973项目申报书——XXXXCB706900-G危险化学品事故全过程遥测预警的关键2465.docx

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1、项目名称：危险化学品品事故全全过程遥遥测预警警的关键键科学问问题研究究首席科学家家：郑小平 北北京化工工大学起止年限：2011.1至220155.8依托部门：教育部 国家安安全生产产监督管管理总局局二、预期目目标项目总体目目标是“建立危危险化学学品事故故全过程程遥测预预警的大大系统方方案”。总体体目标的的实现基基于两个个关键科科学问题题的解决决：“事故物物质在危危险化学学品事故故全过程程中的迁迁移转化化规律”和“事故物物质在不不同空间间尺度的的遥测理理论与方方法”。总体体目标和和拟解决决的关键键科学问问题形成成了项目目的双驱驱动研究究导向。总总体目标标基于国国家需求求，拟解解决的关关键科学学问

2、题基基于国家家需求下下的基础础理论、方方法和技技术研究究；五年年预期目目标基于于解决关关键科学学问题和和实现总总体目标标而预期期贡献的的理论、方方法和关关键技术术，以及及相关科科学挑战战的突破破。具体体如下：总体目标关键科学问问题五年预期目目标建立危险化化学品事事故全过过程遥测测预警的的大系统统方案事故物质质在危险险化学品品事故全全过程中中的迁移移转化规规律。事故物质质在不同同空间尺尺度的遥遥测理论论与方法法。力争建立立基于“物质、能能量、信信息”的危险险化学品品事故致致因理论论。揭示事故故物质在在危险化化学品事事故全过过程中的的迁移转转化规律律，建立立事故物物质的遥遥测理论论与方法法。揭示基

3、于于事故物物质的能能量系统统变化模模式，建建立事故故现象和和事故链链遥测预预警理论论与方法法。建立遥测测预警危危险化学学品事故故全过程程多源信信息的基基础理论论、方法法与技术术。为危险化学学品事故故事前、事事中、事事后的监监测、预预警、处处置等，提提供防灾灾减灾的的基础理理论、方方法和关关键技术术；推动动我国“一个中中心，全全过程、长长距离、大大面积、多多信息”的应急急平台建建设。应应用范围围包括：国务院院应急办办、各地地方应急急救援中中心、西西气东输输等重大大工程、化工园区、化工企业、防化单位等；也可用于国防和军事对抗中的定点探测。考核指标：经过各课题题团队严严肃讨论论、协商商，确认认考核指

4、指标如下下：（1）实现现项目总总体目标标、关键键科学问问题、五五年预期期目标；力争取取得科学学挑战的的重大突突破。（2）五年年量化考考核指标标：课题国家级奖项项数新增国家级级人才数数SCI/SSSCII论文数数专利数博士生培养养数课题一-240525课题二115-2课题三-15110课题四-120515课题五1-542课题六1360515合计371452069年度量化预预期目标标：第一年：发发表SCCI/SSSCII论文224篇，申申请发明明专利（或或软件著著作权）33项，新新增国家家级人才才1人。第二年：发发表SCCI/SSSCII论文229篇，申申请发明明专利（或或软件著著作权）44项，新

5、新增国家家级人才才1人。第三年：发发表SCCI/SSSCII论文332篇，申申请发明明专利22项，获获得国家家级奖项项2项，新新增国家家级人才才1名。第四年：发发表SCCI/SSSCII论文332篇，申申请发明明专利44项，获获得国家家级奖项项2项，新增国家级人才2名。第五年：发发表SCCI/SSSCII论文223篇，申申请发明明专利33项，获获得国家家级奖项项1项，新增国家级人才2名。三、研究方方案项目以总体体目标和和拟解决决的关键键科学问问题为双双驱动研研究导向向。以致致灾过程程、灾变变过程、减减灾过程程为事故故全过程程，以约约束空间间、半约约束空间间、开放放空间为为事故场场景。研研究以“

6、物质能量信息”为科学学主线，以以事故物物质的迁迁移转化化为核心心，建立立事故致致因理论论作为项项目研究究的基础础理论。基基于对事事故物质质、事故故现象、人人群分布布若干理理论、方方法与关关键技术术的研究究，建立立相关数数值模式式和监测测模式，形形成“事故物物质在事事故全过过程中的的迁移转转化规律律”和“事故物物质在不不同空间间尺度的的遥测理理论与方方法”；进而而形成危危险化学学品事故故全过程程多源信信息的遥遥感遥测测预警理理论与方方法，实实现建立立危险化化学品事事故全过过程遥测测预警的的大系统统方案。基本方案如如下：主要研究内容建立危险化学品事故全过程遥测预警的大系统方案事故物质在事故全过程中

