(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の媒質中に放出されかくしてプルームを作り出す物質の量を推定する方法において、
多数の場所のうちの各々で、少なくとも１つのセンサを介して、かつ多数の時刻に前記物質の実際の濃度測定を多数回行う段階と、
前記場所の各々における前記多数の実際の測定濃度および前記測定時刻の関数として、放出された前記物質の放出レートを推定する段階と、
からなり、
前記の推定する段階は、試みの放出レートに基づいて予測時刻での予測濃度を提供する段階と、前記実際の測定濃度および時刻と、前記予測濃度および時刻とを比較する段階を含むと共に、該推定する段階はさらに、該比較の結果に応じて前記の試みの放出レートを修正して該修正された試みの放出レートに基づく予測濃度および時刻をもって、前記実際の測定濃度および時刻が許容誤差限界内に収束したことを決定する段階とを含む方法。
【請求項２】
前記の推定する段階は、前記物質が中に放出される周囲媒質の大気条件を測定するように前記少なくとも１つのセンサを気象センサとして提供することによって、該大気条件を考慮する段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記の大気条件を考慮する段階は、広域ネットワークから気象データをダウンロードする段階、または政府ダイアルアップ気象サービスから気象データをダウンロードする段階、または気象専門家により気象を推定する段階を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記の濃度測定を行う段階は、前記物質の濃度を測定するような少なくとも１つのセンサを提供する段階および、前記少なくとも１つのセンサが前記プルームと接触することになると予測される場所に前記少なくとも１つのセンサを位置決めする段階を含み、かつ前記少なくとも１つのセンサが定置型センサおよび携帯型センサの中から選択されたセンサである請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記の少なくとも１つのセンサのうちの特定の１つのセンサを用いた特定の測定が有効な測定であることを決定する段階と、前記少なくとも１つのセンサのうちの前記特定の１つのセンサについての前記有効な測定に先行する濃度測定値を得るべく時間的に遡って前記特定の測定値を予想する段階とを含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
周囲の媒質中に放出されかくしてプルームを作り出す物質の量を推定する方法において、
多数の場所のうちの各々で、少なくとも１つのセンサを介して、かつ多数の時刻に前記物質の実際の濃度測定を多数回行う段階と、
前記場所の各々における前記多数の実際の測定濃度および前記測定時刻の関数として、放出された前記物質の量を推定する段階と、
からなり、
前記の推定する段階は、試みの放出レートに基づいて予測時刻での予測濃度を提供する段階と、前記実際の測定濃度および時刻と、前記予測濃度および時刻とを比較する段階を含むと共に、該推定する段階はさらに、該比較の結果に応じて前記の試みの放出レートを修正して該修正された試みの放出レートに基づく予測濃度および時刻をもって、前記実際の測定濃度および時刻が許容誤差限界内に収束したことを決定する段階とを含み、
前記の推定する段階は、前記プルームの移動時間についての前記の測定を調整する段階を含む方法。
【請求項７】
放出により作り出されたプルームから、放出された物質の量を推定するための物質放出レート推定システムにおいて、
前記プルームに位置付けされて前記放出された物質の実際の濃度を測定する少なくとも１つのセンサと、
前記物質が中に放出される周囲媒質の大気条件を入力するような大気条件入力部と、
アルゴリズムでプログラミングされ、多数の時刻に前記少なくとも１つのセンサからの多数の実際の濃度測定値を受信し、前記大気条件入力部から大気条件を受信するコンピュータベースの分析装置であって、前記アルゴリズムが前記濃度測定値および前記大気条件から、物質放出レートの推定値を生成する分析装置と、
を含んでなり、
前記の推定においては、試みの放出レートに基づく予測時刻での予測濃度と、前記実際の測定濃度および時刻と前記予測濃度および時刻とを比較するアルゴリズムとを含むと共に、該アルゴリズムはさらに、該比較の結果に応じて前記の試みの放出レートを修正し、この修正された試みの放出レートに基づく予測濃度および時刻をもって、前記実際の測定濃度および時刻が許容誤差限界内に収束したことを決定するシステム。
