CN118463029A - 一种环境风险源预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境风险源预警方法及系统，具体涉及环境监测预警技术领域，用于解决现有的不能及时发现储存于球形储罐的液化石油气存在的泄漏风险的问题；结合风向的杂乱程度和储罐自身的泄漏安全隐患程度，确定是否启动对液化石油气的预警；当预警启动时，评估球形储罐内的气体成分均匀性和密度变化程度；通过将球形储罐自身的泄漏安全隐患程度、球形储罐内气体的成分均匀性以及球形储罐内部气体的密度变化程度进行综合分析，能够全方位评估港口区域内液化石油气的泄漏风险；这种全面的风险评估能够有效降低事故发生的概率，减少可能的环境污染和经济损失。

Description

一种环境风险源预警方法及系统

技术领域

本发明涉及环境监测预警技术领域，更具体地说，本发明涉及一种环境风险源预警方法及系统。

背景技术

港口的石油存储中，球形储罐用于存储液化石油气（LPG），球形储罐在港口等大规模工业应用中尤为重要，不仅能大量储存液化石油气，还能确保在转运过程中的安全性和经济效率。液化石油气作为环境风险源，其泄漏不仅可能引起火灾或爆炸，还可能对周围环境（包括陆地和海洋）造成严重污染，影响空气质量，甚至危害人类健康。

如果不能及时发现储存于球形储罐的液化石油气存在的泄漏风险，会造成泄漏的液化石油气蒸发形成高浓度气体，这些气体在遇到点火源时可能立即引发大规模爆炸和火灾，对周围设施造成毁灭性破坏。此外，气体扩散会严重污染空气质量和海洋环境，对人类和生物的健康造成威胁。

为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种环境风险源预警方法及系统以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种环境风险源预警方法，包括如下步骤：

S1：通过对港口区域的实时风向的分析，评估港口区域风向的杂乱程度；

S2：通过对球形储罐内压力恢复能力的分析，评估球形储罐自身的泄漏安全隐患程度；

S3：基于港口区域风向的杂乱程度和球形储罐自身的泄漏安全隐患程度，判断是否启动对液化石油气的预警；

S4：当启动对液化石油气的预警时：通过分析球形储罐内气体成分的变化，评估球形储罐内气体的成分均匀性；评估球形储罐内部气体的密度变化程度；

S5：将球形储罐自身的泄漏安全隐患程度、球形储罐内气体的成分均匀性以及球形储罐内部气体的密度变化程度进行综合分析，对港口区域的液化石油气泄漏的安全风险隐患进行预警。

在一个优选的实施方式中，在S1中，具体为：

采集港口区域的实时风向数据，记录风向角度；

将连续的风向角度转换为单位向量；对于每个风向角度，计算其单位向量：；其中，为第次风向角度的单位向量，为第次测量的 风向角度，为风向角度的编号；

计算单位向量的平均向量：；其中，是 单位向量的平均向量，是风向角度的总测量次数；

通过循环方差计算得到风向杂乱指数，其表达式为：；其 中，为风向杂乱指数，分别是单位向量的平均向量的分量和分量。

在一个优选的实施方式中，在S2中，具体为：

设定压力恢复监测区间；

获取压力恢复监测区间内发生的压力异常事件；确定压力恢复监测区间内发生的压力异常事件的数量；获取压力异常事件恢复长度；获取压力异常事件中的最大偏移量；

计算储罐自身异常恢复指数，其表达式为： ；其中，为储罐自身异常恢复指数，为压力恢复监测区间内发生的压力异常事件的数 量，为压力恢复监测区间对应的时间长度，为压力恢复监测区间内第次压力异常 事件对应的压力异常事件恢复长度，为压力恢复监测区间内第次压力异常事件中的 最大偏移量，是压力恢复监测区间内压力异常事件的编号，和均代表权重，和 均大于0。

