核设施场区应急集合点的选取方法、撤离的方法及装置与流程

本发明属于核安全领域，具体涉及一种核设施场区应急集合点的选取方法、事故工况下核设施场区人员撤离的方法及装置。

背景技术：

1、法规有明确规定核设施场区应设置足够数量的、具有醒目持久标识的安全撤离路线和应急集合点。应急集合点是事故工况下，场区内撤离人员集合、清点、隐蔽、等待车辆撤离的重要场所。

2、核设施场区应急集合点的选取，事关核设施场区人员应急撤离的效率。

3、然而，现有技术中，核设施场区的集合点的选取，往往是靠工程的厂房条件，就近选择集合点。虽然距离是最近的，有利于人员尽快撤离到集合点，但是人员在撤离到集合点的过程中存在辐射过量的可能性，增加人员受照风险。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种核设施场区应急集合点的选取方法及装置，综合考虑人员撤离到集合点以及在集合点等待过程中的辐射剂量，可以减少辐射过量的概率，降低人员受照风险，并提高核设施场区应急撤离的效率。

2、第一方面，本发明提供一种核设施场区应急集合点的选取方法，包括：

3、s1.获取具有第一预设组数的计划应急集合点集，以形成应急集合点集库；每组计划应急集合点集包括具有第一预设数量的集合点，所述集合点用于使位于初始点的人员在应急情况下，能够向其集合；

4、s2.根据每个初始点的人员在整个集合期间受到的预期集合剂量来确定每个初始点的最低集合成本，以得到每组计划应急集合点集的总集合成本；

5、s3.根据每组计划应急集合点集的总集合成本确定的遗传概率，更新所述应急集合点集库，形成下一代应急集合点集库；

6、s4.根据形成的下一代应急集合点集库重复步骤s2至s3，直至达到迭代次数，再根据迭代后得到的应急集合点集库确定出最低总集合成本，以得到最优的核设施场区应急集合点集。

7、在一些实施例中，步骤s2，具体包括：

8、s21.从每组计划应急集合点集的所有集合点中选择一个集合点作为目标集合点，根据辐射剂量分布，以匀速移动计算每个初始点的人员在从各个初始点分别向目标集合点集合的通行期间和在目标集合点的等待期间累积受到的预期集合剂量，

9、从剩下的集合点中选择一个集合点作为目标集合点，并计算每个初始点的人员在从各个初始点分别向目标集合点集合的通行期间和在目标集合点的等待期间累积受到的预期集合剂量，

10、依此类推，最终得到每个初始点的人员在整个集合期间分别与各目标集合点一一对应的各预期集合剂量；

11、s22.根据各预期集合剂量，确定出每个初始点分别到各目标集合点的集合成本集；

12、s23.从集合成本集中筛选出对应于每个初始点的最低集合成本；

13、s24.对计划应急集合点集中的各初始点的最低集合成本求和，以得到每组计划应急集合点集的总集合成本。

14、在一些实施例中，步骤21，具体包括：

15、s211.根据通行期间的预期剂量公式，确定每个初始点处的人员在从各个初始点分别向目标集合点集合的通行期间的预期剂量，所述通行期间的预期剂量公式为：

16、

17、其中，dosewalknz表示通行期间的预期剂量，t0表示人员从初始点出发前往目标集合点的初始时刻，δt为人员从初始点到达目标集合点所需的通行时长，doserpt为初始点与目标集合点之间形成的集合路径上辐射剂量分布中的网格p在t时刻的剂量率，δt为人员经过网格p所需的时长；

18、s212.根据等待期间的预期剂量公式，确定人员在目标集合点的等待期间的预期剂量，所述等待期间的预期剂量公式为：

19、

20、其中，dosewaitnz表示等待期间的预期剂量，为人员在t0+δt时刻到达目标集合点z时的剂量率，t为人员到达目标集合点后的等待时长；

21、s213.对通行期间的预期剂量和等待期间的预期剂量求和，计算出每个初始点处的人员分别向目标集合点集合的通行期间和在目标集合点的等待期间累积受到的预期剂量，最终得到分别与各目标集合点一一对应的各预期集合剂量。

22、在一些实施例中，步骤s22，具体包括：

23、s221.获取根据通行期间的预期剂量和等待期间的预期剂量最终得到的各目标集合点的预期集合剂量；其中，通行期间的预期剂量计算公式中，人员从初始点到达目标集合点所需的通行时长δt的计算公式为：