【請求項８】
放出された物質の量を推定するためのシステムであってその放出によりプルームが作り出される物質放出推定システムにおいて、
プルームに対して異なる多数の場所に位置付けされて多数の時刻に異なる場所で放出された物質の実際の濃度測定を多数回行うような複数のセンサと、
アルゴリズムでプログラミングされ、前記複数のセンサからの実際の濃度測定値を受信するコンピュータベースの分析装置であって、前記アルゴリズムが前記濃度測定値から、放出された前記物質の放出レートの推定値を生成する分析装置と、
を含んでなり、
前記の推定においては、試みの放出レートに基づく予測時刻での予測濃度と、前記実際の測定濃度および時刻と前記予測濃度および時刻とを比較するアルゴリズムとを含むと共に、該アルゴリズムはさらに、該比較の結果に応じて前記の試みの放出レートを修正し、この修正された試みの放出レートに基づく予測濃度および時刻をもって、前記実際の測定濃度および時刻が許容誤差限界内に収束したことを決定するシステム。
【請求項９】
前記推定値が、前記プルームの移動時間について調整される請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
放出された物質の量を推定するためのシステムであってその放出によりプルームが作り出される物質放出推定システムであり、
プルームに位置づけされ多数の時刻において放出された物質の実際の濃度測定を多数回行うような少なくとも１つのセンサと、アルゴリズムでプログラミングされ、前記の少なくとも１つのセンサからの実際の濃度測定値を受信するコンピュータベースの分析装置であって、前記アルゴリズムが前記実際の濃度測定値から、放出された前記物質の量の推定値を生成する分析装置と、
を含んでなるシステムであって、
多数回の実際の測定が、異なる多数の場所の各々で行われ、放出された物質の量が、前記場所の各々における前記多数の実際の濃度測定値および前記測定時刻の関数として推定され、
前記の推定においては、試みの放出レートに基づく予測時刻での予測濃度を含み、前記アルゴリズムは前記実際の測定濃度および時刻と前記予測濃度および時刻とを比較し、該アルゴリズムはさらに、該比較の結果に応じて前記の試みの放出レートを修正し、この修正された試みの放出レートに基づく予測濃度および時刻をもって、前記実際の測定濃度および時刻が許容誤差限界内に収束したことを決定し、
そして前記推定値が、前記プルームの移動時刻について調整される、
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対するクロスリファレンス
本出願は、本明細書にその全体を参考として取り入れている、２００１年４月１８日付けで出願された米国暫定特許出願第６０／２８４，７５０号および２００１年８月１５日付けの米国暫定特許出願第６０／３１２，４２９号からの優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、一般に、物質の放出量または放出速度、そしてより具体的には有毒化学物質の放出を推定するための技術に関する。さらに具体的には、本発明は、液体または気体状態の有毒化学物質の放出の推定に関する。本発明は、事象の展開に対する緊急時対応を指揮するためならびに事後分析または事前分析に対し使用できる。本発明は、化学施設といった固定の放出場所、ならびに貨車、パイプラインなどで発生しうるような移動可能な事象に適用できるものである。
【背景技術】
【０００３】
あらゆる緊急シナリオにおける重要な課題は、放出されつつある化学物質の量の推定である。避難経路または避難ゾーンまたはシェルタを所定の場所に計画するために、緊急事態対応者が知る必要のある被災面積は、他のいずれのパラメータにも増して化学物質の放出量により左右される。したがって、放出を適正に推定可能なことがきわめて重要である。
【０００４】
事象の一例としては、脱線した数台の貨車が未知の量の化学物質を漏出させている場合、または、プラントのプロセスエリアが有毒材料内に巻き込まれ、プロセス中のどこで漏出が発生しているか、そしてどれほどの量の化学物質が放出されているかを観察する方法がない場合、がありうる。各事象は他に比較するものがなく、非常に少量の材料が関与する可能性もあれば、その範囲が壊滅的である場合もある。初期推定は非常に困難であり、熟練した対応者でさえ、初期放出時には推量することしかできない。したがって、対応機関にとって、放出の迅速かつ正確な推定が、公衆に警告を出し被害から遠ざける上できわめて重要である。
【０００５】