在一个优选的实施方式中，在S3中，具体为：

设定风向杂乱阈值；将风向杂乱指数与风向杂乱阈值进行比较：

当风向杂乱指数大于风向杂乱阈值，则判定生成风向杂乱程度大信号；

当风向杂乱指数小于等于风向杂乱阈值，则判定生成风向杂乱程度正常信号；

设定储罐自身异常恢复阈值；将储罐自身异常恢复指数与储罐自身异常恢复阈值进行比较：

当储罐自身异常恢复指数大于储罐自身异常恢复阈值，则判定生成储罐自身异常风险信号；

当储罐自身异常恢复指数小于等于储罐自身异常恢复阈值，则判定生成储罐自身正常信号；

当生成风向杂乱程度大信号或生成储罐自身异常风险信号时，则启动对液化石油气的预警。

在一个优选的实施方式中，在S4中，具体为：

计算每个成分的比例，公式为：；其中，为第个成分的比例，为第个成分的浓度，为所有成分浓度之和；

通过信息熵公式，计算气体成分均匀值，其表达式为：； 其中，为气体成分均匀值，为成分的数量，是成分的编号；

设定气体均匀监测区间；在气体均匀监测区间均匀设置多个监测点，获取每个监 测点对应的气体成分均匀值，对气体均匀监测区间内气体成分均匀值的变化情况进行分 析，计算气体成分均匀性指数，其表达式为：；其中，为气 体成分均匀性指数，为气体均匀监测区间内监测点的数量，为气体均匀监测区间内监 测点的编号，分别为气体均匀监测区间内第个监测点对应的气体成分 均匀值和气体均匀监测区间内第个监测点对应的气体成分均匀值。

在一个优选的实施方式中，评估球形储罐内部气体的密度变化程度，具体为：

对每个时间点的空间数据应用数值偏导数方法，计算密度梯度；

计算密度梯度的平方；

计算密度变化异常指数，其表达式为：；其中，为密度变化异常指数，表示在时间和位置的气体密度梯度，是球形 储罐内的体积，分别代表分析的开始和结束时间。

在一个优选的实施方式中，在S5中，具体为：

将储罐自身异常恢复指数、气体成分均匀性指数以及密度变化异常指数进行归一化处理，将归一化处理后的储罐自身异常恢复指数、气体成分均匀性指数以及密度变化异常指数分别赋予预设比例系数后，计算得到风险源泄漏预警系数；

设定风险源泄漏预警阈值，通过风险源泄漏预警系数与风险源泄漏预警阈值的比较，对港口区域的液化石油气泄漏的安全风险隐患进行预警：

当风险源泄漏预警系数大于风险源泄漏预警阈值时，则判定生成泄漏风险预警信号；

当风险源泄漏预警系数小于等于风险源泄漏预警阈值时，则判定生成泄漏风险正常信号。

另一方面，本发明提供一种环境风险源预警系统，包括风向杂乱评估模块、压力恢复评估模块、预警启动判断模块、预警信息采集模块以及风险隐患预警模块；

风向杂乱评估模块通过对港口区域的实时风向的分析，评估港口区域风向的杂乱程度；

压力恢复评估模块通过对球形储罐内压力恢复能力的分析，评估球形储罐自身的泄漏安全隐患程度；

预警启动判断模块基于港口区域风向的杂乱程度和球形储罐自身的泄漏安全隐患程度，判断是否启动对液化石油气的预警；

当启动对液化石油气的预警时：预警信息采集模块通过分析球形储罐内气体成分的变化，评估球形储罐内气体的成分均匀性；评估球形储罐内部气体的密度变化程度；

风险隐患预警模块将球形储罐自身的泄漏安全隐患程度、球形储罐内气体的成分均匀性以及球形储罐内部气体的密度变化程度进行综合分析，对港口区域的液化石油气泄漏的安全风险隐患进行预警。

本发明一种环境风险源预警方法及系统的技术效果和优点：

1、通过对港口区域的实时风向进行分析，能够有效评估风向的杂乱程度，从而及时预测和预警由风向引发的风险因素，此外，通过对球形储罐内压力恢复能力的分析，能够及时发现储罐自身可能存在的泄漏隐患，从而在问题初期就进行干预，防止事态恶化。结合风向的杂乱程度和储罐自身的泄漏安全隐患程度，确定是否启动对液化石油气的预警。这种基于多因素综合判断的预警机制，不仅提高了预警的准确性，也优化了资源的使用效率。

