基于火灾模型的消防应急平台架构和功能分析

为预防并应对丽江古城发生大规模火灾,提出了消防应急平台架构。该平台包括信息获取、应急智能和决策指挥3大系统,运用地理信息系统(GIS)技术,将基础空间信息和消防安全信息整合,将火灾模拟分析、风险评估与消防应急指挥、数字应急预案制订有机结合起来。其中的火灾预测预警模型采用了基于元胞自动机的城区火灾蔓延模型。结合人员疏散和损失评估模型进行风险评估。消防应急决策指挥流程实现火灾预测与消防指挥的融合,为提高火灾安全管理和消防指挥能力提供了帮助。     

基于火灾模型的消防应急平台架构和功能分析

为预防和应对丽江古城发生大规模火灾,提出了消防应急平台架构。该平台包括信息获取、应急智能和决策指挥三大系统,运用地理信息系统(GIS)技术,将基础空间信息和消防安全信息整合,将火灾模拟分析、风险评估与消防应急指挥、数字应急预案制订有机结合起来。其中的火灾预测预警模型采用了基于元胞自动机的城区火灾蔓延模型。结合人员疏散和损失评估模型进行风险评估。消防应急决策指挥流程实现火灾预测与消防指挥的融合,为提高火灾安全管理和消防指挥能力提供了帮助。     

基于元胞自动机的高原林火蔓延三维可视化模拟

森林火灾威胁森林安全,导致生命财产与环境损失,动态模拟森林火灾对于预判森林火灾发展趋势,减少森林火灾危害,科学开展森林火灾灭火工作具有重要理论与现实意义.为更加形象、直观地展示林火三维可视化,将地理信息系统(geographic information system,GIS)三维可视化与元胞自动机模拟功能相结合来模拟林火蔓延,并借助王正非与毛贤敏模型,定义元胞状态转换规则函数,计算中心燃烧元胞单元在8邻域方向上的蔓延速度分量,最后以云南省安宁市温泉镇为案例区域,针对云南省"3·29"火灾,选择温泉镇地形、气象和植被等数据,模拟了"3·29"火灾林火蔓延三维可视化过程,在森林火灾实时动态监测方面具有重要指导意义.     

基于控制建筑物火灾垂直蔓延的自动喷水灭火系统设计

控制建筑物火灾的垂直蔓延,是控制建筑物发生立体火灾的重点和难点,对于高层建筑和超高层建筑尤其如此.现有的自动喷水灭火系统难以控制建筑物火灾的垂直蔓延,通过分析和设计,在建筑物火灾垂直蔓延途径如楼梯间、外窗、自动扶梯口等地点,设置自动喷水灭火系统,来控制火灾垂直蔓延,从而达到控制建筑物发生立体火灾的目的,这一设计在理论上和技术上都是可行的,经实践证实是有效的.     

木结构古建筑室内火灾发展的数值分析

消防安全是所有类型建筑中的重要问题,特别是在木结构古建筑中。在本文中,室内火灾实验是在一个高火灾荷载的木结构古建筑的全尺寸模型中进行,并通过烟气和火焰蔓延来探索火灾的增长及蔓延方式。使用FDS软件模拟不同火灾情景下火灾的发生发展过程,以研究火灾发展的影响因素,并预测木结构古建筑的火灾特征。结果表明,火源在大殿的角落和屋顶处易引起火灾蔓延;大殿内火灾荷载越多,火灾蔓延速度越快;木材的热解温度越低,发生轰燃时间越短。     

高层商用楼的防火原则与设计

文章对高层商用楼的防火应当采取以管理为主的防火预案与以技术为主的应急措施相结合的原则进行了具体的设计，提出建立四级防护体系和四节灭火系统的方法，可用作高层商用楼防火工作的参考。     

A cellular automaton evacuation model based on mobile robot''''s behaviors

The research of evacuation in some emergencies, e.g. fire, is of great benefit to reducing the injuries of persons. In this paper, a cellular automaton evacuation model based on mobile robot's behaviors is presented. Each person is treated as an intelligent mobile robot, and motor schemas, including move-to-goal, avoid-obstacle, swirl-obstacle and nervous-motion, drive persons to interact with their environment. The motor schemas are combined with cellular automaton theory, and an evacuation model is built. Evacuation simulation of persons with different move velocities shows that the pre-sented model can predict accurately the evacuation phenomena in some emergencies.     

