基于城市火灾风险的消防站分级覆盖选址模型——以济南市区为例

为更科学规划消防站选址，实现有限资源下应急资源的合理配置，提高消防站联动效率，根据“不同火灾风险等级的需求点应得到主管消防站和不同数量增援消防站服务”的原则，提出1种消防站分级覆盖选址模型，同时使用覆盖衰减函数表示消防站对需求点的覆盖度；基于遗传算法设计消防站分级覆盖选址模型的求解流程；以济南市区为例，基于POI和火灾数据，使用核密度分析法进行城市火灾风险分级，进而对选址模型进行验证。结果表明:以覆盖火灾风险值为评价指标，分级覆盖选址模型的选址结果优于现状消防站、广义最大覆盖模型、P-中位模型和P-中心模型。     

城市消防站选址布局优化及对雄安新区的启示

安全是雄安新区建设发展的重要保障和基础底线。消防救援队伍，承担火灾防范、火灾扑救、抢险救援等工作，是提升新区城市救援能力，保障城市安全的有生力量。消防站是消防救援队伍工作（执勤备战）的场所，优化消防站选址布局意义重大。面向雄安新区消防安全提升和应急救援能力提升需求，针对我国目前消防站建设过程中覆盖率低及消防站建设投资巨大等问题，建立位置集合覆盖模型和最大覆盖模型联合使用的选址方法，增加补充性约束条件对模型进行改进，提出基于GIS的选址模型应用流程，并通过实际案例应用研究，提出雄安新区消防站规划建设的启示建议。     

基于MCLP-BACOP模型的城市消防站选址研究

为提高消防站规划选址的科学性,合理调度有限的消防应急资源,提升消防应急响应效率,以湖北省某城市中心城区为研究对象,在火灾风险评估基础上,对消防站选址模型进行优化研究,构建了MCLP-BACOP结合覆盖模型并借助ArcGIS软件对模型进行优化求解。研究结果表明:通过MCLP-BACOP结合覆盖模型计算得到的中心城区消防站选址方案在对覆盖率影响较小的情况下,可以减少消防站数量并降低成本,同时能保证高风险区重复覆盖。该模型对于火灾风险较大的城区适用性强,在考虑经济因素及现实条件下,可有效提升城区消防响应效率。     

多阶段优化规划模型在天津应急资源基站优化规划中的应用

利用多阶段优化选址规划模型对天津市进行应急资源基站的选址规划研究.首先,利用集合覆盖模型(LSCP)确定满足需求的最小应急物流基站数,然后利用最大覆盖模型(MCLP),在备选位置中,根据不同的应急时间标准确定满足需求的合适位置作为应急物流基站的选址.通过计算,分别得到在30 min、45 min和60 min的不同应急时间标准下覆盖天津市全境所需的应急资源基站数以及合理的选址规划方案.研究表明,多阶段选址规划模型将选址规划问题分步骤解决,使问题简化,可以应用于不同的城市安全规划过程,为城市应急管理提供了应急决策依据,有效提高了城市应急管理能力.     

化工园区消防站多目标选址模型

为提高化工园区的应急能力,针对化工园区内消防站的选址问题,建立一个消防站多目标选址模型。分析影响消防站选址的经济、时间、距离及覆盖率等基本因素,利用潜在生命损失值(PLL)对化工园区进行风险评估;建立消防站选址的约束条件,进而通过计算实现消防站的选址;通过实例验证模型的有效性。结果表明:该模型能综合考虑潜在生命损失值和影响消防站选址的因素,确定化工园区消防站位置,完善园区消防安全体系。     

多源数据支持下城市火灾风险评估及规划响应

为探析城市火灾风险的空间格局特征,提出科学的火灾防控体系,以合肥市为研究对象,基于火灾风险兴趣点(POI)数据、NPP/VIIRS夜间灯光影像数据、消防站与道路信息等多源数据,运用SAVEE模型和迭代方程评估城市火灾风险,并引入区位-配置(L-A)模型,从不同目标情境优化消防站点布局。研究表明:火灾高风险区主要集中于合肥市二环以内的建成区,尤其是老城区、合肥西站片区、政务区、科学城和东部新中心等区域;现有48座消防站对研究区内的POI覆盖效果较好,覆盖率为86.76%,而对NPP/VIIRS覆盖效果一般,覆盖率仅为55.94%,覆盖率在合肥市东北部、西北部和南部部分地区仍有不足;基于最大化覆盖模型,规划新增44座消防站,明显提升5 min响应时间的覆盖率,可进一步夯实城市消防安全。     

