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基于GRU神经网络的有毒气体扩散预测方法

作者:陈 立,陈贤富
发布日期:2021-04-15
来源:信息技术与网络安全

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近年来,各国经常发生化工厂爆炸事故、危险品仓库发生火灾爆炸等引发的有毒气体泄露[1],严重影响人们的生命财产安全。2018年12月18日,江苏南通一化工厂设备爆裂,设备内的氮气以及氟化氢泄漏,造成作业人员中毒死亡。2019年中国江苏盐城、美国休斯敦的化工厂爆炸均造成了大面积的有毒气体的泄露。2020年11月9日1,浙江衢州中天东方氟硅材料有限公司发生火灾事故,该起火灾燃烧物质主要是氯硅烷,属于高沸物,燃烧产物有毒。目前被广泛使用的大气扩散模型主要分为两大类,一类是基于数理计算的,一类是基于机器学习的。数理计算的典型代表有高斯扩散模型[2]、计算流体力学(CFD)模型等。Mazzoldi[3]用高斯扩散模型模拟二氧化碳运输和储存设施泄漏的情况。高斯扩散模型使用简单的数学表达式,易于计算,耗时少,但只适用于平坦地形上畅通无阻的气体流动,在复杂环境下的预测往往不准确。PONTIGGIA M[4]用CFD模型模拟城市地区大气中液化石油气(LPG)扩散进行后果评估。CFD基于有限元计算,能较为精准地预测浓度扩散,但计算耗时长。2019年中国科学技术大学的程云芳[5]用机器学习算法粒子群-支持向量机模型,对苯储罐泄漏的浓度进行了危险位置的短距离预测。这些方法仍基于传统的机器学习方法。





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作者信息:

陈  立,陈贤富

(中国科学技术大学 微电子学院,安徽 合肥230027)


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