2、当预警启动时，进一步通过监测储罐内气体成分的变化和密度变化，精细评估球形储罐内的气体成分均匀性和密度变化程度。这一步骤有助于监控储罐内部状态，确保气体存储的稳定性和安全性，及时发现并处理潜在的泄漏或其他相关风险。

3、通过将球形储罐自身的泄漏安全隐患程度、球形储罐内气体的成分均匀性以及球形储罐内部气体的密度变化程度进行综合分析，能够全方位评估港口区域内液化石油气的泄漏风险。这种全面的风险评估机制使得风险管理更为科学、系统，能够有效降低事故发生的概率，减少可能的环境污染和经济损失。

附图说明

图1为本发明一种环境风险源预警方法示意图；

图2为本发明一种环境风险源预警系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

图1给出了本发明一种环境风险源预警方法，其包括如下步骤：

S1：通过对港口区域的实时风向的分析，评估港口区域风向的杂乱程度。

S2：通过对球形储罐内压力恢复能力的分析，评估球形储罐自身的泄漏安全隐患程度。

S3：基于港口区域风向的杂乱程度和球形储罐自身的泄漏安全隐患程度，判断是否启动对液化石油气的预警。

S4：当启动对液化石油气的预警时：通过分析球形储罐内气体成分的变化，评估球形储罐内气体的成分均匀性；评估球形储罐内部气体的密度变化程度。

S5：将球形储罐自身的泄漏安全隐患程度、球形储罐内气体的成分均匀性以及球形储罐内部气体的密度变化程度进行综合分析，对港口区域的液化石油气泄漏的安全风险隐患进行预警。

在S1中，通过对港口区域的实时风向的分析，评估港口区域风向的杂乱程度，具体为：

使用高精度风向仪，每分钟记录一次数据，持续监测港口区域的风向。

采集港口区域的实时风向数据，记录风向的角度，风向的角度范围从0°到360°。

将连续的风向角度转换为单位向量。对于每个风向角度，计算其单位向量：；其中，为第次风向角度的单位向量，为第次测量的 风向角度，为风向角度的编号。

使用循环方差来评估风向的稳定性。

计算单位向量的平均向量：；其中，是 单位向量的平均向量，是风向角度的总测量次数。

通过循环统计学的方法（循环方差）来分析风向数据是处理环形数据的标准方法之一，适用于风向这类周期性数据。

通过循环方差计算得到风向杂乱指数，其表达式为：；其 中，为风向杂乱指数（用于评估风向的变化程度和稳定性），分别是单位向量 的平均向量的分量和分量。

分量：是基于风向角度的余弦值，代表向量在水平方向（东西方向）的分量。分量：是基于风向角度的正弦值，代表向量在垂直方向（南北方向）的分量。

风向杂乱指数越大，风向杂乱程度越高，如果此时球形储罐的液化石油气发生泄漏，风向杂乱可以导致泄漏的气体更广泛地扩散，增加了污染范围，这使得应急响应更为复杂和困难。不稳定的风向增加了预测泄漏气体扩散路径的难度。传统的扩散模型假设风向相对稳定，而杂乱的风向会导致模型预测不准确。风向不稳定可能将气体带向不可预测的区域，如居民区和海洋保护区等，增加了潜在的健康和安全风险。

通过将风向转换为向量并计算平均向量，可以更加准确地捕捉到风向的连续性和变化模式。循环方差可以有效处理360°和0°之间的界限问题，避免了传统方差计算中的不连续性误差。通过实时监测和快速响应，使得风险预警更加及时和精确。此外，该方法可以有效整合大量的实时数据，并提供一个简单直观的指标来评估风向的稳定性。

在S2中，通过对球形储罐内压力恢复能力的分析，评估球形储罐自身的泄漏安全隐患程度，具体为：

设定压力恢复监测区间，压力恢复监测区间为实时的监测区间，即压力恢复监测区间的终点始终为实时时间点，且压力恢复监测区间对应的时间长度是根据实际对球形储罐内压力恢复能力的监测需求进行确定的，例如设置为10小时。