既存の放出レート推定方策は、安定したプロセス再検討プログラムを有しかつその要員が放出発生の最大確率をはっきりと理解しているような固定の施設に対して、最高に機能する。当然のことながら、事象は固定の施設に制限されず、タンク車または貨車、荷船、トラックといった輸送ベースのものもありうるし、また、パイプラインの形で起こる可能性もある。関与しうる化学種の範囲は広いし、放出が無限に続く可能性もあることから、事象を迅速に評価する技術を獲得することが重要である。既知のシステムは、事象についての有用な情報を提供するものの、その事象の持続時間の有意な部分についての放出の評価はせず、また変化する気象の意義を考慮に入れることもできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、周囲（ａｍｂｉｅｎｔ）に入り込む化学物質の量および放出による被災面積の正確度を改善し、対応の努力を増強すべく、結果を獲得する速度を向上させすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
周囲（ａｍｂｉｅｎｔ）に放出されかくしてプルーム（ｐｌｕｍｅ）を作り出す物質の量を推定する方法には、一定時間にわたり物質の濃度測定を行うこと、そして多数回の濃度測定および測定時刻の関数として、放出された物質の量を推定すること、が含まれる。該方法はさらに、物質が中に放出された周囲の大気条件を考慮することも含まれうる。大気条件の考慮には、一定時間にわたる大気条件の考慮も含まれうる。大気条件を考慮することには、物質が中に放出された周囲の大気条件を測定するように適合された少なくとも１つの気象センサを提供することも含まれうる。大気条件の考慮には、広域（ｇｌｏｂａｌ）電子ネットワークから気象データをダウンロードすること、政府ダイヤルアップ気象サービスから気象データをダウンロードすることおよび／または気象専門家により気象を推定すること、が含まれうる。
【０００８】
放出された物質の量の推定は、プルームを嗅いで検出可能といった人間が感知すること等によって手動で行うこともできれば、物質の濃度を測定するようにされた１またはそれ以上のセンサによって行うこともできる。センサが使用される場合、該センサは定置式センサであっても携帯式センサであってもよい。携帯式センサが使用される場合、それは無線センサであってよい。さらに、該携帯式センサは、放出場所の風下といったような、物質放出開始点に位置付けることができる。携帯式センサは、事象発生の間移動させることができる。その場合のデータ収集は、移動後に再開することになる。
【０００９】
特定の測定が有効な測定であることの決定が行われ、有効な測定が得られる前の濃度測定値を得るべく時間的に遡った特定の測定値が予想される。センサが最初にプルームによる被災を受けた時刻にまで時間的に遡って該測定値を予想することができる。さらに、センサがその能力のもとで最大の測定値に達したとき、もはやセンサからの測定値を使用する必要はない。
【００１０】
時刻および濃度測定値の予測されたプロフィールを生成し、その濃度測定値をその予測されたプロフィールと比較することができる。予測されたプロフィールは、比較結果に応じて修正可能である。予測されたプロフィールへ収束するまで、アルゴリズムを実行することができる。多数の異なる場所でそれぞれ多数回の測定を行うことができ、これらの場所の各々におけるこれらの多数の濃度測定値および測定時刻の関数として、放出された物質の量を推定することができる。
【００１１】
発明の別の態様による、放出により作り出されたプルームから、放出された物質の量を推定するための物質放出レート推定システムは、少なくとも１つのセンサと、大気条件の入力部と、アルゴリズムでプログラミングされるコンピュータシステムと、を含む。該少なくとも１つのセンサは、プルームの所に位置付けされ、放出された物質の濃度を測定する。大気条件入力部は、大気条件を入力するようになっている。該コンピュータシステムは、該センサから濃度測定値を、そして大気条件入力部から大気条件をそれぞれ受信する。該アルゴリズムは、濃度測定値および大気条件から、放出された物質の推定値を生成する。
【００１２】
本発明の別の態様による、放出によりプルームが作り出されるその放出された物質量を推定するための物質放出推定システムは、少なくとも１つのセンサおよびアルゴリズムによってプログラミングされたコンピュータシステムを含む。該少なくとも１つのセンサは、プルームの所に位置付けされるようになっており、該放出された物質の濃度測定を経時的に多数回行う。コンピュータシステムは、該少なくとも１つのセンサから濃度測定値を受信する。アルゴリズムは、少なくとも１つのセンサから経時的に得られる濃度測定値のうちの多数のものから物質放出の推定値を生成する。
