核事故应急是核安全纵深防御的最后一道防线。核事故应急响应是为控制和减轻核事故或辐射事故的后果而采取的紧急行动。核事故应急响应撤离是一种有效应急防护措施,可以避免或减少放射性物质对人员的受照剂量。在发生可能导致大量放射性物质释放的严重事故时,应急响应组织机构实施核事故应急响应撤离,在第一时间将应急计划区撤离范围内的应急工作无关人员、周边居民紧急转移到指定安置区域。但核事故具有高度的不确定性并且会呈现动态阶段性的变化,撤离过程受环境、气象、资源、交通、辐射环境等海量多源异构信息影响,决策人员难以综合分析大量复杂信息进行快速有效决策。本文以核事故应急撤离过程中的两个关键环节——人员集合和车辆运输为主要研究对象,开展应急撤离集合点人员分配、撤离路径规划、应急数据库等关键技术研究,并基于团队自主研发的数字社会环境下的虚拟核电站平台与核应急平台Virtua14DS完成了核事故应急响应撤离决策支持原型软件系统的设计开发。具体研究内容如下:(1)提出了基于集体最小受照风险值的核事故应急撤离的集合点人员分配方法,解决了以往按照行政区域指挥人员集合无法量化并减少受照风险的问题,实现了核事故应急撤离集合点人员的合理分配。该方法首先结合风玫瑰图与剂量场计算每个集合点的受辐照风险值,然后发展了以受辐照风险值为权重的Voronoi图方法进行集合点区域划分,为受灾区域人员分配最合适集中撤离的集合点,受灾人员根据所处区域选择风险值最小的集合点乘坐车辆撤离。(2)提出了基于最小集体剂量的核事故应急撤离最优路径规划方法,解决了以往路径规划以最短路线为目标,而获得的方案无法有效减少撤离过程中集体剂量的问题,实现了核事故应急撤离路径的智能规划。该方法首先同时考虑道路通行时间和剂量率分布情况,发展了基于通行累积剂量的Dijkstra-Dose算法进行最优撤离路线的搜索,然后基于均衡模型,考虑道路阻力,建立了以集体累积剂量最小化为目标的多路径撤离方案,使得在核事故下,将撤离车辆与人员合理安排在多条撤离路线上,使撤离过程中所有人受到的集体剂量尽可能的小。(3)基于以上关键技术,完成了核事故应急响应撤离决策支持原型系统的设计和研发。针对核事故应急数据多源异构的特性,在开源分布式关系数据库Greenplum的基础上耦合非关系型数据库Redis、MongoDB,对核事故应急信息进行优化管理,解决了数据事务性和高效存取的矛盾,提升了核事故早期信息的调用效率。在此基础上,采用分层模块设计,根据核事故应急撤离的业务需求,完成对系统四大功能模块:集合点人员分配模块、路径规划模块、数据管理模块和态势展示模块的设计与开发。本工作采用模拟核事故案例对发展的方法与软件进行了模拟验证。模拟验证结果表明,发展的基于集体最小受照风险值的集合点人员分配方法得出的集合点人员分配方案可以有效减少人员的受照风险值;发展的基于最小集体剂量的核事故最优撤离路径规划方法得出的路径规划方案可以使撤离过程中人员集体剂量更小。通过验证初步表明了本工作发展的核应急撤离关键技术与开发的撤离决策支持原型系统可以为核事故应急撤离决策提供快速有效的技术支持。