能源行業(yè)應(yīng)急管理系統(tǒng)建設(shè):理論·技術(shù)·實踐
本書是煤炭和油氣領(lǐng)域應(yīng)急管理信息化建設(shè)理論、技術(shù)與系統(tǒng)應(yīng)用的系統(tǒng)性總結(jié)。主要介紹能源行業(yè)應(yīng)急管理體系、構(gòu)建應(yīng)急管理信息系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、能源行業(yè)地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺、智能應(yīng)急預(yù)案自動生成、能源行業(yè)應(yīng)急決策與風(fēng)險評估模型等關(guān)鍵技術(shù),并以煤礦重特大事故應(yīng)急逃生支持系統(tǒng)、礦山救援基地應(yīng)急救援指揮平臺、虛擬仿真培訓(xùn)演練系統(tǒng),以及天然氣管道運輸應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)等案例詳細說明其應(yīng)用情況。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 應(yīng)急管理體系 2
1.2.1 應(yīng)急預(yù)案 3
1.2.2 應(yīng)急管理體制 3
1.2.3 應(yīng)急管理機制 5
1.2.4 應(yīng)急管理法制 6
1.3 應(yīng)急管理國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 8
1.4 應(yīng)急管理關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀 11
1.4.1 應(yīng)急管理平臺信息化研究現(xiàn)狀 12
1.4.2 應(yīng)急預(yù)案研究現(xiàn)狀 14
1.4.3 應(yīng)急決策支持研究現(xiàn)狀 17
參考文獻 19
第2章 能源行業(yè)多維GIS 平臺關(guān)鍵技術(shù) 26
2.1 GIS基礎(chǔ)平臺數(shù)據(jù)模型 26
2.1.1 數(shù)據(jù)模型概述 26
2.1.2 面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)層次模型 27
2.1.3 復(fù)雜實體數(shù)據(jù)模型 28
2.1.4 時態(tài)空間數(shù)據(jù)模型 29
2.1.5 面向?qū)ο笠惑w化數(shù)據(jù)模型 33
2.2 GIS基礎(chǔ)平臺數(shù)據(jù)存儲技術(shù) 35
2.2.1 GIS數(shù)據(jù)存儲技術(shù)概述 35
2.2.2 GIS基礎(chǔ)平臺數(shù)據(jù)存儲技術(shù)研究 35
2.2.3 GIS基礎(chǔ)平臺數(shù)據(jù)存儲方案設(shè)計 41
2.3 二維GIS平臺軟件架構(gòu) 43
2.3.1 GIS軟件技術(shù)體系發(fā)展 43
2.3.2 GIS基礎(chǔ)平臺系統(tǒng)架構(gòu)分析 44
2.3.3 GIS基礎(chǔ)平臺軟件總體架構(gòu) 46
2.4 基于GIS技術(shù)的三維可視化平臺設(shè)計 48
2.4.1 三維可視化平臺研究對象與相關(guān)數(shù)據(jù) 49
2.4.2 三維可視化平臺的技術(shù)框架 52
2.4.3 三維場景中的數(shù)據(jù)組織 53
2.5 基于WebGIS的地圖協(xié)同服務(wù) 56
2.5.1 數(shù)據(jù)標準規(guī)范體系 57
2.5.2 時空數(shù)據(jù)管理 58
2.5.3 分布式協(xié)同更新 59
2.5.4 空間數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù) 60
參考文獻 61
第3章 智能應(yīng)急預(yù)案的自動生成 63
3.1 概述 63
3.1.1 智能應(yīng)急預(yù)案的概念 63
3.1.2 智能應(yīng)急預(yù)案的研究現(xiàn)狀 63
3.1.3 智能應(yīng)急預(yù)案的研究內(nèi)容 64
3.2 應(yīng)急預(yù)案本體與知識圖譜構(gòu)建 65
3.2.1 本體與知識圖譜構(gòu)建的理論基礎(chǔ) 65
3.2.2 應(yīng)急預(yù)案本體知識庫構(gòu)建 67
3.3 應(yīng)急處置方案生成關(guān)鍵技術(shù) 68
3.3.1 基于規(guī)則的推理技術(shù) 69
3.3.2 基于案例的推理技術(shù) 70
3.4 智能應(yīng)急預(yù)案生成方法和系統(tǒng) 71
3.4.1 基于規(guī)則推理的應(yīng)急處置方法生成 71
3.4.2 基于案例推理的應(yīng)急處置方法生成 72
3.4.3 應(yīng)急預(yù)案的自動生成 79
參考文獻 83
第4章 能源行業(yè)應(yīng)急決策與風(fēng)險評估模型 85
4.1 概述 85
4.2 安全隱患預(yù)測模型 85
4.2.1 基于傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)的自回歸預(yù)測模型 86