获取压力恢复监测区间内发生的压力异常事件，压力异常事件为球形储罐内的压力不在安全压力范围内的情况。

确定压力恢复监测区间内发生的压力异常事件的数量。

获取压力异常事件恢复长度，压力异常事件恢复长度为球形储罐内的压力开始偏离安全压力范围的时间至恢复至安全压力范围的时间范围。

获取压力异常事件中的最大偏移量，压力异常事件中的最大偏移量是指压力异常事件中球形储罐内的压力偏离于安全压力范围的最大值。

计算储罐自身异常恢复指数，其表达式为： ；其中，为储罐自身异常恢复指数，为压力恢复监测区间内发生的压力异常事件的数 量，为压力恢复监测区间对应的时间长度，为压力恢复监测区间内第次压力异常 事件对应的压力异常事件恢复长度，为压力恢复监测区间内第次压力异常事件中的 最大偏移量，是压力恢复监测区间内压力异常事件的编号，和均代表权重，其中， 为的权重，为的权重，和均大于0。

由储罐自身异常恢复指数的表达式可知，储罐自身异常恢复指数越大，球形储罐自身的泄漏安全隐患程度越大，表明球形储罐在遭遇压力变化时，恢复到正常压力状态的能力较弱，这时意味着球形储罐很可能存在隐患或损伤，如微小裂纹或密封不良，这些可能尚未造成明显的泄漏。

在S3中，基于港口区域风向的杂乱程度和球形储罐自身的泄漏安全隐患程度，判断是否启动对液化石油气的预警，具体为：

设定风向杂乱阈值，风向杂乱阈值是本领域专业技术人员根据风向杂乱指数的大小以及对港口区域风向的杂乱程度对球形储罐的液化石油气发生泄漏后的不利影响的安全要求标准等其他实际情况进行设定的，此处不再赘述。

当风向杂乱指数大于风向杂乱阈值，则判定生成风向杂乱程度大信号；此时说明港口区域风向的杂乱程度较大。

当风向杂乱指数小于等于风向杂乱阈值，则判定生成风向杂乱程度正常信号；此时说明港口区域风向的杂乱程度正常。

设定储罐自身异常恢复阈值，储罐自身异常恢复阈值是本领域专业技术人员根据储罐自身异常恢复指数的大小以及实际中对球形储罐的自身的泄漏安全隐患程度的安全要求标准等其他实际情况进行设定的，此处不再赘述。

当储罐自身异常恢复指数大于储罐自身异常恢复阈值，则判定生成储罐自身异常风险信号，此时说明球形储罐自身的泄漏安全隐患程度较大。

当储罐自身异常恢复指数小于等于储罐自身异常恢复阈值，则判定生成储罐自身正常信号，此时说明球形储罐自身的泄漏安全隐患程度较小或不存在。

当生成风向杂乱程度大信号或生成储罐自身异常风险信号时，则启动对液化石油气的预警；否则，则不启动对液化石油气的预警。理由为：

当风向杂乱指数超过设定阈值时，说明风向不稳定，可能导致泄漏后的气体迅速且不可预测地扩散，增加控制泄漏的难度和潜在的危害范围。启动预警可以更快地响应，部署必要的安全和控制措施，比如增强监控、限制部分操作区域或准备紧急应对资源。

当储罐自身异常恢复指数超过阈值时，表明球形储罐在压力管理方面存在问题，可能是由于泄漏或其他结构损伤。这种情况下，提前预警能够及时发现问题，进行必要的检查和维修，防止事态恶化。

在S4中，通过分析球形储罐内气体成分的变化，评估球形储罐内气体的成分均匀性；具体为：

在化工和石油行业中，确保储存的气体或液体在球形储罐中的均匀性是至关重要的。成分的不均匀性可能导致安全风险，比如在某些化学过程中，成分比例的微小变化都可能引发严重的安全问题。信息熵是一种衡量系统随机性的数学工具，原本用于信息理论领域，用来描述信息的不确定性或内容的多寡。将它用来量化球形储罐内气体的成分均匀性。