【００１３】
本発明のこれらのおよびその他の目的、利点および特徴は、図面と合わせて以下の明細書により、明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
ここで具体的に図面およびそこに示されている実施例を参照すると、無作為（ランダム）の設置場所に置かれた複数のセンサ１２を含む物質放出推定システム１０が、放出箇所Ｓにおける化学物質の放出によって作り出されたプルームＰの濃度を測定するものとして示されている。プルームＰは標準的には、液体または気体化学物質からの放出によるガス雲で構成されている。プルームＰは標準的には、通常目に見えない有毒ガス雲となる。ある状況下では、この雲は目に見えるものである。プルームは、図１でプルームＰ１によって示すように、放出事象の間に変化しうる。したがって、あるセンサは１つの事象の終期になるまで物質の濃度を読取り始めないことがあり、一方その他のセンサは一つの事象の早期に濃度を読取り始めて飽和するか、またはその読取り範囲の最大上限に達する可能性があるが、これらは時間の経過または現行の風の変化等によるプルーム変化の推移と共に変化しうる。本明細書における「有毒」という語の使用には、植物、動物または人間に有害であるか、または爆発性または引火性または腐食性またはその他の形で救急隊員による対応を必要とする化学物質を含みうる。
【００１５】
物質放出推定システム１０は、アルゴリズム１４（図５）を実行するコンピュータ（図示せず）および１つまたは複数のセンサ１０を含む。各センサから送られる情報は、センサＩＤ番号、その場所、読取りを行う時刻、そして濃度測定値を含みうる。この情報は、アルゴリズム１４に送られる。アルゴリズムには、それが測定できる化学物質のタイプ、それが飽和する濃度すなわちその最大測定値およびその他のあらゆる関連情報といった、各センサのセンサ特性が通知されている。センサとしては、プラントＳといった放出源の中をまたはその近くを連続して監視するように設計された固定センサ１２ｆもある。センサネットワークは、アルゴリズム１４を実行するコンピュータに有線で接続してもよく、連続的にセンサ読取り値を利用可能な状態におくことができる。これは、自動データ入力システムを形成するために利用できる。
【００１６】
測定は、放出内に設置された携帯式ガスセンサ１２Ｐによって行うこともできる。放出源Ｓの風下には対応者または検出車両を配置することができ、これらは、アルゴリズム１４を実行するコンピュータに伝達するための無線遠隔測定および全地球測位システム（ＧＰＳ）データを使用することができる。これは、自動データ入力システムと考えることもできる。携帯式センサは、放出場所の風下に位置付けられる。センサは、無線通信により中央制御装置と通信する無線センサであってもよいし、又手動で読取られてもよい。携帯式センサは、物質放出の開始点に位置付けできる。さらに、携帯式センサは、事象の間、移動可能である。この場合、データ収集の試みは移動中は中断して、移動後に再開することになる。センサは、事象の後で使用すべき収集データを、データログすることができる。また、固定センサは自立式であってもよいし、又デジタル制御システム（ＤＣＳ）またはプロセス論理コントローラ（ＰＬＣ）に接続されていてもよい。ＤＣＳまたはＰＬＣは、アナログセンサ出力をコンピュータにとって扱いやすいデジタルフォーマットに変換する。これらは、他の機器と共用するためのデータ読取り値を記憶し、コンピュータネットワーク上でデータを利用できるようにすることもでき、又コンピュータに直接接続されてもよい。ＤＣＳおよびＰＬＣは共に、アルゴリズム１４によってポーリングされる。
【００１７】
光イオン化検出器（ＰＩＤ：Ｐｈｏｔｏ  Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ：Ｆｌａｍｅ  Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、電気化学検出器等の種々のガス監視技術を利用することができる。放出の風下で、手持ちの携帯式測定計器を用いて、現場要員が測定を行うこともできる。濃度は直ちに、電話、無線、ファクシミリ等により、アルゴリズム１４を実行するコンピュータに中継されなければならない。これは、手動データ入力と考えることができる。その事象に被災した人によって濃度が表示される場合、主観的測定もまた行うことができる。上述の検知技術の一部または全ての組合せを、アルゴリズム１４によって利用することが可能である。
