基于GIS的城市天然气管网预警与应急系统研究

论文摘要

城市天然气管道设施是城市的重要基础设施之一,对提高人民生活水平、改善大气质量、促进城市可持续发展起到了积极的作用。但在燃气管网快速发展、燃气使用日益普及的过程中,全国各地燃气火灾、爆炸、中毒等事故时有发生,且呈上升趋势,造成严重的人员伤亡和财产损失,也给社会的公共安全与和谐稳定带来了极大的负面影响。管道燃气企业的输配设施遍布城市的各个角落,点多、线长、面广给安全管理工作带来很大的难度,构建安全保障体系是管道燃气企业安全管理的新思路。在城市天然气输配管网及应用系统的安全风险评价方面,国内有对某一特定方面的安全问题的研究,和个别关于安全问题、可靠性问题的研究,本文在这些研究成果的基础上进一步对城市天然气管网安全风险评价问题进行了研究。所有这些都需要在相关科学研究和实际应用中,紧密跟踪国内外的最新研究成果,不断进行基础性数据的积累,结合我国的具体情况,组织多学科的技术力量协同攻关解决。本文将GIS引入城市天然气管网安全评价及应急处理,基于ArcEngine与C#编程技术开发出天然气管网预警与应急系统,并进行了定量风险评价的实际验证。论文的主要研究内容和成果有：1.在对天然气管网预警与应急模型进行综合分析的基础上,重点研究了燃气管网定量风险分析与肯特管道风险评价方法。针对管道定量风险分析流程,对其各步骤不同模型做了较详细总结归类,改进了风险分析模型,并提出利用分析模型进行天然气安全预警的技术思路。2.构建了天然气管网预警与应急系统数据库,研究了基于AreSDE的空间数据的提取、组织模式,以及与SQL Server 2005属性数据关联,实现数据的联合调用。3.基于GIS方法,结合天然气管网风险分析模型,设计了城市天然气管网预警与应急系统的总体结构,包括：管网失效率分析、燃气事故扩散模拟、火灾及爆炸模拟、个人风险等值线绘制、社会风险输出等功能。4.根据已设计的系统总体框架及数据库,基于ArcGIS Engine、ArcSDE、SQL Server2005及VC#.NET,编程实现系统的基本功能,能够进行区域性的事故后果计算、个人风险和社会风险的计算,为安全评价、应急预案编制、使用安全规划等工作提供科学决策依据。经实践表明,该系统用于燃气部门的风险管理工作能够提高工作效率及信息化水平,具有较好的实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究内容
• 1.5 论文组织结构
• 第二章 风险评价方法
• 2.1 定量风险分析
• 2.1.1 管网失效率计算
• 2.1.2 泄漏强度及泄漏量的分析
• 2.1.3 泄漏气体物理效应
• 2.1.4 计算致死率
• 2.1.5 计算风险值
• 2.2 肯特管道风险评价法
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统二次开发关键技术
• 3.1 基于ArcSDE城市天然气管网预警应急数据库研究
• 3.2 网络数据模型
• 3.2.1 几何网络的建立
• 3.2.2 几何网络的编辑
• 3.2.3 网络数据集的建立
• 3.3 GIS二次开发
• 3.3.1 系统开发环境
• 3.3.2 城市天然气管网预警与应急系统开发技术路线
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统总体设计与数据库设计
• 4.1 用户需求分析
• 4.2 预警应急系统总体设计
• 4.3 预警应急系统功能模块设计
• 4.4 数据库结构
• 4.5 系统空间数据库构建
• 4.6 本章小结
• 第五章 系统实现
• 5.1 系统开发技术路线
• 5.2 界面设计
• 5.3 系统主要功能实现
• 5.3.1 系统管理
• 5.3.2 管网失效率分析
• 5.3.3 事故模拟分析
• 5.3.4 个人风险与社会风险评估
• 5.3.5 相对风险评估
• 5.3.6 应急决策管理
• 5.3.7 爆管分析
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 1、结论
• 2、存在不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文