為了“平安冬奧” 他們給城市生命線做“體檢”
發(fā)布日期： 2021-07-21 供稿：科技日報
編輯：吳楠 審核：劉曉俏 閱讀次數(shù)：原文標(biāo)題：為了“平安冬奧” 他們給城市生命線做“體檢”
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燃?xì)夤芫W(wǎng),，大多數(shù)時候都沒什么存在感,。一旦它引起人們注意，通常意味著大禍將至,。如果燃?xì)庑孤?，一根煙頭，一輛汽車經(jīng)過時輪胎擦出的火花,，都可能導(dǎo)致火災(zāi)甚至是爆炸事故,。
“尤其是在冬奧會期間，受賽事影響人車流量變化劇烈,，對管網(wǎng)的安全性提出了更高要求,。” 北京理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授袁夢琦正帶領(lǐng)著她的團(tuán)隊,，盯緊這常被人忽略的城市管網(wǎng),，為每一處可能的危險點(diǎn)，給出預(yù)警,。
從2018年起,，袁夢琦團(tuán)隊牽頭開展了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目“冬奧會公共安全綜合風(fēng)險評估技術(shù)”課題“生命線系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)施風(fēng)險識別與評估技術(shù)”的相關(guān)研究工作，重點(diǎn)負(fù)責(zé)燃?xì)夤芫W(wǎng)安全運(yùn)行風(fēng)險識別與評估以及城市生命線綜合風(fēng)險分析與動態(tài)評估,。他們對場館周邊地理環(huán)境,、人流車流,、建筑環(huán)境、管網(wǎng)壓力材質(zhì)等開展調(diào)查研究,，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析,，辨識可能影響冬奧會正常運(yùn)行的危險點(diǎn)并進(jìn)行風(fēng)險評估,，給出相應(yīng)管控建議,，保障冬奧會順利進(jìn)行。
如果燃?xì)庑孤?，會給城市和奧運(yùn)場館造成什么危害,？
團(tuán)隊以原有城市燃?xì)夤芫€風(fēng)險評估的研究為基礎(chǔ)，綜合分析了510余起城市燃?xì)庑孤┍ò咐?，研究燃?xì)馐鹿逝c大型賽事之間的耦合效應(yīng),，建立了一套具備“感-傳-知-用”四大功能的“城市生命線安全監(jiān)測系統(tǒng)”。這套系統(tǒng)梳理了燃?xì)夤芫W(wǎng)失效可能的相關(guān)影響因素,，如腐蝕,、人為破壞、自然災(zāi)害等,，用模型分析計算出燃?xì)鈹U(kuò)散方式,、受影響區(qū)域及可能演變成的災(zāi)害類型，并進(jìn)一步從政治,、輿論,、賽事影響、經(jīng)濟(jì)損失,、環(huán)境影響乃至人員傷亡等方面進(jìn)行分析評估,，用可視化的“燃?xì)獬鞘猩€安全監(jiān)測系統(tǒng)”提供緊急疏散、救援維修等應(yīng)急指揮調(diào)度建議,，為決策部門提供技術(shù)支撐和快速研判依據(jù),。也就是說，一旦發(fā)生意外情況,，這套系統(tǒng)可以全方位地給出響應(yīng)方案,。
全方位，也意味著需要多學(xué)科交叉,。袁夢琦的這支團(tuán)隊由4名老師和40余名學(xué)生組成,。他們不僅要熟悉了解城市生命線建設(shè)情況，還要對燃?xì)庑孤┖罂赡芤l(fā)的火災(zāi)或爆炸對周邊人員生命安全,、建筑物損傷等情況進(jìn)行定性定量分析,。同時，他們還要具有一定的應(yīng)急管理,、城市規(guī)劃等學(xué)科的基礎(chǔ)知識,，以便在災(zāi)害發(fā)生時能提出切實(shí)可行的處置建議,。
管網(wǎng)失效可能引發(fā)極端事件——爆炸。依托爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自身專業(yè)優(yōu)勢,，團(tuán)隊搭建了全尺寸實(shí)驗(yàn)平臺,。在這個實(shí)驗(yàn)平臺上，他們分析沖擊波,、高溫氣流在管道內(nèi)部的傳導(dǎo)過程,，模擬暗渠、窨井等典型場景下的爆炸毀傷效應(yīng),，驗(yàn)證不同場景下燃?xì)庑孤┍▽Τ鞘薪ㄔO(shè)的影響,。爆炸不僅會毀傷城市，更會給人帶來傷害,。因此,，生命科學(xué)知識也必不可少。團(tuán)隊采集人體的皮膚,、肌肉,、骨骼、臟器等數(shù)據(jù),，建立高精度的數(shù)值仿真模型,，定量研判不同事故類型對附近人員的傷害情況。
當(dāng)然,，城市的生命線,，不僅包括燃?xì)夤芫€。城市地下埋藏著的電力,、通信,、供熱、排水等管網(wǎng),，都與老百姓生活息息相關(guān),。這些管網(wǎng)沉默無言，卻又牽一發(fā)而動全身,。
項(xiàng)目組的研究表明,，各類型管網(wǎng)受到的風(fēng)險影響因素種類多達(dá)40余種。各類管網(wǎng)之間雖不直接聯(lián)通,，但由于距離相近或處在同一管井內(nèi),，某一管網(wǎng)發(fā)生事故時也極易影響到其他管網(wǎng)，從而產(chǎn)生連鎖反應(yīng),。
袁夢琦團(tuán)隊承擔(dān)了冬奧會“生命線耦合動態(tài)的風(fēng)險評估”的技術(shù)研究任務(wù),。他們需要考慮系統(tǒng)受到外界干擾時產(chǎn)生風(fēng)險的可能性及閾值、各管網(wǎng)間功能供給關(guān)系等復(fù)雜問題?！白铍y的就是要考慮各管網(wǎng)之間的復(fù)雜聯(lián)結(jié)造成的影響,。例如城市電力受到損害時，燃?xì)夤芫W(wǎng)的變壓系統(tǒng)就會受到影響,，城市排水系統(tǒng),、交通系統(tǒng)都會受到相應(yīng)影響。找到關(guān)聯(lián)關(guān)系之后才可以進(jìn)行數(shù)值建模,、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,，給出科學(xué)可靠的定量分析?！痹瑝翮f,。一切都環(huán)環(huán)相扣。團(tuán)隊綜合考慮多種因素設(shè)計了近200個風(fēng)險指標(biāo),，建立了復(fù)雜系統(tǒng)模型，形成了一套針對冬奧會期間的生命線系統(tǒng)耦合風(fēng)險評估體系,。
32歲的袁夢琦一直從事爆炸安全防護(hù)方面的研究,，如今已經(jīng)是該領(lǐng)域最年輕的國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年基金獲得者。她表示,，團(tuán)隊會一直為冬奧賽事提供技術(shù)保障,，為辦成一屆平安的冬奧會貢獻(xiàn)力量。
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