化工园区有害气体泄漏寻源算法研究

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.19-FZ0324

系统仿真学报 ›› 2019, Vol. 31 ›› Issue (12): 2810-2815.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.19-FZ0324

化工园区有害气体泄漏寻源算法研究

赵勇¹, 陈彬¹, 王小东², 朱正秋¹, 王戎骁¹, 邱晓刚¹

1. 国防科技大学系统工程学院,湖南长沙 410073;
2. 海军902厂,上海 200083

收稿日期:2019-05-30 修回日期:2019-07-15 发布日期:2019-12-13
作者简介:赵勇(1997-),男,安徽合肥,硕士生,研究方向为系统仿真。
基金资助:
国家重点研发计划重点专项资金(2018YF C0806900), 国家自然科学基金(71673292,71673294), 国家社会科学基金(17CGL047)

Research on Source Seeking Methods of Harmful Gas leakage in Chemical Industry Parks

Zhao Yong¹, Chen Bin¹, Wang Xiaodong², Zhu Zhengqiu¹, Wang Rongxiao¹, Qiu Xiaogang¹

1. College of Systems Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China;
2. Navy Factory 902, Shanghai 200083, China

Received:2019-05-30 Revised:2019-07-15 Published:2019-12-13

摘要/Abstract

摘要： 化工生产安全事故往往会导致有害气体泄漏,造成严重环境破坏和人员伤亡。快速掌握泄漏源源项信息,可以辅助应急处置决策,减小事故危害性,研究利用Entrotaxis寻源算法在化工园区场景下,引导地面寻源设备快速、自主移动到泄漏源附近,并掌握源项信息。针对化工园区场景特点,结合Entrotaxis算法和间歇性搜索策略,提出Entrotaxis-Jump算法,并选取上海某化工厂区进行案例分析,利用Matlab平台进行了仿真实验。结果表明,提出的Entrotaxis-Jump算法比原Entrotaxis算法在化工园区场景下寻源成功率提高了37%,平均寻源时间减小了大约7步。

关键词: 有害气体, 粒子滤波, 对流扩散方程, 寻源算法

Abstract: Chemical production safety accidents often lead to harmful gas leakage, causing serious environmental damage and casualties. Mastering the information of leaking source quickly can assist in emergency disposal decisions and reduce the harm of accidents. In this paper, Entrotaxis algorithm is used to guide the ground source seeking equipment to move to the vicinity of the leaking source quickly and autonomously in a chemical park scene, and to master the source information. According to the characteristics of the chemical industry park scene, this paper applies intermittent search module into Entrotaxis algorithm and proposes a robust and suitable algorithm (Entrotaxis-Jump algorithm). On this basis, a case study of a chemical plant in Shanghai is selected to carry out a simulation experiment using the Matlab.The results show that the Entrotaxis-Jump algorithm increases the success rate of sources seeking in this scenario by 37%, and reduces the average search time by around 7 steps.

Key words: harmful gas, particle filter, advection-diffusion model, source seeking algorithm

中图分类号:

TP391.9

赵勇, 陈彬, 王小东, 朱正秋, 王戎骁, 邱晓刚. 化工园区有害气体泄漏寻源算法研究[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(12): 2810-2815.

Zhao Yong, Chen Bin, Wang Xiaodong, Zhu Zhengqiu, Wang Rongxiao, Qiu Xiaogang. Research on Source Seeking Methods of Harmful Gas leakage in Chemical Industry Parks[J]. Journal of System Simulation, 2019, 31(12): 2810-2815.

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化工园区有害气体泄漏寻源算法研究

Research on Source Seeking Methods of Harmful Gas leakage in Chemical Industry Parks

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