7、的迁移转化规律事故物质在不同空间尺度的遥测理论和方法事故全过程多源信息的遥测理论与方法事故全过程的能量传递与事故链机理事故物质在事故全过程中的化学物理过程数值模式基础问题监测模式基础理论事故物质的大气迁移转化模式事故现象和事故链机理的数值模式能量系统变化数值模式人群紧急疏散过程的数值模式事故物质的场面监测事故现象的微波探测危险化学品事故致因理论国家需求推动事故全过程、长距离、大面积、多信息遥感遥测预警平台建设四、年度计计划年度研究内容预期目标第一年（1）基于于物质、能能量、信信息的危危险化学学品事故故形式及及其系统统熵研究究（2）研究究危险化化学品事事故现象象机理及及其能量量传递模模型（3）研

8、究究事故物物质的物物理化学学特性及及其迁移移扩散模模块（4）研究究事故物物质接触触式和非非接触式式监测的的理论与与方法（5）筛选选具有研研究代表表性的事事故物质质，研究究事故物物质在危危险化学学品事故故全过程程中的演演化特性性（6）采集集疏散环环境以及及人群运运动与行行为特征征的数据据（1）初步步提出危危险化学学品事故故的三要要素模型型与系统统熵理论论（2）建立立典型危危险化学学品的危危险特性性数据体体系，初初步建立立泄漏、火火灾、爆爆炸事故故中有害害物质扩扩散与能能量传递递转化数数学模型型（3）建立立描述典典型事故故物质的的迁移转转化模型型（4）建立立事故物物质接触触式和非非接触式式监测的的

9、方法第二年（1）通过过模拟的隐参数数概率分分布，研研究危险险化学品品事故的的致因条条件。（2）典型型事故物物质致灾灾机理及及其能量量传递研研究（3）典型型事故物物质在半半约束空空间迁移移转化的的数值模模式研究究（4）典型型事故物物质的接接触式和和非接触触式谱图图研究（1）建立立危险化化学品事事故致因因的临界界条件及及其数值值模式（2）揭示示典型事事故能量量传递规规律及其其数值模模式（3）建立立典型事事故物质质在半约约束空间间传输特特征及其其数值系系统（4）建立立典型事事故物质质的质谱谱和红外外谱图第三年（1）研究究系统熵熵与危险险化学品品事故致致因之间间的关系系（2）典型型事故现现象的模模拟与

10、实实验研究究（3）事故故物质迁迁移转化化的模式式验证研研究（4）研究究人群紧紧急疏散散行为在在事故物物质迁移移转化下下的行为为演化规规律（5）典型型事故物物质实时时在线监监测研究究（1）建立立系统熵熵与信息息隐参数数之间的的高维映映射模型型（2）建立立泄漏、火火灾和爆爆炸事故故物质扩扩散和能能量传递递转化规规律的数数值模式式 （3）建立立事故物物质迁移移过程耦耦合模式式和减灾灾机理（4）建立立紧急疏疏散的人人群动力力学演化化模型（5）建立立典型事事故物质质实时在在线监测测方法与与关键技技术第四年（1）基于于实证，研研究动态态本体下下的危险险化学品品事故的的模态（2）危险险化学品品事故链演演变及

11、断断链控制制机理研研究（3）事故故物质迁迁移转化化的化学学物理过过程模式式模拟研研究（4）复杂杂场景下下事故物物质监测测的环境境适应性性研究（5）化工工过程事事故中的的事故物物质多手手段监测测试验（1）建立立数据关关联度与与设备模模态的映映射关系系（2）揭示示约束、半半约束空空间内化化学品泄泄漏、火火灾、爆爆炸事故故中有害害物质扩扩散与能能量传递递转化的的规律。（3）建立立描述事事故物质质在大气气中的成成分、浓浓度和时时空分布布等的模模式耦合合方法及及其减灾灾规律（4）解决决复杂场场景下事事故物质质接触式式和非接接触式监监测的关关键技术术（5）建立立事故源源确定的的自动化化、智能能化模式式系统