4.2.2 基于機器學(xué)習(xí)的時間序列預(yù)測模型 86
4.2.3 基于深度學(xué)習(xí)的時間序列預(yù)測模型 93
4.3 計算流體動力學(xué)瓦斯模擬模型 96
4.3.1 傳統(tǒng)計算流體動力學(xué) 96
4.3.2 格子玻爾茲曼模型 100
4.4 油氣泄漏與擴散模型 108
4.4.1 油氣泄漏擴散模型 108
4.4.2 蒸氣云爆炸模型 111
4.5 事故應(yīng)急避災(zāi)逃生模型 112
4.5.1 最短路徑基礎(chǔ)算法 112
4.5.2 帶約束條件的最短路徑算法 113
4.6 事故風(fēng)險綜合評價模型 115
4.6.1 風(fēng)險指標體系與權(quán)重確定 116
4.6.2 風(fēng)險綜合評價模型 121
參考文獻 124
第5章 煤礦重特大事故應(yīng)急逃生支持系統(tǒng) 129
5.1 事故應(yīng)急逃生系統(tǒng)需求分析 129
5.1.1 概論 129
5.1.2 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計 130
5.1.3 系統(tǒng)應(yīng)用功能模塊 132
5.2 應(yīng)急智能引導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù) 133
5.2.1 基于礦井火災(zāi)的避災(zāi)路線生成 133
5.2.2 基于PDR 的井下應(yīng)急人員定位算法 142
5.2.3 基于電子地標的步行者導(dǎo)航 150
5.3 系統(tǒng)實現(xiàn)與應(yīng)用 153
參考文獻 155
第6章 礦山救援基地應(yīng)急救援指揮平臺 157
6.1 礦山應(yīng)急救援指揮平臺建設(shè)需求分析 157
6.1.1 概論 157
6.1.2 總體架構(gòu)設(shè)計 158
6.1.3 業(yè)務(wù)功能 161
6.2 礦山應(yīng)急救援指揮平臺建設(shè)方案 165
6.2.1 應(yīng)急救援“一張圖”技術(shù) 165
6.2.2 應(yīng)急救援分布式協(xié)同GIS 平臺 170
6.2.3 智能應(yīng)急救援流程技術(shù) 173
6.2.4 智能化應(yīng)急預(yù)案技術(shù) 176
6.3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)及應(yīng)用 176
6.3.1 礦山應(yīng)急救援資源管理系統(tǒng) 177
6.3.2 礦山應(yīng)急值守管理系統(tǒng) 178
6.3.3 礦山應(yīng)急救援指揮系統(tǒng) 180
6.3.4 礦山應(yīng)急救援管理系統(tǒng) 180
參考文獻 182
第7章 虛擬仿真培訓(xùn)演練系統(tǒng) 183
7.1 虛擬仿真培訓(xùn)演練系統(tǒng)框架設(shè)計 183
7.1.1 概論 183
7.1.2 系統(tǒng)框架總體設(shè)計 184
7.2 培訓(xùn)演練平臺功能設(shè)計與實現(xiàn) 184
7.2.1 基礎(chǔ)可視化功能 184
7.2.2 動態(tài)虛擬環(huán)境構(gòu)建 187
7.2.3 虛擬仿真分析 188
7.2.4 多人協(xié)同培訓(xùn)功能 189
7.3 專業(yè)培訓(xùn)演練功能設(shè)計與實現(xiàn) 192
7.3.1 生產(chǎn)作業(yè)虛擬仿真培訓(xùn) 192
7.3.2 應(yīng)急虛擬仿真演練 196
7.3.3 特種作業(yè)人員虛擬仿真培訓(xùn) 199
參考文獻 203
第8章 天然氣管道運輸應(yīng)急管理信息系統(tǒng) 204
8.1 應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)建設(shè)需求分析與設(shè)計 204
8.1.1 概述 204
8.1.2 系統(tǒng)需求與危險源分析 205
8.1.3 氣體泄漏事故的應(yīng)急響應(yīng)業(yè)務(wù)流程 207
8.2 應(yīng)急響應(yīng)管理信息系統(tǒng)建設(shè) 208
8.2.1 系統(tǒng)功能設(shè)計 208
8.2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè) 211
8.2.3 氣體擴散模型與應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)的集成 214
8.2.4 氣體擴散模型數(shù)據(jù)處理 219
8.3 應(yīng)急響應(yīng)管理信息系統(tǒng)的實現(xiàn)及應(yīng)用 227
8.3.1 資源管理功能的應(yīng)用與實現(xiàn) 227
8.3.2 事故動態(tài)模擬的實現(xiàn)與應(yīng)用 231
8.3.3 指揮應(yīng)急響應(yīng)的實現(xiàn)與應(yīng)用 233
8.3.4 三維可視化應(yīng)急響應(yīng)的實現(xiàn)與應(yīng)用 235
參考文獻 239