【００１８】
図２は、プルームＰの理想化された表現である。プルームＰは、例えば人間にとっての有毒性または爆発性濃度またはその他のこの種の濃度レベルの開始点となる、問題の中央領域にて理想的に作り出される。その問題の領域の外側の、ただしプルームＰの内側領域は、濃度がアルゴリズム１４により処理される領域ではあるが、必ずしも、測定可能な最低レベルではない。プルームＰの外側領域は、雲のレベルを、問題のレベルを下回る範囲で監視することのできる領域を表している。前述のように、センサ１２ｆは、フルタイム・ガス濃度モニター、標準的には、デジタル制御システムの一部であり、図２ではセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ１０と示されている。センサ１２Ｐは、携帯式センサモニターであり、分散配置されなくてはならない。センサＳ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８およびＳ９は携帯式センサである。あるガス監視センサは、化学物質の検出を開始するために、最高で例えば５０秒といった一定の時間を必要とする場合がある。これは、監視ラグまたはセンサラグとして知られている。大部分のケースでは、一旦読取りが開始すると、飽和状態にならない限り、事象の全体にわたりそのセンサを使用し続けることができる。あるいは、読取りは、アルゴリズム１４を実行する制御装置まで、測定値、時刻および場所を報告し戻す音声および手持ち式装置を用いて、一ヵ所で一回行われる。
【００１９】
図３を参照すると、番号列１６は、間隔Ｔ１、Ｔ２…Ｔ９に分割された１つの事象の間で各センサ（センサ１〜４が示されている）毎に、読取り値の取り扱いを示す。間隔Ｔ１〜Ｔ９は、一例にすぎない。これによりさらに少ないかまたは多くの間隔を利用することもできる。アルゴリズムが一旦間隔Ｔ１〜Ｔ９で実行されると、このアルゴリズムを再び繰り返すことができる。実施例においては、各間隔Ｔ１〜Ｔ９はおよそ６０秒であるが、それ以外の間隔を利用することもできる。
【００２０】
時刻Ｔ１で、事象は始まる。時刻Ｔ３は、センサ１および２が放出された物質による影響を受け始める最初の時刻である。センサラグに起因して、濃度読取りを得るために、例えば６０秒というさらなる時間がかかることがある。時刻Ｔ４で、センサ１および２は実際の濃度読取り値を得る。アルゴリズム１４は、間隔Ｔ４で行われた実際の濃度読取りに関係するセンサ１および２の双方について間隔Ｔ３に関する濃度値を、記入する。実施例においては、アルゴリズムは、間隔Ｔ４内でセンサ１および２について読取られた濃度読取り値と同じである、間隔Ｔ３における濃度読取り値を、記入する。間隔Ｔ７では、センサ２は、センサ２の計器タイプについて最大読取り値である読取り値を得る。これは、センサ２の飽和を表すので不正確であるから間隔Ｔ７以降はセンサ２からの読取り値は使用されない。しかしながら、センサ１は間隔Ｔ９を超えても有効な読取り値を得続ける。間隔Ｔ８で、センサ４は読取り値を得始めるが、信頼性の高い読取り値は得られない。しかし、間隔Ｔ９では、センサ４は、たとえ間隔Ｔ８で信頼性の高い読取り値を得ることができなかったとしても、その間隔Ｔ８で発生したとアルゴリズム１４が仮定する有効な読取り値を得る。有効な読取り値が時間的に遡って予想される間隔は、センサの物理的特性の関数であり、この間隔は読取り値の獲得と信頼性の高い読取り値の獲得との間のタイムラグによって設定される。間隔Ｔ９内では、センサ３は読取り値を取得し始めるが、それはまだ高い信頼性のものではない。
【００２１】
列１６内の読取り値の扱い方法は、図３中の右側の欄に示されている。間隔Ｔ３〜Ｔ６にて、物質推定放出の計算のためにセンサ１および２が使用される。間隔Ｔ７では、センサ１が放出レート計算のために使用された。間隔Ｔ８〜Ｔ９にて、アルゴリズム１４内での計算のために、センサ１および４が使用された。この技術は、有効な測定範囲に基づいて参加可能なできるだけ沢山のセンサに対して使用することができる。プログラムは、放出が停止するまで、事象が継続する間は何度でも、実行させることができる。放出がひとたび停止させられると、アルゴリズムは、以下でさらに詳述する数学的収束を得るために濃度を監視し続け、プルームを以下に規定されている予想濃度と比較する。
【００２２】