古建筑性能化防火设计中火灾场景的设置

针对中国目前尚无古建筑的防火规范,提出了古建筑火灾场景设置中应注意的问题,特别是火灾蔓延问题。结合某古建筑的性能化设计,探讨了场景设置的原则和步骤,提出了火灾场景设计的完整步骤应包括:起火点位置的设定、热释放速率的确定和火灾蔓延特性分析。并着重分析了火灾的蔓延性,提出了古建筑火灾蔓延的2种途径。     

基于运动模式和元胞自动机的火灾环境下人员疏散模型

为模拟建筑物内火灾情况下人员安全疏散,提出了一种基于运动模式和元胞自动机的人员疏散模型。该模型借助智能移动机器人的运动模式,并考虑了火灾环境对人员的疏散行为的影响,即火灾环境对人员造成的生理心理影响从而导致低效的疏散行为。引入一个健康度的概念,在疏散过程中,人员的健康度会受到其周围的烟气浓度、温度,氧气、二氧化碳和一氧化碳浓度的影响而不断下降,从而导致人员的疏散方向的错位和疏散速度的下降。模拟了不同期望速度的人员从发生火灾的建筑物中疏散的典型过程。模拟结果与实际情况相符,模型为考虑火灾环境的人员疏散提供了一个可行的框架。     

A cellular automaton evacuation model based on mobile robot＇s behaviors

The research of evacuation in some emergencies, e.g. fire, is of great benefit to reducing the injuries of persons. In this paper, a cellular automaton evacuation model based on mobile robot＇s behaviors is presented. Each person is treated as an intelligent mobile robot, and motor schemas, including move-to-goal, avoid-obstacle, swirl-obstacle and nervous-motion, drive persons to interact with their environment. The motor schemas are combined with cellular automaton theory, and an evacuation model is built. Evacuation simulation of persons with different move velocities shows that the presented model can predict accurately the evacuation phenomena in some emergencies.     

建筑外覆面系统防火性能评价

 在分析建筑外覆面系统火灾蔓延特点的基础上,重点从外覆面系统建筑材料及构件燃烧性能的评价和外覆面系统整体防火性能的评价两个方面综合比较了欧美建筑外覆面系统防火性能评价体系,根据外覆面系统建筑材料及构件的燃烧性能以及是否存在空腔结构,提出了外覆面系统防火性能分级方法及其相应的防火性能评价要求,建议在进一步发展完善我国建筑材料及构件的不燃-难燃-可燃量化评价方法的同时,尽快建立外覆面系统整体防火性能评价方法以及确保测试构件与建筑外覆面系统实际状况相一致的机制,并把外覆面系统的防火性能要求纳入到建筑整体消防安全问题中统筹考虑,在国家强制性通用消防技术规范中明确提出外覆面系统防火性能的原则性要求及具体测试标准,进一步强化建筑行业自身在确保建筑外覆面系统防火性能方面的责任。     

基于元胞自动机带有干预机制的传染病模型

在经典SEIR模型的基础上，提出了基于元胞自动机带有干预机制的传染病模型，模拟了在医疗干预下传染病的传播过程，动态刻画了不同时间段疾病的爆发情况，体现了传染病区域性传播的特性以及流动性传染的特点。不同传染病各自传播的特征如周期性传播、消退型传播、爆发等，均能在模拟中体现出来，符合传染病传播的规律。仿真结果表明医疗干预和疫苗等医疗措施对传染病传播起到一定的抑制作用，量化了医疗干预的效果，为采取合理的预防及干预手段提供了量化依据。     

面向灾害蔓延仿真的元胞自动机通用模型

为模拟灾害蔓延而建立的元胞自动机模型种类繁多，但尚无一种通用的建模方法。基于此提出了一种面向灾害蔓延仿真的元胞自动机通用模型。首先，通过解析灾害蔓延机理和理论模型，根据灾害动态发展变化过程的相似性，将灾害蔓延分解为灾害量集、时空邻域集、判定规则集、更新规则集4个部分；其次，采用元胞自动机的建模方法将4个部分重新组合，构建灾害蔓延的元胞自动机参数计算仿真模型；最后，利用本方法改进了A.Ohgai的城市火灾蔓延模型，并进行了实例验证分析。研究结果表明：本模型只需输入环境数据和灾害起始扰动，就能得到灾害模型中的各项动态参数，可为多种灾害蔓延仿真提供通用建模方法和实现模式。     

非洲猪瘟舍内传播元胞自动机仿真研究

为了研究非洲猪瘟在封闭式猪舍内传播的规律,本文通过引入SI模型,并在此基础上进行改进,结合猪舍内猪只的移动规律及个体体质的差异,分析猪舍内猪只感染非洲猪瘟的概率;设计猪只个体接触后的感染规则,构建元胞自动机模型进行仿真,模拟非洲猪瘟在猪舍的传播情况;通过将元胞自动机模拟的非洲猪瘟的传播仿真结果与传统SI模型的传播数据进行对比分析。结果表明,元胞自动机仿真非洲猪瘟舍内传播能够与传统的SI模型传播数据可以实现较好的拟合,拟合度为0.96,同时使用元胞自动机作为非洲猪瘟的传播模型在预测方面具有优势,可以通过迭代对传播过程可视化,进而实时预测非洲猪瘟在密闭猪舍的传播轨迹,为相关传染病的仿真研究提供了理论指导。     