在球形储罐的不同位置安装多个采样点。由于气体可能因球形储罐内的流动和温度差异而出现分层或聚集，多点采样可以帮助获取更全面的数据。

根据操作条件的稳定性和过程的动态变化，设置合理的采样频率。对于动态变化快的过程，建议每小时采样一次；对于较稳定的存储条件，每天采样一次可能足够。

对采集到的各成分浓度数据进行归一化处理，确保总和为1，即每个成分的比例满 足：；其中，为第个成分的比例，为第个成分的浓度，为所有成 分浓度之和。

归一化是必要的，因为它消除了测量尺度的影响，使得不同时间点和不同条件下的数据具有可比性。

通过信息熵公式，计算气体成分均匀值，其表达式为：； 其中，为气体成分均匀值，为成分的数量，是成分的编号。

其中通常取自然对数，但也可以取以2为底的对数，具体取决于应用背景。

在分析球形储罐内的气体成分均匀性时，每个时间点的气体成分均匀值提供了该时刻气体成分分布的瞬态快照。理论上，如果操作条件稳定且没有任何干扰（如输入物料的变化、设备运行的变化等），那么这些气体成分均匀值应该是相对固定的，显示出一定的稳定性。

为了更全面地监控和评估球形储罐内气体的成分均匀性，可以将这种气体成分均匀值的计算扩展到一系列时间点，形成时间序列分析。这样不仅可以观察到单一时间点的情况，还能分析成分均匀性随时间的动态变化。

设定气体均匀监测区间，气体均匀监测区间为实时的监测区间，即气体均匀监测区间的终点始终为实时时间点，且气体均匀监测区间对应的时间长度是根据实际对球形储罐内气体均匀性的监测需求进行确定的，例如设置为5分钟。

在气体均匀监测区间均匀设置多个监测点，获取每个监测点对应的气体成分均匀 值，对气体均匀监测区间内气体成分均匀值的变化情况进行分析，计算气体成分均匀性指 数，其表达式为：；其中，为气体成分均匀性指数，为 气体均匀监测区间内监测点的数量，为气体均匀监测区间内监测点的编号，分别为气体均匀监测区间内第个监测点对应的气体成分均匀值和气体 均匀监测区间内第个监测点对应的气体成分均匀值。

气体成分均匀性指数越大，在气体均匀监测区间内球形储罐内气体的成分均匀性越差。不均匀的成分分布可能会导致球形储罐内部的局部压力或化学性质不均衡。例如，在液体燃料或化学物质的存储中，某些区域可能因浓度过高而更加腐蚀性或反应性，这可以加速球形储罐内部结构的磨损，从而增加泄漏的风险。如果泄漏发生，成分不均可能导致泄漏物质的行为不可预测。例如，某些成分可能比其他成分更易挥发或更有反应性，这在环境中的行为可能非常不同，从而增加处理泄漏的复杂性和成本。

评估球形储罐内部气体的密度变化程度，具体为：

监控球形储罐内的气体密度变化是至关重要的。气体密度的变化可以反映许多重要的物理和化学过程，如温度变化、压力变化、化学反应或物质泄漏。因此，准确评估这些变化的程度对于确保安全操作和过程控制是必要的。

在球形储罐的关键位置安装密度传感器，如近入口和出口处，以及任何已知的流动动态复杂的区域。

确保所有传感器都经过精确校准，以提供可靠的密度数据。

连续记录各监测点的气体密度数据。

对每个时间点的空间数据应用数值偏导数方法，计算密度梯度。

计算密度梯度的平方，以量化每个点的密度变化强度。

计算密度变化异常指数，其表达式为：；其中，为密度变化异常指数；表示在时间和位置的气体密度梯度，这是一个 向量，其分量是气体密度在各个方向上的偏导数；是球形储罐内的体积，用于界定模型的 空间积分范围；是指考虑的时间范围，分别代表分析的开始和结束时间。