アルゴリズム１４は、実施例においては、放出レートについての推測されたまたは仮定されたまたは予測されたまたは試みの値をもって、拡散モデル（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｍｏｄｅｌ）を実行する。アルゴリズム１４は、各センサについて、時刻プロフィール１８を生成する（図４（ａ）〜（ｃ））。実際のセンサ情報すなわちセンサ時刻および濃度測定値は、予測プロフィールに合致させられる。特定の収束期間２０内に合致が存在するか否かの決定が行われる。全てのセンサについて、時間および濃度測定値に関する合致がその収束期間内に存在する場合、予測値は、真の値として記録される。そうでなければ、新たな予測プロフィールが試みられる。実際の濃度値がライン２２によって表されている。実際の時刻値がライン２４により表されている。収束については２つのループが存在する。１つのループは、時刻パラメータ上で収束し、もう１つは濃度パラメータ上で収束する。時刻および濃度パラメータの両方が許容誤差限界内で収束する場合、計算値は受入れられる。
【００２３】
その試みの方法は基本的に、放出レートまたは量について限界を設定することになり、その後、実際の放出レートまたは放出量を求めるために、二分ニュートン・ラプソン法（Ｂｉｓｅｃｔｉｏｎ  Ｎｅｗｔｏｎ−Ｒａｐｈｓｏｎ）、挟み撃ち法（ｔａｌｓｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の求根方法のうちの１つを使用することになる。この手順が完了した後、放出源Ｓについての「放出レート対時間」が得られ、これは次に化学的影響についての、拡散モデルに与えられる。この手順は、新しい情報が受信される都度繰り返され、更新が決定される。プルームの中心線Ｃ（図２）により近いところで取られた測定値ほどおよび放出点Ｓに近過ぎず遠過ぎない読取り値ほど、精度はより高くなる。
【００２４】
アルゴリズムを早めるためには、重み係数を適用することができる。この重み係数の値は、プルーム中心線でとられた測定値から、雲の縁部での測定値まで、例えば０．１だけ変化させることができる。したがって中心線濃度の精度について１％の許容誤差が設定されている場合、縁部測定値は１０％の精度しか必要としない。これは、各センサに対し重み係数をその位置の関数として割当てることによって達成可能である。反復中、これらの重み係数は、各センサについて収束基準を決定するのに使用できる。
【００２５】
その収束基準は、以下の通りとすることができる：
【００２６】
【数１】
0004515708.tif 000002
【００２７】
なお式中、Cmeas＝測定濃度
Cest＝推定濃度
ＴＯＬ＝許容誤差
Ｗｎ＝各センサについての重み係数でこのＷｎは０．１〜１の間にある
各センサについての上記式（１）中の基準を満たした後、プログラムは完了し、放出レートを報告することになる。
【００２８】
アルゴリズム１４は、気象データ（２６）および種々のセンサからのセンサデータ（２８）を得ることによって開始する。気象データは、気象センサ２７から得ることができる。あるいは、気象データは、インターネットといった広域電子ネットワーク、政府ダイアルアップサービス、その他の会社の固定システム、無線携帯式気象センサから得ることができ、又気象専門家等がそれを推定することもできる。３０では、アルゴリズムは、検出中の化学物質を決定する。化学物質が、何かを検出しているセンサのタイプに対応するものと想定する。換言すると、特定の化学物質のためのセンサがある条件を検知している場合に、有毒性放出の源がその化学物質であると想定する。アルゴリズム１４は、その結論が後に正しくないと決定された場合、それを変更することができる。
【００２９】
３２で、アルゴリズムはセンサのうちの１つを選択し、３４では１つの試みを行うかまたは予測された放出レートを選択する。拡散分析が３６で実行され、３８では収束したか否かが決定される。３８で収束しなかったと決定された場合には、新しい予測放出レートが３４で選ばれ、３８で収束したことが決定されるまで、３６で拡散分析が繰り返される。３８で収束したと決定された場合、放出レートおよびそれに伴う時間は４０で記録される。４２で、全てのセンサ１２がこの要領で処理されたものと決定された場合、全てのセンサについての放出レート計算は４４で評価される。これは、図３に示された測定時刻と共に、各々の測定濃度についての逆算モデルにより放出レートを推定することによって、達成することができる。各時刻における各濃度についての調整が、放出源から測定場所までの雲の移動時間を考慮に入れるために行われる。これらの時刻印付きのレートは時間的に昇順に選別されてから、プルームの全体的な影響についての拡散モデルに移行させられる。放出が始まる時刻から最も早くに記録された時刻についての推定レートが使用されることになる。同じ時刻でそれぞれ計算されたレートについて、算術的平均放出レートを使用することが可能である。センサからの放出レート読取り値が、有効な放出レート読取り値と一貫性のあるものである場合、公知の統計的プロセスを利用してこれら読取り値が結合され、モニター等の上に放出レートの影響が表示される（４６）。
