[发明专利]一种核事故下公众应急撤离路径优化方法

说明书

本发明涉及信息处理技术，提供一种核事故下公众应急撤离路径优化方法。该方法包括：确定应急计划区的范围，将应急计划区网格化，确定核事故环境释放源项，获取应急计划区内的风场数据；根据事故源项和风场数据计算出应急计划区各网格的各放射性核素活度浓度，进行应急计划区内的辐射剂量率评估；根据应急计划区路网确定公众应急撤离路径道路节点，确定各节点之间的连接关系与属性信息，构成疏散网络；根据撤离路径起点与终点所属网格，基于改进混沌蚁群算法得出公众所受辐射剂量率相对较低的所有撤离路径集合；根据所有撤离路径集合中每条路径的撤离时间与辐射确定性效应进行多目标决策优化确定最优路径。本发明为核应急计划的制定提供重要依据。

技术领域

本发明涉及信息处理技术领域，特别涉及一种利用计算机对核事故下公众应急撤离路径信息进行优化的方法。

背景技术

能源转型的紧迫性日益提升，而核能是安全、经济、高效的清洁能源，是应对气候变化的重要能源选择。而在发展核电的过程中，由于人为、设备、生产管理或环境等因素的影响，放射性核素的无控制释放时有发生，给人们带来了巨大的损失。核电相关规划中定位的表述是“安全稳妥推进核电建设”，因此应急计划程序对于保护人口和环境至关重要，大规模疏散或就地避难已被用作保护民众免受潜在伤害的手段。

近年来已经发展了几种模型和算法来模拟化学、地震等灾害事故的疏散过程，有现有技术通过传统的Dijkstra算法分析了在发生对当地人口和环境造成灾难性影响的核事故时的最优疏散撤离路线，但其计算效率相对较低，且其没有对核事故后撤离路径规划和公众健康效应（癌症发病率、致死率）之间关系的阐述，只是通过计算发生重大核事故时所受的平均剂量来表达健康后果（Pei Q, Hao L, Chen C, et al. Minimum collectivedose based optimal evacuation path-planning method under nuclear accidents[J]. Annals of Nuclear Energy. 2020, 147: 107644.）。然而，在某些情况下，与对应于所受剂量分布的估计相比，通过平均剂量估计健康后果可能过于保守，因此不是评估替代应急撤离策略的合适方法。该问题不同于经典的最短路径问题，因为每条路径上的行进速度和收到的危险剂量都会随着事故范围的不断变化而变化。因此，应努力寻找核事故下公众应急撤离路径优化方法。

发明内容

为了克服目前核事故下公众应急撤离路径规划过程中的缺陷，本发明利用计算机信息处理技术，提供了一种核事故下公众应急撤离路径优化方法，在蚁群算法的基础上，针对传统的撤离路径规划方法过于保守的问题，提出一种新的撤离路径规划方法，能够快速反映辐射较小的路径，提高了算法的搜索效率。通过计算应急计划区内放射性核素的活度浓度变化，从而进行撤离区域的辐射剂量评估，再通过改进混沌蚁群算法计算出公众所受辐射剂量率相对较低的所有撤离路径集合，最后根据所有撤离路径集合中每条路径的撤离时间与辐射确定性效应进行多目标决策优化确定最优路径。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种核事故下公众应急撤离路径优化方法，包括如下步骤：

S1、确定应急计划区的范围，将应急计划区网格化，确定核事故环境释放源项，获取应急计划区内的风场数据；

S2、根据事故源项和风场数据计算出应急计划区各网格的各放射性核素活度浓度，进行应急计划区内的辐射剂量率评估；

S3、根据应急计划区路网确定公众应急撤离路径道路节点，确定各节点之间的连接关系与属性信息，构成疏散网络；

S4、根据撤离路径起点与终点所属网格，基于改进混沌蚁群算法计算出公众所受辐射剂量率相对较低的所有撤离路径集合；

S5、根据所有撤离路径集合中每条路径的撤离时间与辐射确定性效应进行多目标决策优化确定最优路径。