其中：

：使用密度传感器获取特定位置和时间的密度数据。然后，应用数值偏导 数方法（如有限差分法）来近似计算这些导数。

：表示在空间维度上的一个无限小体积元素；在积分计算中，这通常是通过数 值积分方法自动处理，如网格划分。

：表示在时间维度上的一个无限小时间间隔；在实施积分时，时间步长通常由 采样频率确定。

：积分处理的是从开始时间到结束时间的时间区间。选择监测的开始和结 束时间，积分范围由实验或监测周期决定。

：这是对整个球形储罐内的体积进行的空间积分。

密度变化异常指数越大，说明球形储罐内气体密度变化越显著，球形储罐内部气体的密度变化程度越大，这种显著的变化可能是由于球形储罐内的液化石油气泄漏、温度或压力波动等因素引起的，球形储罐内的液化石油气泄漏的风险越大。

以连续的方式对整个体积和时间范围内的气体密度进行分析，提供全面的监控。通过检测密度变化的不寻常模式，可以作为预警，指示潜在的设备故障或泄漏事件。

在S5中，将球形储罐自身的泄漏安全隐患程度、球形储罐内气体的成分均匀性以及球形储罐内部气体的密度变化程度进行综合分析，对港口区域的液化石油气泄漏的安全风险隐患进行预警，具体为：

将储罐自身异常恢复指数、气体成分均匀性指数以及密度变化异常指数进行归一化处理，将归一化处理后的储罐自身异常恢复指数、气体成分均匀性指数以及密度变化异常指数分别赋予预设比例系数后，计算得到风险源泄漏预警系数。

上述计算风险源泄漏预警系数的具体实现方式在此不做具体的限定，能实现将归 一化处理后的储罐自身异常恢复指数、气体成分均匀性指数以及密度变化异常指数分别赋 予预设比例系数后计算得到风险源泄漏预警系数的均可，为了实现本发明的技术方案，本 发明提供一种具体的风险源泄漏预警系数的计算方式。风险源泄漏预警系数的表达式为：；其中，为风险源泄漏预警系 数，分别为储罐自身异常恢复指数、气体成分均匀性指数以及密度变化异常 指数的预设比例系数，且均大于0。

其中，预设比例系数的设定应考虑各个指数对球形储罐安全性的实际影响程度，以及各指数的敏感性和可靠性。以下是为设定预设比例系数时需要考虑的几个方面：

参考行业标准和先前的事故调查报告可以帮助确定哪些因素在历史上对安全性影响更大，这些因素的指数应该被赋予更高的预设比例系数。

通过实验和模拟，可以获得关于不同参数变化对球形储罐安全性的影响的定量数据。这些数据可用于根据各指数的影响程度调整预设比例系数。

对模型进行灵敏度分析，以观察不同指数的小变化如何影响整体的风险评估结果。比例系数可以根据其灵敏度调整，以确保模型的稳定性和预测准确性。

确保预设比例系数的设置反映了一个综合的风险评估视角，考虑了环境、操作和技术风险。

由于储罐自身异常恢复指数越大，球形储罐自身的泄漏安全隐患程度越大；气体成分均匀性指数越大，在气体均匀监测区间内球形储罐内气体的成分均匀性越差；密度变化异常指数越大，说明气体密度变化越显著；所以由风险源泄漏预警系数的表达式可知，风险源泄漏预警系数越大，液化石油气泄漏的安全风险隐患越大。