铜萃取车间的重大火灾危害分析与研究——以河南省灵宝市某企业为例

运用池火灾模型,通过对铜萃取车间发生火灾的可能性辨识、火灾发展扩大过程研究和危害后果分析,证明该类型生产车间易于发生重大火灾事故,还可能导致相关储罐及管道爆炸.大火产生的强烈热辐射可使附近人员、房屋建筑和设备受到极大损害,有引发群死群伤严重后果的可能.     

基于元胞自动机的矿井火灾人员逃逸仿真研究

本文根据元胞自动机理论建立了矿井火灾人员逃逸模型。描述了人员在逃逸中速度的变化。在考虑人员心理的情况下，建立了人员逃逸时遇到巷道交叉点时的交叉点巷道选择模型，将交叉点道路选择分为必须选择和自由选择两种，该模型能更好的贴近人员在交叉点巷道选择时的实际情况．为矿井火灾人员逃逸仿真提出了一种可行的方法。     

基于WRF模式研究动态风场对林火蔓延预测的影响——以西昌“3·30”森林火灾为例

风场是影响林火蔓延行为最关键的因素之一。许多林火发生在地形复杂多变的山区，会产生复杂的局部风场。为探究动态风场对林火蔓延预测的影响，以“3·30”西昌泸山森林火灾为研究对象，利用WRF(weather research and forecasting)模式模拟动态风场，并与林火蔓延模型耦合。分别将模拟风场和均一风场分别输入林火蔓延模型，基于林火蔓延过程中实际火场范围数据，分析动态风场对林火蔓延模型预测结果的影响。结果表明耦合WRF模式和林火蔓延模型考虑了分辨率更高更高、 且更为准确的局部风场，能够实现对森林火灾蔓延的动态模拟。预测得到的火场范围与均一风场相比与实际范围具有更高的相似度。     

基于元胞自动机的期权定价模型

针对期权定价难于模拟基础资产价格波动随机性的问题,设计了基于元胞自动机的期权定价模型．该模型将市场参与者看作一个个的元胞,使用元胞规则来模拟金融市场中交易者之间的交互行为。从而在总体上模拟出基础资产价格的变化．比较了模型产出的数据和Black-Scholes模型的计算结果,检验了模型产出数据的正态性,发现基于元胞自动机的期权定价模型不仅具有可行性,而且比Black-Scholes模型更有效．     

高层建筑凹型结构外立面火灾竖向蔓延规律数值模拟

在城镇化发展进程中，高层建筑作为容积率大，容纳人数多的一种独特建筑结构形式得到了迅猛发展，与此同时也给城市带来了较高的建筑火灾风险，尤其是随着凹型外立面墙体结构的设计使用，使得建筑火灾蔓延特性受到了显著影响。本文通过FDS数值模拟技术对不同凹型外立面结构因子影响下的火场温度、火焰前锋蔓延速率进行了研究，结果表明凹型外立面火灾竖向蔓延烟囱效应较明显；火焰前锋高度随时间符合指数函数变化关系，且当凹型外立面结构因子时，火灾前锋竖向蔓延速率达到最大。据此提出防火挑檐的合理设置可有效阻止火势沿凹型外立面向高处相邻住户蔓延。研究成果对凹型外立面建筑结构消防安全优化设计具有一定的理论指导意义。     

基于元胞自动机的火灾场景行人流疏散仿真研究

基于元胞自动机的场强模型在二维平面行人流疏散问题的研究中已得到了广泛应用.已有模型主要描述行人基于出口位置并跟随其余行人进行疏散的行为特征,未充分考虑火灾蔓延和局部拥堵对行为选择的影响,难以准确模拟这些情景下的疏散过程.实际情况下,火灾环境将显著影响行人的移动方向,周边行人流的拥堵程度则影响行人的移动需求.提出基于火灾场景的移动方向,考虑火灾导致的恐慌对移动方向的影响;基于行人流场景的期望速度,考虑行人流中局部拥堵对移动需求的影响,对已有场强模型进行修正.参数分析表明:考虑基于场景的移动方向和期望速度规则后,疏散时间和平均死亡人数均呈现变化;不考虑移动方向和期望速度的行为特征将低估疏散总时间,并高估火灾导致的平均死亡人数.