masterThesis
Development of a multi-objective genetic algorithm to reduce individual risk and travelling time during evacuation in toxic cloud release scenarios
Autor
SILVA, Erika Oliveira da
Institución
Resumen
The evacuation route planning is one of the protective actions that can be implemented in cases of hazardous substance leakage. Some toxic releases accidents that occurred recently in Brazil, such as in port of Santos, and release of a toxic gas in Cubatão, highlights the importance of an evacuation planning. Evacuation is the most complex mitigation measure so detailed analysis must be performed before planning. That is the reason the present work proposes a multiobjective optimization problem to give more information for the decision maker. The MOP aims to minimize both evacuation time and individual risk during evacuation due to a H₂S release in some of the treatment units in a hypothetical oil refinery. First, the possible accidental scenarios, causes and consequences are identified. After that, the scenarios with toxic cloud release and high severity are selected to be simulated in ALOHA® software in order to calculate the toxic concentration in each node of the evacuation route. The previous information is used in a multi-objective genetic algorithm written in C++ that results in a set of non-dominated solutions. Each solution was studied and the routes that both considered a good compromise between time and individual risk were selected. CNPq O planejamento de rotas de evacuação é uma das ações de proteção que podem ser implementadas em casos de vazamento de substâncias perigosas. Alguns tóxicos liberados em acidentes ocorridos recentemente no Brasil, como no porto de Santos, e em Cubatão, destacam a importância de um planejamento de evacuação. A evacuação é a medida de mitigação mais complexa, e por essa razão uma análise detalhada deve ser realizada para ajudar no planejamento. Essa é a razão pela qual o presente trabalho propõe um problema de otimização multi-objetivo para dar mais informações ao tomador de decisão. O MOP visa minimizar o tempo de evacuação e o risco individual durante a evacuação devido a uma liberação de H₂S em algumas unidades de tratamento em uma refinaria de petróleo hipotética. Em primeiro lugar, são identificados os possíveis cenários acidentais, causas e consequências. Depois disso, os cenários com liberação de nuvem tóxica de alta severidade são selecionados para serem simulados no software ALOHA® e obter a concentração tóxica em cada nó da rota de evacuação. A informação anterior é utilizada em um algoritmo genético multi-objetivo escrito em C ++ que fornece como resultado um conjunto de soluções não-dominadas. Cada solução foi estudada e as rotas que consideraram um bom compromisso entre o tempo e o risco individual foram selecionadas.