设定风险源泄漏预警阈值，通过风险源泄漏预警系数与风险源泄漏预警阈值的比较，对港口区域的液化石油气泄漏的安全风险隐患进行预警：

当风险源泄漏预警系数大于风险源泄漏预警阈值时，则判定生成泄漏风险预警信号，此时说明球形储罐内的液化石油气存在较大的泄漏风险，表明可能存在以下问题：

表明球形储罐自身可能存在结构上的缺陷或维护不当，使其难以在发生泄漏后迅速恢复正常压力。

显示气体在球形储罐内分布不均，可能因为内部搅拌系统功能失效或操作不当。

表明气体密度出现了显著变化，这可能是由于温度波动过大或者气体泄漏导致。

生成泄漏风险预警信号后应采取的措施：

立即进行详细检查：对球形储罐进行彻底的物理检查，检测可能的结构问题或泄漏点。

增强监测：加强对球形储罐的监控，特别是关注密度和压力的实时数据，以便于及时发现泄漏迹象。

准备应急措施：确保应急响应计划得到更新并随时可执行，包括疏散计划、泄漏控制和安全隔离措施。

通知相关部门：确保所有相关人员和部门都得到通知，以便能够迅速反应。

当风险源泄漏预警系数小于等于风险源泄漏预警阈值时，则判定生成泄漏风险正常信号，此时说明球形储罐内的液化石油气存在泄漏风险较小或没有，无需采取措施。

其中，风险源泄漏预警阈值是本领域专业技术人员根据风险源泄漏预警系数的大小以及实际中对球形储罐内的液化石油气泄漏隐患的安全要求标准等其他实际情况进行设定的，此处不再赘述。

实施例2

本发明实施例2与实施例1的区别在于，本实施例是对一种环境风险源预警系统进行介绍。

图2给出了本发明一种环境风险源预警系统的结构示意图，一种环境风险源预警系统，包括风向杂乱评估模块、压力恢复评估模块、预警启动判断模块、预警信息采集模块以及风险隐患预警模块。

风向杂乱评估模块通过对港口区域的实时风向的分析，评估港口区域风向的杂乱程度。

压力恢复评估模块通过对球形储罐内压力恢复能力的分析，评估球形储罐自身的泄漏安全隐患程度。

预警启动判断模块基于港口区域风向的杂乱程度和球形储罐自身的泄漏安全隐患程度，判断是否启动对液化石油气的预警。

当启动对液化石油气的预警时：预警信息采集模块通过分析球形储罐内气体成分的变化，评估球形储罐内气体的成分均匀性；评估球形储罐内部气体的密度变化程度。

风险隐患预警模块将球形储罐自身的泄漏安全隐患程度、球形储罐内气体的成分均匀性以及球形储罐内部气体的密度变化程度进行综合分析，对港口区域的液化石油气泄漏的安全风险隐患进行预警。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络，或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质（例如，DVD），或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件，或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环境风险源预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：通过对港口区域的实时风向的分析，评估港口区域风向的杂乱程度；

S2：通过对球形储罐内压力恢复能力的分析，评估球形储罐自身的泄漏安全隐患程度；

S3：基于港口区域风向的杂乱程度和球形储罐自身的泄漏安全隐患程度，判断是否启动对液化石油气的预警；

S4：当启动对液化石油气的预警时：通过分析球形储罐内气体成分的变化，评估球形储罐内气体的成分均匀性；评估球形储罐内部气体的密度变化程度；

S5：将球形储罐自身的泄漏安全隐患程度、球形储罐内气体的成分均匀性以及球形储罐内部气体的密度变化程度进行综合分析，对港口区域的液化石油气泄漏的安全风险隐患进行预警。

2.根据权利要求1所述的一种环境风险源预警方法，其特征在于，在S1中，具体为：

采集港口区域的实时风向数据，记录风向角度；

将连续的风向角度转换为单位向量；对于每个风向角度，计算其单位向量：；其中，为第次风向角度的单位向量，为第次测量的风向角度，为风向角度的编号；

计算单位向量的平均向量：；其中，是单位向量的平均向量，是风向角度的总测量次数；

通过循环方差计算得到风向杂乱指数，其表达式为：；其中，为风向杂乱指数，分别是单位向量的平均向量的分量和分量。

3.根据权利要求2所述的一种环境风险源预警方法，其特征在于，在S2中，具体为：

设定压力恢复监测区间；

获取压力恢复监测区间内发生的压力异常事件；确定压力恢复监测区间内发生的压力异常事件的数量；获取压力异常事件恢复长度；获取压力异常事件中的最大偏移量；

计算储罐自身异常恢复指数，其表达式为：；其中，为储罐自身异常恢复指数，为压力恢复监测区间内发生的压力异常事件的数量，为压力恢复监测区间对应的时间长度，为压力恢复监测区间内第次压力异常事件对应的压力异常事件恢复长度，为压力恢复监测区间内第次压力异常事件中的最大偏移量，是压力恢复监测区间内压力异常事件的编号，和均代表权重，和均大于0。