【００３０】
物質放出推定システム１０は、事象が発生したときに放出される有毒化学物質の量の推定を可能にする。さらに、該システムは、分析からオペレータの技量をとり除いてきわめて自動化されたものとなる。さらに、１つの事象の発生をオペレータに警告するのに利用できるように、測定における１つの因子として時刻を考慮に入れることにより、該物質放出推定システムを監視システムとして使用することができる。実施例においては、携帯式センサ１２Ｐは、Rae Systemsによって製造されているタイプのもの、Gastoronicsにより製造された無線ガス検出システムまたはその他の市販の無線ガス検出システムでよい。物質放出推定システム１０を利用すると、データが変わるにつれて結果が更新される。１０分間といった間隔の間、データは自動的に更新される。より一層多くのデータが得られるほど、プルームを連続的に再生成することができる。
【００３１】
物質放出推定システム１０は、当事者による事象の後での再検討のために、その事象の記録を作成することができる。特に固定センサが設置されている設備を監視するために該システムを利用することが可能である。プルームの移動が予想される風下の場所には、携帯式センサを設置することができる。プルームの移動の監視は、物質放出推定システム１０によって可能であるように、大気条件の自動入力によって支援される。本発明は、当該技術分野において既知のあらゆる既存の拡散モデリングで好適に作用する。これには、当該譲受人SAFER Systems, L. L. C.から市販されているＲＥＡＬ−ＴＩＭＥTMシステム、米国政府により供給されているＡＬＯＨＡシステム、Radiant Corporationにより供給されているＣＨＡＲＭシステム、Brank Software Systemsにより供給されているＣＯＭＰＡＳシステム等を含みうる。かかる拡散モデルは、放出場所のまわりの物質バランスに基づいているが、その他の拡散モデルベースを使用することもできる。
【００３２】
物質放出推定システムは、ａ）ガス検出センサ、ｂ）気象学的測定、ｃ）放出位置情報、ｄ）放出開始時刻およびｅ）拡散モデルを利用している。システム１０で有用なセンサタイプの例としては、ＰＩＤ、電気化学物質、紙テープ、オープンパスなどが含まれる。センサの場所は、広域位置情報で測定されるかまたは口頭で表しうる。測定時刻ならびに濃度測定値の上限および下限が、対応すべき化学物質またはどの物質を正確に測定可能か等ということと共に、考慮される。気象学的測定には、風速および風向、ならびに環境保護局（ＥＰＡ）によって規定されるような安定的分類を含みうる。放出場所は、実際の放出源である。
【００３３】
物質放出推定システム１０は、自立型システムであってもよいし、又その他のプログラムの中に組み入れられてもよい。前述のように、システム１０は拡散モデリングのために利用でき、事象の展開、事後の事象の展開の再構築、および放出の発生に関する機器の監視、に対する補助をなす。有毒性液体または気体化学物質についての使用について記述したが、該物質放出推定システム１０はまた、非毒性化学物質放出を追跡するためにも使用可能である。
【００３４】
具体的に記述された実施形態における変更および修正を、均等論を含む特許法の原則に従って解釈される通り添付のクレームの範囲によってのみ規定されるように意図された本発明の原理から逸脱することなく、行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】被災地における現行の気象条件と共にいかにプルームの推移が変化しうるかを示す、有毒物質の放出により生成されたプルームおよびセンサの設置場所の上面図である。
【図２】有毒物質の放出の理想化された表現を示す図である。
【図３】事象の間の異なる時間的間隔中のセンサ対応を示す表である。
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本発明で有用なアルゴリズムを示す図である。
【図５】本発明による制御プログラムのフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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