[发明专利]一种基于自然控制论的核化事故应急优化控制方法

摘要

本发明公开了一种基于自然控制论的核化事故应急优化控制方法，属于危害控制领域。本发明首先对核化事故危害进行预测预警，然后在对核化事故后果进行预测的基础上，制定基于自然控制论的优化控制方案。本发明提出的一种基于自然控制论的核化事故应急优化控制方法，能够既能到达核化事故应急控制的目标，又能使控制付出的代价和事故损失最小，实现对核化事故应急的最优控制。

主权项

一种基于自然控制论的核化事故应急优化控制方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤一、根据核化事故的位置，人工监测事故源强，并确定核化事故模拟范围；步骤二、根据步骤一得到的核化事故模拟范围，获得核化事故模拟范围的风场、湍流量的预报结果；步骤三、根据步骤一得到的核化事故模拟范围，获得核化事故模拟范围的气象观测网实时观测的数据；步骤四、将步骤二的风场、湍流量的预报结果与步骤三获得的气象观测网实时观测的数据进行同化；步骤五、如果是化学事故，执行步骤六；如果是核事故，执行步骤七；步骤六、获得化学事故预警信息；转到步骤八；步骤七、获得核事故预警信息；步骤八、制定基于自然控制论的优化控制方案；在步骤六或步骤七对核化事故后果进行预测的基础上，制定基于自然控制论的优化控制方案；其具体操作步骤如下：第1步：建立基于自然控制论的优化控制模型自然控制论的思想是把自然和人类社会看作是一个整体，研究自然环境的自控行为与人工调控的机理以及人工调控的理论、方法和技术，以解决人类面临的环境和发展问题，达到人类与自然环境的协调和持续发展；运用自然控制论，将核化事故风险控制的核心问题的理论框架描述如下：设进行控制时，要利用的自然环境变量(如气象、地形等因素)为集合X(r，t)，它随空间r与时间t改变；与之有关的人文变量(应急救援方案和事故源控制方案)为Y(r，t)，人文变量作用在自然环境X(r，t)上，自然环境X(r，t)的演变同时受自身及人文变量Y(r，t)所影响，可由微分方程描述如下： ∂ X ∂ t = L ( X , Y , t ) 初条件： X | t = t 0 = X 0 边条件： Λ ( X , Y , T ) | ∂ Ω = G 约束条件：a.人类活动能力限制(如应急力量有限、疏散路径和交通工具限制等)：‖Y‖≤Cb.改变后污染物浓度达到安全标准：‖X-XP‖≤D目标函数求最优(事故损失和控制代价最小)：M(X，Y)＝min第2步：求解基于自然控制论的优化控制模型通过对上述最优控制问题进行求解，将通过优化后的控制方案反馈给事故源，根据控制后的事故源重新进行预测，得出新的预测结果，根据新的预测结果进行预警，得到更优的应急方案，指导应急救援和源强控制，同时将事故损失和行动代价反馈给决策者，循环此过程，最终使事故损失和控制代价达到最优，获得最优的核化事故应急优化控制方案；步骤九、将步骤八获得的最优的核化事故应急优化控制方案提供给指挥者进行决策。