十三五国家重点研发计划项目“典型重大生产安全事故人员安全保护技术与 装备研发（2017YFC0804900）”研究进展

十三五国家重点研发计划项目“典型重大生产安全事故人员安全保护技术与装备研发”由中国安全生产科学研究院牵头，联合北京科技大学、武汉理工大学、中国科学院声学研究所、中国科学院计算技术研究所等11家科研院所、9家高等院校和8家企事业单位组成研究团队，该团队在人员安全保护领域具有雄厚研究基础，在重特大事故应急救援与事故调查方面具有丰富经验，参与项目研究人员200余人。

项目针对目前我国典型重大生产安全事故人员有效安全保护理论与技术支撑体系方面的重大需求，围绕工业园区、轨道交通、内河水域等典型场所的事故监测预警及人群管控、疏散、避难等关键保护措施，开展基础理论研究、技术攻关、重大装备研制和应用示范，形成装备、软件、技术方法、标准、专利等一系列创新成果，推动人员安全保护技术及装备发展，全面提升典型重大生产安全事故人员安全保护能力。项目围绕重特大生产安全事故人员保护失效机理、人员多重有效安全防护模式与策略、区域一体化应急准备与应急响应理论与方法等关键科学问题，以及监测监控、预警发布、人员疏散、避难防护等重要环节的关键技术问题，设置了7个方面的研究内容：第一，典型重大安全生产事故人员安全保护与区域一体化应急理论；第二，工业园区重大事故智能防控技术及基于危险气体浓度场速扫的复杂气体环境立体化监测技术及装备；第三，城市轨道交通突发事件下大客流秒级高准确率视频运动检测优化算法及监控预警技术及装备；第四，复杂水上交通环境条件下的水上目标高精度识别技术以及重大水上交通事故快速预警与响应技术；第五，复杂环境下大范围警报信息定向式个性化发布关键技术与装备；第六，复杂地形和环境下大规模智能多主体疏散模拟与引导技术及装备；第七，毒气泄漏威胁下公众应急避难保护机理、常压就地避难效果优化及评测技术方法和广谱防护应急逃生装备。

项目于2017年7月启动实施，于2019年8月19日通过中期评估检查。目前取得了以下创新成果：

（1）提出了重特大事故防控与人员安全多重保护理论模型。

通过链式演化分析得到典型重特大事故的人员防护失效机理，建立了特定事故情景下人员疏散应急决策效果优化模型，提出了工业园区周边人员安全防护技术屏障有效性评估方法，构建了工业园区气体泄漏人员安全防护柔性控制技术体系。

（2）研发了工业园区大范围速扫监测预警装备。

研发了工业园区危险气体大范围速扫水平场探测技术及装备，实现NH3、CO、H2S、C2H4、CH4共5种危险气体同时探测，检出限达到国内领先水平；研发了工业园区危险气体大范围速扫立体场探测技术及装备，国内首次实现中红外激光雷达探测与危险源定位。

（3）研发了城市轨道交通大客流疏运智能监控分析识别集成装备。

基于地铁车站现有的标清和高清视频数据，采用先进的深度学习算法对地铁场景视频进行人群密度估计、断面客流统计以及逆行等异常行为检测，克服了传统头肩模型方法行人检测的弊端，不受低分辨率、遮挡、光照变化的影响，地铁场景人群密度估计准确率达86%，为轨道交通大客流预警提供了基础支撑数据。

（4）研发了水运安全监测预警与风险主动防控系统。

研发了适用于内河水域的调频连续波雷达设备，突破了水上目标高精度识别及融合多种数据的预警技术，开发了水上交通安全主动防控系统，实现船舶航行态势的实时显示、船舶碰撞风险、搁浅风险、船桥碰撞风险的定量预测与可视化，可为碰撞、搁浅、船桥碰撞等典型事故快速提供应急预案和决策支持。

（5） 研发了大功率、定向式、太阳能供电的音频警报分发装备。

提出了分布式应急广播的声场均匀化方法和算法，解决了远距离传输时声音忽大忽小的问题；完成了高灵敏度、高可懂度三折号筒设计和发声单元国产化，实现了声音高频灵敏度，提高了警报声音的可懂度，有利于远距离警报分发。发声单元与号筒结合，灵敏度达到123dB，频响范围300Hz～9kHz，500m距离声压级达到87dB。

（6）开发了复杂环境中人群疏散行为快速推演技术及系统。

完成了突发状况下人员疏散心理及行为的调查分析，提出了复杂环境中大规模人群疏散行为模型以及基于统一计算设备架构（Compute Unified Device Architecture，CUDA）的人群并行模拟方法，可以在10min内完成10万规模人群疏散的模拟计算，解决复杂地形和环境条件下大规模智能多主体模拟仿真能力受限问题。

（7）研发了面向公众应急的常压就地避难室系统和装备。

提出了避难房屋动力学影响机理，建立了毒气防护常压避难室检测方法及毒气防护常压避难室安全评估方法，研发了过滤式逃生呼吸防护装备样机，提出了将普通民房改造为常压就地避难室的设计技术，解决房屋避难性能测不准、化学防护过滤式逃生面具及毒气防护就地避难场所缺乏的问题。