【摘要】：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,軍事實力的增強,新的能源和技術不斷涌現(xiàn)并被廣泛應用。核能的使用開始增加,與此同時存在的安全風險也越來越大。核電站、反應堆等核設施在生產(chǎn)運行過程中均有發(fā)生核事故的可能,隨著核電從業(yè)人員的增加,場內(nèi)人員應急撤離是保障核安全的重要部分。因此,對核事故場內(nèi)人員應急撤離路線進行優(yōu)化研究具有重要的意義。本文基于我國核電發(fā)展面臨的核安全問題,通過查找資料了解國內(nèi)外應對核事故所采取的措施,閱讀國內(nèi)外學者在突發(fā)事故人員撤離、疏散方面的研究成果。基于決策理論和優(yōu)化理論,對核事故場內(nèi)人員應急撤離路線進行優(yōu)化研究,確保人員安全的前提下完成場內(nèi)所有非應急人員的撤離。通過對核設施、核事故、核應急的特點以及場內(nèi)人員事故應急撤離過程的了解,提出本文的兩個優(yōu)化目標:場內(nèi)應急撤離人員聚集點選址優(yōu)化、人員集合和車輛行駛路徑優(yōu)化。由于這兩個優(yōu)化目標之間相互影響的關系,構建雙層規(guī)劃模型,上層模型考慮撤離時間最短、所受劑量最小時的聚集點選址,下層模型為撤離時間最短、所受劑量最小時人員從所在位置到聚集點的路徑以及撤離車輛從聚集點駛出場區(qū)的路徑。針對構建的模型設計模型求解算法,采用主要目標法將以時間最短和所受劑量最小的多目標規(guī)劃問題轉化為單目標規(guī)劃,以時間最短為目標函數(shù),將目標函數(shù)中對安全性的要求轉化為約束條件,即要求人員撤離期間所受的有效劑量總和低于參考標準值。采用遺傳算法求解聚集點選址問題,采用A*算法尋找人員集合和車輛撤離的最優(yōu)路徑。聚集點選址的確定會影響撤離路徑的選擇,同時,行駛路徑的不同也會影響聚集點的選址。因此,本文將遺傳算法和A*算法相結合,連續(xù)迭代選擇最優(yōu)選址方案和撤離路線。根據(jù)求解算法,對雙層模型進行仿真分析。通過計算,最終選取其中的14個節(jié)點作為場內(nèi)應急撤離聚集點,在保障人員安全的條件下,分散在場內(nèi)100個節(jié)點上共1728名非應急撤離人員在50分鐘內(nèi)全部撤離至場外。該聚集點的選址和撤離路線的設計保障了場內(nèi)人員應急撤離的安全性。通過對所構建雙層模型的仿真分析,驗證了模型對場內(nèi)人員應急撤離路線進行優(yōu)化的可行性。同時,通過級聯(lián)失效模型對撤離網(wǎng)絡的魯棒性進行分析,結合k-最短路徑思想計算得出多條應急撤離路徑。本文所構建的模型和求解方法也為核設施設計建造階段聚集點的確定和應急路徑的規(guī)劃提供參考。
【圖文】：

圖 3.5 級聯(lián)失效過程失效模型構建絡抽象為物理拓撲網(wǎng)絡，，建立網(wǎng)絡的級聯(lián)失效模型。聯(lián)網(wǎng)、電網(wǎng)等虛擬網(wǎng)絡，節(jié)點一旦失效便不可再使用實意義的撤離網(wǎng)絡在級聯(lián)失效過程中，事故發(fā)生節(jié)點配給相鄰節(jié)點�；诖�，本文建立核事故場內(nèi)應急撤核設施場內(nèi)的道路網(wǎng)絡，將場內(nèi)的道路和路口分別視點，該物理網(wǎng)絡由n個節(jié)點和m條無向邊組成，用無向點集合 { }1 2, , ,nV = v v v，邊集合 { }1 2, , ,mE = e e e。始負載個節(jié)點都有一個初始負載，Kolaczyk[87]等以介數(shù)作為絡中經(jīng)過該節(jié)點的最短路徑所占的比例。對應于應急

本文進行模型仿真時，采用基于圖論節(jié)點和線段的方式對撤離網(wǎng)絡進行統(tǒng)一表達。如圖4.1 所示，建筑內(nèi)，H1~H5 為房間、大廳等，C1~C8 為走廊等；建筑物周圍，將可達區(qū)域作為節(jié)點，線段表示節(jié)點之間的連通關系。圖 4.1 場內(nèi)撤離道路網(wǎng)以 YJ 核電站為例，場區(qū)內(nèi)有生活區(qū)、施工準備區(qū)、氣象觀測站、海工區(qū)、廠前區(qū)、廠后區(qū)、主廠區(qū)、工程公司現(xiàn)場辦公區(qū)、應急指揮中心（EM 大樓）、石料加工區(qū)及攪拌站、棄渣場、核服用地、水廠區(qū)、巖心庫和核電水庫等，然而不同的核電站建筑和設施設置也會不同。本文參考現(xiàn)有的核電廠場區(qū)布局，假設一種場區(qū)布局情況，用物理網(wǎng)絡的形式構建場內(nèi)撤離網(wǎng)絡拓撲圖，并進行模型仿真分析，以驗證模型的可行性。以撤離場內(nèi) 1728 名非應急人員為例，人員隨機分布在場內(nèi) 100 個節(jié)點上，如圖 4.2 所示
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM623;TP18

【參考文獻】

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本文編號：2645590