24、

25、其中，lnz为考虑厂房条件，计算得到的初始点n到目标集合点z之间形成的集合路径pnz的长度；vwalk是人员的运动速度；lp是集合路径pnz与网格p的交叉距离，

26、s222.将用于影响集合成本的通行距离作为补偿成本；补偿成本disnz的计算公式为：

27、disnz＝lnz(5)

28、s223.根据预期集合剂量和补偿成本，确定出每个初始点分别到各目标集合点的集合成本集，其中，每个初始点的所有人员从初始点n到目标集合点z的集合成本的计算公式为：

29、dnz＝[dosetotalnz/max(dosetotalnz)+disnz/max(disnz)]×pn  (6)

30、其中，dnz为初始点n处所有人员从初始点到目标集合点z的集合成本，dosetotalnz为初始点n到目标集合点z的预期集合剂量，max(dosetotalnz)为该初始位置n到各计划应急集合点集z中各集合点的预期剂量中的最大值；disnz为初始点n到目标集合点z的补偿成本，max(disnz)为该初始位置n到各计划应急集合点集z中各集合点z之间的距离中的最大值；pn为每个初始点n分布的所有人员的数量。

31、在一些实施例中，步骤s1，具体包括：

32、s11.根据所有初始点的位置和数量、各初始点人员的数量以及厂房条件，确定一个备选应急集合点集；所述备选应急集合点集包括第二预设数量的集合点；

33、s12.根据备选应急集合点集，生成第一预设组数的计划应急集合点集；

34、s13.根据第一预设组数的计划应急集合点集，形成应急集合点集库。

35、在一些实施例中，步骤s3，具体包括：

36、s31.根据各组计划应急集合点集之间的相似程度和每组计划应急集合点集的总集合成本，评价所述多组计划应急集合点集的优秀程度，以确定遗传概率；

37、s32.根据所述遗传概率，更新所述应急集合点集库，形成下一代应急集合点集库。

38、在一些实施例中，步骤s31，具体包括：

39、根据各组计划应急集合点集之间相同集合点的个数，确定相似集合点集的组数；

40、根据相似集合点集的组数，计算当前应急集合点集库中各计划应急集合点集之间的相似程度；

41、根据相似程度和总集合成本，计算遗传概率ft，计算公式为：

42、

43、其中，ξ为遗传因子，st为总集合成本，ct为各计划应急集合点集之间的相似程度。

44、在一些实施例中，步骤s4，具体包括：

45、获取设定的迭代次数；

46、重复步骤s2至s3，直至达到迭代次数，并在到达迭代次数时，确定出迭代后得到的应急集合点集库中各组计划应急集合点集的总集合成本中的最低总集合成本；

47、将所述最低总集合成本对应的计划应急集合点集确定为最优的核设施厂区应急集合点集，并确定出最优的核设施厂区应急集合点集中各初始点和集合点之间的对应关系，以得到各初始点的人员撤离到对应集合点的集合路径。

48、第二方面，本发明还提供一种事故工况下核设施场区人员撤离的方法，包括：

49、采用如上任一项所述的核设施场区应急集合点的选取方法，得到最优的核设施场区应急集合点集，

50、在事故发生后，位于初始点的人员分别按照最优的核设施场区应急集合点集确定的集合路径向对应的集合点进行集合。

51、第三方面，本发明还提供一种核设施场区应急集合点的选取装置，包括获取模块、确定模块，更新模块和迭代模块；

52、获取模块，用于获取具有第一预设组数的计划应急集合点集，以形成应急集合点集库；每组计划应急集合点集包括具有第一预设数量的集合点，所述集合点用于使位于初始点的人员在应急情况下，能够向其集合；

53、确定模块，与获取模块连接，用于根据每个初始点的人员在整个集合期间受到的预期集合剂量来确定每个初始点的最低集合成本，以得到每组计划应急集合点集的总集合成本；

54、更新模块，与确定模块链接，用于根据每组计划应急集合点集的总集合成本确定的遗传概率，更新所述应急集合点集库，形成下一代应急集合点集库；

55、迭代模块，与确定模块和更新模块连接，用于控制确定模块和更新模块根据形成的下一代应急集合点集库依次重复执行上述动作，直至达到迭代次数，再根据迭代后得到的应急集合点集库确定出最低总集合成本，以得到最优的核设施场区应急集合点集。

56、在一些实施例中，所述确定模块包括计算单元、确定单元、筛选单元和求和单元；

57、计算单元，与获取模块连接，用于从每组计划应急集合点集的所有集合点中选择一个集合点作为目标集合点，根据辐射剂量分布，以匀速移动计算每个初始点的人员在从各个初始点分别向目标集合点集合的通行期间和在目标集合点的等待期间累积受到的预期集合剂量，