4.根据权利要求3所述的一种环境风险源预警方法，其特征在于，在S3中，具体为：

设定风向杂乱阈值；将风向杂乱指数与风向杂乱阈值进行比较：

当风向杂乱指数大于风向杂乱阈值，则判定生成风向杂乱程度大信号；

当风向杂乱指数小于等于风向杂乱阈值，则判定生成风向杂乱程度正常信号；

设定储罐自身异常恢复阈值；将储罐自身异常恢复指数与储罐自身异常恢复阈值进行比较：

当储罐自身异常恢复指数大于储罐自身异常恢复阈值，则判定生成储罐自身异常风险信号；

当储罐自身异常恢复指数小于等于储罐自身异常恢复阈值，则判定生成储罐自身正常信号；

当生成风向杂乱程度大信号或生成储罐自身异常风险信号时，则启动对液化石油气的预警。

5.根据权利要求4所述的一种环境风险源预警方法，其特征在于，在S4中，具体为：

计算每个成分的比例，公式为：；其中，为第个成分的比例，为第个成分的浓度，为所有成分浓度之和；

通过信息熵公式，计算气体成分均匀值，其表达式为：；其中，为气体成分均匀值，为成分的数量，是成分的编号；

设定气体均匀监测区间；在气体均匀监测区间均匀设置多个监测点，获取每个监测点对应的气体成分均匀值，对气体均匀监测区间内气体成分均匀值的变化情况进行分析，计算气体成分均匀性指数，其表达式为：；其中，为气体成分均匀性指数，为气体均匀监测区间内监测点的数量，为气体均匀监测区间内监测点的编号，分别为气体均匀监测区间内第个监测点对应的气体成分均匀值和气体均匀监测区间内第个监测点对应的气体成分均匀值。

6.根据权利要求5所述的一种环境风险源预警方法，其特征在于，评估球形储罐内部气体的密度变化程度，具体为：

对每个时间点的空间数据应用数值偏导数方法，计算密度梯度；

计算密度梯度的平方；

计算密度变化异常指数，其表达式为：；其中，为密度变化异常指数，表示在时间和位置的气体密度梯度，是球形储罐内的体积，分别代表分析的开始和结束时间。

7.根据权利要求6所述的一种环境风险源预警方法，其特征在于，在S5中，具体为：

将储罐自身异常恢复指数、气体成分均匀性指数以及密度变化异常指数进行归一化处理，将归一化处理后的储罐自身异常恢复指数、气体成分均匀性指数以及密度变化异常指数分别赋予预设比例系数后，计算得到风险源泄漏预警系数；

设定风险源泄漏预警阈值，通过风险源泄漏预警系数与风险源泄漏预警阈值的比较，对港口区域的液化石油气泄漏的安全风险隐患进行预警：

当风险源泄漏预警系数大于风险源泄漏预警阈值时，则判定生成泄漏风险预警信号；

当风险源泄漏预警系数小于等于风险源泄漏预警阈值时，则判定生成泄漏风险正常信号。

8.一种环境风险源预警系统，用于实现权利要求1-7任一项所述的一种环境风险源预警方法，其特征在于，包括风向杂乱评估模块、压力恢复评估模块、预警启动判断模块、预警信息采集模块以及风险隐患预警模块；

风向杂乱评估模块通过对港口区域的实时风向的分析，评估港口区域风向的杂乱程度；

压力恢复评估模块通过对球形储罐内压力恢复能力的分析，评估球形储罐自身的泄漏安全隐患程度；

预警启动判断模块基于港口区域风向的杂乱程度和球形储罐自身的泄漏安全隐患程度，判断是否启动对液化石油气的预警；

当启动对液化石油气的预警时：预警信息采集模块通过分析球形储罐内气体成分的变化，评估球形储罐内气体的成分均匀性；评估球形储罐内部气体的密度变化程度；

风险隐患预警模块将球形储罐自身的泄漏安全隐患程度、球形储罐内气体的成分均匀性以及球形储罐内部气体的密度变化程度进行综合分析，对港口区域的液化石油气泄漏的安全风险隐患进行预警。