Terrorist acts using chemical agents: calculation of risk areas

Authors

  • М. М. Biliaiev Department of «Hydraulics and Water Supply», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipro, Ukraine
  • I. V. Kalashnikov State Enterprise «Design and Exploration Institute of Railway Transport of Ukraine «Ukrzaliznichproekt», 24-A, Str. Red Army, 7, Kharkov, 61052, Ukraine
  • U. G. Sharanova Department of Life Safety, State Higher Education Establishment «Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture», 24-A, Chernishevskogo st., Dnipro, 49600, Ukraine
  • Yu. М. Streltsova Department of «Hydraulics and Water Supply», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipro, Ukraine

Keywords:

territorial risk, terrorist act, chemical pollution, numerical modeling, air pollution

Abstract

Purpose. Development of a numerical method for assessing territorial risk in the event of a terrorist attack using a chemical agent. Methodology. To describe the process of dispersing a chemical agent ejected in the event of a terrorist attack, a two-dimensional equation for the mass transfer of an impurity in atmospheric air is used. The equation takes into account the parameters of the meteorological situation, the intensity of the chemical agent emission, the presence of buildings near the site of the release of a chemically hazardous substance. For numerical integration of the modeling equation, a finite difference method is used. A feature of the developed numerical model is the possibility of assessing the territorial risk, in the event of a terrorist attack, under different weather conditions and the availability of buildings. Findings. A specialized package of programs has been developed that can be used to assess the territorial risk, as in the case of terrorist attacks, with the use of chemical agents, and in the event of extreme situations at chemically hazardous facilities and transport. The method can be implemented on small and medium-sized computers, which allows it to be widely used for solving the problems of the class under consideration. The results of a computational experiment are presented that allow one to assess the possibilities of the proposed method for assessing territorial risk in the event of a terrorist attack using a chemical agent. Originality. An effective method of assessing territorial risk in the event of a terrorist attack using a chemically hazardous substance is proposed. The method can be used to assess the territorial risk in an urban environment, which allows you to obtain adequate data on possible areas of damage. The method is based on the numerical integration of the fundamental mass transfer equation, which expresses the law of conservation of mass in a liquid medium. Practical value. The proposed method for assessing territorial risk in the event of a terrorist attack using a chemical agent can be used to calculate the affected areas near administrative buildings, centers and other socially significant facilities.

Author Biographies

М. М. Biliaiev, Department of «Hydraulics and Water Supply», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipro

Dr. Sc. (Tech.), Prof.

I. V. Kalashnikov, State Enterprise «Design and Exploration Institute of Railway Transport of Ukraine «Ukrzaliznichproekt», 24-A, Str. Red Army, 7, Kharkov, 61052

Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof.

U. G. Sharanova, Department of Life Safety, State Higher Education Establishment «Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture», 24-A, Chernishevskogo st., Dnipro, 49600

Sen. Teach.

Yu. М. Streltsova, Department of «Hydraulics and Water Supply», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipro

stud.

References

Alymov V.T. and Tarasova N.P. Tekhnogennyy risk: Analiz i otsenka [Technogenic risk: Analysis and evaluation]. Uchebnoye posobiye dlia vuzov [A manual for higher education institutions]. Moscow: IKTS «Akademkniga», 2004, 118 p. (in Russian).

Beliayev N.N., Gunko E.Yu. and Rostochilo N. V. Zashchita zdaniy ot proniknoveniia v nikh opasnykh veshchestv [Protection of buildings from the penetration of hazardous substances into them]. Monografiya [Monograph]. Dnepropetrovsk: «Aktsent PP», 2014, 136 p. (in Russian).

Belyaev N.N., Gun'ko E.Yu., Kirichenko P.S. and Muntian L.Ya. Otsenka tekhnogennogo riska pri emissii opasnykh veshchestv na zheleznodorozhnom transporte [Assessment of man-made risk in the emission of hazardous substances in railway transport]. Krivoy Rog: Kozlov R.A. Publ., 2017, 127 p. (in Russian).

Stoyetskiy V.F., Golin'ko V.I. and Dranishnikov L.V. Otsenka riska pri avariiakh tekhnogennogo kharaktera [Risk assessment for accidents of anthropogenic nature]. Naukovyi visnyk NHU [Scientific bulletin of NMU]. 2014, no. 3, pp. 117-1124. (in Russian).

Zgurovskiy M.Z., Skopetskiy V.V., Khrushch V.K. and Beliaev N.N. Chislennoye modelirovaniye rasprostraneniia zagryazneniia v okruzhayushchey srede [Numerical modeling of pollution spreading in the environment]. Kyiv: Naukova dumka

Publ., 1997, 368 p. (in Russian).

Anthony Michael Barret (2009), “Mathematical Modeling and Decision Analysis for Terrorism Defense: Assessing Chlorine Truck Attack Consequence and Countermeasure Cost Effectivness. Dissertation” (Pittsburg, Pennsylvania, USA), 123p.

Biliaiev, M. (2012), “Numerical Simulation of Indoor Air Pollution and Atmosphere Pollution for Regions Having Complex Topography”, Air Pollution Modeling and its Application XXI (Springer). – P. 87-91.

“Guidance on safety Risk Assessment for Chemical Transport Operations”, The European Chemical Industry Council. Cefic. October 2013. – Access mode: http:// www.cefic.org, free.

John S. Nasstrom, Gayle Sugiyama, Ronald L. Baskett, Shawn C. Larsen and Michael M. Bradley (2007), “The National Atmospheric Release Advisory Center (NARAC) Modeling and Decision Supports System for Radiological and NUCLEAR

Emergency Preparedness and Response” (Int. J. Emergency Management), no. 3, vol. 4, pp. 1-32.

Downloads

Published

2017-10-24

Issue

No. 101 (2017)

Section

Computer systems and information technologies in education, science and management

License

Редакція  Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.

При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а  автор отримує перше попередження.

Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).