法優化方法對多目標應急資源配置模型進行優化，最終獲取滿足期望目標的配置策略。本發明是針對應急資源配置優化中的一些難題，提出一種具有較強全局優化能力的配置優化方法，該優化方法具有開放性、魯棒性、并行性、靈活性、全局收斂性以及對問題的數學形式無特殊要求等特點。

技術領域

本發明屬于信息與控制技術領域，涉及到自動化技術，特別是涉及一種化工園區應急資源配置優化方法。

背景技術

隨著經濟的不斷發展，石油化學工業的規模正處于一個快速擴張的時期。在產業集群化發展的趨勢下，化工園區成為我國化學工業發展的新模式。現如今化工園區基本處于經濟發達、人口密集的敏感地區,故此具有投資資本密集、技術密集和設備密集等特點。為了滿足生產的需要，化工園區內聚集著種類繁多且數量巨大的易燃、易爆、有毒的危險源，因此化工園區內發生重大事故的可能性是客觀存在的。縱觀石油化工業的發展歷史進程，國內外化工廠引發的突發事故并不罕見。應急資源是應對突發性事故關鍵性環節，合理、有效配置決策是降低事故損失的前提和基礎。雖然化工園區發生事故的概率高于一般地區，但是總體而言依舊是小概率事件，應急資源的使用頻率一般不高,所以無限制的投入應急資源是不合實際的。合理的配置決策思想即要考慮到配置的應急能力又要考慮到實際的可行性。

在化工園區應急體系中，應急資源的配置決策決定了應對突發事故的效率、成本以及能力。目前，化工園區內應急資源的配置普遍存在一種矛盾的狀態即需求較大的地區缺乏應急資源，需求相對較小的地區應急資源過剩。因此對應急資源的配置優化對提高園區應急能力、降低配置成本以及實現資源最優化利用具有重要意義。本方法采用危險源的風險等級作為衡量地區對應急資源需求程度的基礎，結合化工園區特性在傳統的危險源分級模型的基礎上，考慮事故的多米諾效應以及工藝流程危險因素建立了危險源風險動態評估模型并采用譜系聚類法獲得分級結果。應急資源的配置為一個多目標優化問題，許多傳統數學優化方法，如單純形法、共軛梯度法、幾何平均分析法、正交設計法等。由于這些優化方法缺乏全局最優搜索的魯棒性，且絕大多數傳統優化都需要梯度信息，因而要求解此類具有復雜數學形式的多目標優化問題，相當困難。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出了一種化工園區應急資源配置優化方法。本發明的目標是針對化工園區應急資源配置優化中的一些難題，將應急資源配置策略劃分為應急節點選址策略以及應急物資分配策略兩個部分，提出一種具有較強全局優化能力的配置優化方法，本發明的技術方案是將多目標應急資源配置問題的期望目標轉換成目標函數優化問題，采用遺傳算法，在優化應急物資分配策略時采用了矩陣編碼的形式，并設計了該編碼形式的變異與交叉操作，確保了個體完整性，最終確立了一種化工園區應急資源配置優化方法。

本發明的具體步驟是：

步驟1:獲取化工園區內危險源信息、地理信息、園區內各化工危險源從事生產的工藝流程信息、可供規劃的地點以及待分配應急物資數量，其中危險源信息包括危險源種類、狀態、存量以及分布情況；

步驟2：通過步驟1所獲得的信息建立危險源風險動態評估模型，考慮的危險源特征指標為危險源固有危險系數，多米諾效應危險系數，工藝流程危險系數。

①危險源固有危險系數

在基于R值的危險源評估模型中，采用單元內各種危險源實際存在量與其在文件(GB18218)中規定的臨界量之比經過矯正后求和得到的值R作為分級指標；R值的計算過程是事故的易發性與事故后果嚴重程度的耦合過程，故此R值實際上是代表了危險源的固有危險性。危險源固有危險系數的計算公式如下：