各种装置是进行化工生产最基本的设施,是化工生产的基础。但是化工生产过程中使用大量易燃、易爆、有毒及强腐蚀性原料,在生产、储存、运输过程中各种装置发生泄漏,引起爆炸、火灾、中毒等事故越来越多,造成的危害越来越大。进行各种装置典型事故的发生、发展与防治机理研究,建立灾害模拟模型与开发预警应急系统,是提高社会应急救援能力的重要内容之一,具有重要研究价值和社会现实意义。本文重点研究了工业装置的泄漏(包括泄漏后的气体扩散)、火灾和爆炸等典型重大事故,给出了这些重大事故后果的模拟模型及其影响区域的计算方法;针对重大事故时人员疏散及救援时最佳路径的选择问题,实现了确定最佳路径的算法。对地理信息系统理论进行了研究,通过对现有的GIS系统软件的综合比较,选择了MapInfo作为开发重大事故预警与应急系统的GIS平台及基于此平台的开发模式;同时,将重大事故后果的模拟模型、最佳路径选择算法与GIS系统结合,开发了基于地理信息系统的重大事故预警与应急软件系统,并给出了应用实例。软件系统采用了事故分析模拟领域的最前沿技术(数值模拟技术)和GIS技术,实现了对重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故以及最佳应急和救援路径的数值计算和图形模拟,可以对事故进行即时模拟,为事故预防和事故应急救援提供决策支持。