[发明专利]一种多个化学风险源优化布局方法

摘要

本技术方案公开了一种多个化学风险源优化布局方法，利用毒气扩散模式求解化学风险源的潜在危害即风险度，通过伴随模式，通过求解包含地价成本、交通成本和罚函数的选址代价函数关于化学风险源位置坐标构成的控制变量的梯度，并应用梯度信息迭代求解化学风险源的优化布局，即利用梯度信息调整化学风险源位置，逐次迭代，直到代价函数降到极小值。既避免保护目标受到化学风险源的严重威胁，又能使化学风险源布局经济成本最小。

主权项

1.一种多个化学风险源优化布局方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1、随机产生每个化学风险源布局位置的初始值(x_i，y_i)，i＝1，2，...，N，N为化学风险源的个数；步骤2、对当地常年气象观测数据进行统计，得到典型不利于大气扩散的气象条件，包括小风、逆温及二者同时出现的天气情况，并且以氯气为标准对第i个化学风险源的源强Q_i进行调整，即乘以一个系数k_i，使得调整后的源强Q_i′＝k_iQ_i；步骤3、①将步骤2获得的典型不利于大气扩散的气象条件和调整后的源强作为毒气扩散模式的输入数据，利用毒气扩散模式模拟t时刻第i个化学风险源在预先设定的位置为(x_j，y_j)的保护目标处的毒气浓度C_i(x_j，y_j，t)；②计算剂量作为第i个化学风险源对位置为(x_j，y_j)的预先设定的保护目标的风险度，其中j＝1，2，...，M为保护目标的编号，M为保护目标的个数，T为化学事故处置反应的时间；③根据下式计算所有N个化学风险源对位置为(x_j，y_j)的预先设定的保护目标的总风险度D(x_j，y_j)：步骤4、根据N个化学风险源的位置坐标和步骤3得出的N个化学风险源对每个预先设定的保护目标的总风险度，利用下式获得当前化学风险源布局的代价：其中是应用区位经济学理论且只考虑地价成本、交通成本的选址代价，所述交通成本还包括管路铺设成本，N为化学风险源的数目，S_i为第i个化学风险源的占地面积；f为价格系数，它是空间位置坐标的函数，综合反映了土地价格和交通成本，通过实地调查得到；所述罚函数P为其中M为保护目标的个数，参数γ，β分别为常人所接受的最大预置常数和最小预置常数；D(x_j，y_j)是通过步骤3获得的所有N个化学风险源对位置为(x_j，y_j)的预先设定的保护目标的总风险度，E_j是位置为(x_j，y_j)的保护目标的预置的许可风险度，即保护目标受到严重威胁时的风险度门限；步骤5、为了求解最优化问题，将所有化学风险源位置(x_i，y_i)排列成一个控制向量X＝[x₁，x₂，...，N，y₁，y₂，..，y_N]，利用大气扩散模式的伴随模式计算当前化学风险源布局的代价J关于控制向量的导数，将这些导数相应地排成一个列向量，就得到代价J关于控制向量X的梯度g；步骤6、如果梯度g满足判断条件||g||≤ε，则结束操作，记录当前多个化学风险源的位置，其中ε为预设的一个适当的小量，与化学风险源的源强、数目和保护目标数目有关，需要在模拟中根据相关数据确定；如果梯度g不满足判断条件||g||≤ε，则应用最速下降方法，即选择梯度g的反方向，选择一个合理的步长λ，对化学风险源的位置进行如下调整，得到更新后的控制向量：X_new＝X-λg使代价函数J下降，根据调整后的化学风险源位置，再次执行步骤2-6。