(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111639812.7 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 浙江中控技 术股份有限公司 地址 310053 浙江省杭州市滨江区六和路 309号 (72)发明人 王永君　尹鹏衡　陈宏杰　李晶　 魏传　 (74)专利代理 机构 北京易捷胜知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11613 专利代理师 李丽敏 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 16/29(2019.01) (54)发明名称 污染气体扩散的可行路径规划方法、 系统、 装置以及 介质 (57)摘要 本发明涉及一种基于三维空间瞬时点源污 染气体扩散的可行路径规划方法、 系统、 装置以 及介质， 其方法包括： 通过感知设备获取周围环 境信息， 并从公共信息平台中获取气象信息、 地 理信息和真实路网信息； 基于瞬时点源气体污染 扩散模型， 依据周围环境信息和气象信息得到二 维污染气体扩散区域； 基于二维污染气体扩散区 域， 依据求取的泄露气体抬升高度、 泄露源高度 并结合地理信息， 得到三维污染气体扩散区域； 依据二维污染气体扩散区域和真实路网信息规 划可行路径。 本方法将基于瞬时点源污染气体扩 散模型与泄露气体抬升高度相结合， 使得扩散显 示立体化， 提升了模型的准确性与实用性， 且扩 散模型随着时间与气象参数变化而实时变化， 提 升了模型的性能指标。 权利要求书3页 说明书10页 附图5页 CN 114491961 A 2022.05.13 CN 114491961 A 1.一种基于三维空间 瞬时点源污染气体扩散的可 行路径规划方法， 其特 征在于， 包括： S1、 通过布设在各个泄露源预设范围内的感知设备获取周围环境信息， 并从公共信息 平台中获取气象信息、 地理信息和真实路网信息； S2、 基于瞬时点源气体污染扩散模型， 依据所述周围环境信息和所述气象信息得到二 维污染气体扩散区域； S3、 基于所述二维污染气体扩散区域， 依据求取的泄露气体抬升高度、 泄露源高度并结 合所述地理信息， 得到三维污染气体扩散区域； S4、 依据所述 二维污染气体扩散区域和所述真实路网信息， 规划可 行路径。 2.如权利要求1所述的一种基于三维空间瞬时点源污染气体扩散的可行路径规划方 法， 其特征在于， 所述周围环境信息包括： 泄露源高度、 泄露源内部压强、 泄漏时间、 泄漏处 温度、 泄漏物质浓度以及泄漏气体种类。 3.如权利要求2所述的一种基于三维空间瞬时点源污染气体扩散的可行路径规划方 法， 其特征在于， 步骤S2包括： S21、 依据所述气象数据、 所述泄漏物质浓度、 所述泄露源高度以及所述泄露源内部压 强， 得到泄 露区域大气稳定度； S22、 通过所述泄露区域大气稳定度确定扩散系数； S23、 基于瞬时点源气体污染扩散模型求取扩散区域最长距离和泄露源横向距离， 得到 二维污染气体扩散区域。 4.如权利要求3所述的一种基于三维空间瞬时点源污染气体扩散的可行路径规划方 法， 其特征在于， 所述瞬时点源气体污染扩散模型为： 式中， C为(x,y,z)处污染物质量浓度， x为计算点距离泄露源下风向距离， y为计算点距 离泄露源横向距离， z为计算点距离地面高度， Q为泄露源的源强， H为泄露气体抬升高度， u 为平均风速， t为泄 露时间， σx, σy均为水平方向扩散系数， σz为垂直方向扩散系数； 步骤S23包括： 沿着泄露源下风向距离x方向， 直到预设警戒浓度边界x1， 得到扩散区域最长距离为 (x1‑x)； 依据所述扩散区域最长距离， 得到步长为： xj＝x1+n*(x1‑x)/30， n为正整数且xj＜(x1‑ x)； 将所述步长带入所述瞬时点源气体污染扩散模型， 进行如下计算得到泄露源横向距 离： 5.如权利要求2所述的一种基于三维空间瞬时点源污染气体扩散的可行路径规划方 法， 其特征在于， 步骤S3包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114491961 A 2S31、 依据获取的气象数据、 泄漏时间、 泄漏处温度以及泄漏气体种类， 判断当前的气场 条件； S32、 求取不同所述气场条件下的泄 露气体抬升高度； S33、 依据 所述泄露气体抬升高度结合泄漏源高度， 得到泄露气体在垂直方向上的扩散 数据； S34、 基于所述二维污染气体扩散区域， 依据泄露气体在垂直方向上的扩散数据并结合 地理信息， 得到三维污染气体扩散区域。 6.如权利要求5所述的一种基于三维空间瞬时点源污染气体扩散的可行路径规划方 法， 其特征在于， 计算 不同所述气场条件下的泄 露气体抬升高度包括： S32A、 在平均风速大于0.5m/s、 大气稳定度等级为B/C/D时， 且泄露气体热释放率大于 2100KJ/S， 泄 露气体排 放出与外 部温差达35K时， 得出泄漏气体抬升高度： Qh＝3.5PaQvΔT/Ts ΔT＝Ts‑Ta 式中， n0为泄露气体和地表的状况系数； n1为延期的热释放指数； n2为泄露气体高度指 数； Qh为泄露气体的热释放率； Pa为泄露气体出口处的大气压强； Qv为有效点源的排放效率； Ts泄漏口的实际温度； Ta环境温度； S32B、 在泄露气体热释放率大于1700KJ/S且小于2100KJ/S， 泄露气体排放出与外部温 差达35K时， 得出如下泄漏气体抬升高度： ΔH＝ΔH1+(M‑ΔH1)(Qh‑1700)/400 式中， Vs为泄露气体排放速率， D为泄漏口几何直径； n0为泄露气体和 地表的状况系数； n1为延期的热释放指数； n2为泄露气体高度指数； u为平均风速， Qh为泄露气体的热释放率； Pa为泄露气体出口处的大气压强； Qv为有效点源的排放效率； Ts泄漏口的实际温度； Ta环境 温度； S32C、 在泄露气体热释放率小于2100KJ/S， 泄露气体排放出与外部温差小于35K时， 得 出如下泄 露气体抬升高度： S32D、 在平均风速大于0.5m/s且扩散气场处于大气稳定度 等级为A时， 得出如 下泄露气 体抬升高度： 式中， 为泄漏源几何高度以上的大气温度梯度。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114491961 A 3