12、第五年（1）研究究适用于于危险化化学品变变化过程程的全方方位、高高精度的的实时综综合评价价体系。（2）事故故物质迁迁移转化化的多尺尺度耦合合模式模模拟研究究（3）危险险化学品品事故全全过程遥遥测预警警系统试试运行、调调试（1）提取取和凝练练危险化化学品事事故致因因理论（2）建立立事故物物质-多多尺度气气象输送送耦合模模式系统统（3）建立立危险化化学品事事故全过过程遥测测预警的的大系统统方案（4）项目目结题一、研究内内容事故物质是是引发事事故可能能性与严严重性的的载体。研研究以“物质能量信息”为科学学主线，以以事故物物质的迁迁移转化化为核心心，建立立事故物物质在致致灾过程程、灾变变过程、减减灾过

13、程程的数值值模式和和监测模模式。本项目拟解解决的关关键科学学问题 （1）事故故物质在在危险化化学品事事故全过过程中的的迁移转转化规律律研究事故物物质在致致灾、灾灾变、减减灾中的的化学过过程、物物理过程程及其能能量系统统变化过过程，探探索其过过程惯性性和过程程机理，建建立其数数值模式式和规律律性认识识。研究究超量和和触发因因素导致致危险化化学品事事故的充充分条件件，提取取和凝练练事故物物质在危危险化学学品事故故全过程程中的迁迁移转化化规律。基基于“物质能量信息”的系统统论观点点，以事事故物质质在事故故全过程程的迁移移转化为为研究主主线，力力争建立立危险化化学品事事故致因因理论。（2）事故故物质在

14、在不同空空间尺度度的遥测测理论与与方法结合质谱、红红外等多多种手段段，研究究事故物物质在约约束空间间、半约约束空间间、开放放空间的的场面监监视理论论、方法法和关键键技术；建立事事故物质质在危险险化学品品事故全全过程中中的遥测测理论、方方法与技技术基础础，为危危险化学学品事故故遥测预预警系统统提供科科学基础础。基于于微波图图谱和遥遥测理论论，探索索微波谱谱与分子子结构之之间的对对应关系系，挑战事事故物质质的微波波直接探探测理论论、方法法与关键键技术。本项目研究究的主要要内容 现代科学研研究普遍遍认为：物质、能能量、信信息是构构成客观观世界的的三大要要素，系系统论也也认为物物质、能能量和信信息是构

15、构成系统统的基本本要素。危危险化学学品事故故虽然表表现为多多种多样样的类型型，但从从本质上上作用都都可以归归结为物物质、能能量或信信息的作作用或者者其耦合合作用；承载载载体本质质上也同同样是由由物质、能能量和信信息三者者组合构构成的。因因此，物物质、能能量和信信息可以以归纳为为危险化化学品事事故的灾灾害要素素。这些些灾害要要素是一一种客观观存在，都都可能导导致危险险化学品品事故的的发生，具具有超量量或高危危害性的的特点。因因此，本本研究计计划基于于“物质能量信息”对危险险化学品品事故进进行系统统研究。（1）事故故物质在在危险化化学品事事故全过过程中的的化学物物理过程程（物质质）以事故物质质为灾

16、害害形式，研研究事故故物质在在约束空空间、半半约束空空间、开开放空间间中的化化学过程程和物理理过程。研究其致灾过程、灾变过程、减灾过程的过程惯性和数值模式，提取和凝练其规律性认识。同时为事故物质的遥测预警提供特征属性和方法论基础。（2）事故故全过程程的能量量传递与与事故链链机理（能能量）以能量为灾灾害形式式，研究究基于典典型事故故物质的的能量传传递和能能量系统统变化模模式，揭揭示主要要事故现现象和事事故链的的形成机机理及其其控制模模式。基基于事故故现象和和事故链链的过程程惯性，提提取和凝凝练防灾灾减灾的的基本原原理和方方法。（3）事故故全过程程多源信信息遥测测预警的的理论和和方法（信信息）以信息为灾灾害形式式，分别别以事故故物质、事事故现象象、人群群分布为为信息感感知对象象。研究究典型事事故物质质在约束束空间、半半约束空空间、开开放空间间的质谱谱、红外外、微波波等探测测理论、方方法与技技术，建建立事故故物质在在危险化化学品事事故全过过程中遥遥测预警警的理论论、方法法和技术术基础。研研究事故故现象和和事故链链的过程程惯性及及其数值值模式，建建立事故故现象的的遥感理理论与方方法。研研究大规规模人群群紧急疏疏散的过过程惯性性及其数数值模式式。研究究不同事事故场景景、不同同空间尺尺度下，遥遥测预警警危险化化学品事事故全过过程多源源信息的的大系统统方案。