58、从剩下的集合点中选择一个集合点作为目标集合点，并计算每个初始点的人员在从各个初始点分别向目标集合点集合的通行期间和在目标集合点的等待期间累积受到的预期集合剂量，

59、依此类推，最终得到每个初始点的人员在整个集合期间分别与各目标集合点一一对应的各预期集合剂量；

60、确定单元，与计算单元连接，用于根据各预期集合剂量，确定出每个初始点分别到各目标集合点的集合成本集；

61、筛选单元，与确定单元连接，用于从集合成本集中筛选出对应于每个初始点的最低集合成本；

62、求和单元，与筛选单元连接，用于对计划应急集合点集中的各初始点的最低集合成本求和，以得到每组计划应急集合点集的总集合成本。

63、在一些实施例中，计算单元还用于根据通行期间的预期剂量公式，确定每个初始点处的人员在从各个初始点分别向目标集合点集合的通行期间的预期剂量，所述通行期间的预期剂量公式为：

64、

65、其中，dosewalknz表示通行期间的预期剂量，t0表示人员从初始点出发前往目标集合点的初始时刻，δt为人员从初始点到达目标集合点所需的通行时长，doserpt为初始点与目标集合点之间形成的集合路径上辐射剂量分布中的网格p在t时刻的剂量率，δt为人员经过网格p所需的时长；

66、根据等待期间的预期剂量公式，确定人员在目标集合点的等待期间的预期剂量，所述等待期间的预期剂量公式为：

67、

68、其中，dosewaitnz表示等待期间的预期剂量，为人员在t0+δt时刻到达目标集合点z时的剂量率，t为人员到达目标集合点后的等待时长；

69、对通行期间的预期剂量和等待期间的预期剂量求和，计算出每个初始点处的人员分别向目标集合点集合的通行期间和在目标集合点的等待期间累积受到的预期剂量，最终得到分别与各目标集合点一一对应的各预期集合剂量。

70、在一些实施例中，确定单元还用于获取根据通行期间的预期剂量和等待期间的预期剂量最终得到的各目标集合点的预期集合剂量；其中，通行期间的预期剂量计算公式中，人员从初始点到达目标集合点所需的通行时长δt的计算公式为：

71、

72、其中，lnz为考虑厂房条件，计算得到的初始点n到目标集合点z之间形成的集合路径pnz的长度；vwalk是人员的运动速度；lp是集合路径pnz与网格p的交叉距离，

73、避免因人员趋向低受照剂量而导致通行距离过远，集合成本中综合考虑距离因素，即将用于影响集合成本的通行距离作为补偿成本；补偿成本disnz的计算公式为：

74、disnz＝lnz(5)

75、根据预期集合剂量和补偿成本，确定出每个初始点分别到各目标集合点的集合成本集，其中，每个初始点的所有人员从初始点n到目标集合点z的集合成本的计算公式为：

76、dnz＝[dosetotalnz/max(dosetotalnz)+disnz/max(disnz)]×pn  (6)

77、其中，dnz为初始点n处所有人员从初始点到目标集合点z的集合成本，dosetotalnz为初始点n到目标集合点z的预期集合剂量，max(dosetotalnz)为该初始位置n到各计划应急集合点集z中各集合点的预期剂量中的最大值；disnz为初始点n到目标集合点z的补偿成本，max(disnz)为该初始位置n到各计划应急集合点集z中各集合点z之间的距离中的最大值；pn为每个初始点n分布的所有人员的数量。

78、本发明的核设施场区应急集合点的选取方法及装置，通过根据每个初始点上的人员在整个集合期间的预期集合剂量确定的每个初始点的最低集合成本，计算每组计划应急集合点集的总集合成本，综合考虑了人员撤离到集合点以及在集合点等待过程中的辐射剂量，最终可以减少人员辐射过量的概率，降低人员受照风险。又因为获取具有第一预设组数的计划应急集合点集，形成应急集合点集库，并根据每组计划应急集合点集的总集合成本确定的遗传概率，更新所述应急集合点集库，形成下一代应急集合点集库，重复迭代，直至达到迭代次数，再根据迭代得到的应急集合点集库确定出最低总集合成本，以得到最优的核设施场区应急集合点集，无需对可以获取的所有计划应急集合点组合进行计算，简化了核设施场区应急集合点的选取的计算过程，提高了核设施场区应急集合点的选取的计算效率。