基于Dijkstra算法的乡镇消防站选址问题

在规划时,影响消防站设置的因素很多,最短路径问题是消防站选址的关键内容。主要讨论了基于Dijkstra算法在广大农村辖区内合理的进行乡镇消防站选址的问题,简述了Dijkstra算法在乡镇消防站选址中的应用思路,并通过解决实际问题论证了这种方法的可行性和实用性。在解决实际问题中将各乡镇的交通网络图等效为带权的拓扑结构图,将消防站和各乡镇转化为图上的各个顶点,得出消防站节点到所有节点的最短路径（最短耗时）,然后根据实际需要来选择我们所需的路径和节点并建立合理的消防站。该方法为乡镇消防站选址的综合解决方案创造了有利条件,对于广大农村辖区的乡镇消防站选址提供了好的思路。     

城市老城区消防站布局优化研究

采用半定量方法对单位火灾风险进行评估,进而对消防防护子区域进行消防等级分级,得出规划区域内消防安全等级分布状况。通过GIS方法结合相关模型,研究消防站的布局优化问题,探索使城市老城区消防站布局优化的思路与方法。将研究结论推而广之,类似这种在城市内寻找一系列服务设施点最佳位置的空间选址问题,都可运用此方法,采用GIS技术结合相关区位优化模型,得出更加科学合理的布局方案。     

南海海域应急资源存储选址及调度方案研究

南海油气田的勘探开发属高风险作业。由于复杂的作业环境，现有研究成果无法满足南海探区的应急保障。因此，如何解决南海作业的应急工作问题是目前面临的首要问题。考虑南海特有的作业环境影响，以应急响应时间最小化及调度资源满意度最优化为目标函数，建立了一种基于浮式码头的多作业点、多供应点、多需求点的多目标优化模型，采用设计的混合启发式算法对其求解。以油气泄漏为例，定量分析了南海特有土台风在不同季节的影响权重，并对模型进行了验证。结果表明，在外部环境具有显著差异的情况下，资源存储地选址-调度的应急决策方案不同。所选择的目标探区中夏季和秋季更适合进行南海勘探作业。此外，根据不同季节应急点资源需求量的变化，同一锚泊点在不同季节具有不同的资源储备数量，决策者需根据作业时间窗按照应急需求合理配置应急资源。所得结果证实了模型及方法的有效性和可行性。     

道路交通紧急救援服务点的优化选址

针对道路交通紧急救援对公平性、效率性、事故并发性的多目标决策需求,提出用于道路交通救援点选址的多目标决策模型。该模型通过最小化最大救援时间满足救援公平性;通过最大化一次覆盖的需求量和最小化救援点到需求点总加权时间满足救援效率;通过最大化备份覆盖的需求量满足事故并发与重大事故的救援。针对多目标决策模型,开发基于模拟退火法的优化解法,结合算例分析,能够获得减少最大救援时间、最大化一次覆盖和备份覆盖需求量的多个目标方向上最优解,实现pareto最优化的成功率均在95%以上。实例计算比较表明,笔者提出的模型与算法可以为决策者提供多目标选址方案。     

地热水在矿山深部岩体单一裂隙中的渗流规律分析

选取PKN模型进行岩体裂隙地热水对流换热量的研究,计算了地热水在裂隙内的对流换热量,通过将裂隙截面展开求解对流换热面积,根据牛顿冷却定律计算得出对流换热量;由裂隙张开度的变化量计算岩体裂隙的渗流量,结果表明,在三维应力一定的条件下,岩体裂隙内地热水的渗流量随裂隙倾角变化而变化。从矿山中选取典型岩样进行加工,使之成为200 mm×100 mm×200 mm的标准岩样。试验结果表明,在裂隙倾角α=0°的情况下,裂缝的渗流量随β增加逐渐减小,并且在随β增加到90°的过程中趋于稳定,表明岩体裂缝为水平裂缝时渗流量最小,维持在一个稳定值;在α=90°的情况下,裂缝的渗流量随β增加逐渐增大,在β增加到90°的过程中,裂缝慢慢变为垂直裂缝,渗流量的变化也趋于缓和,增加到一个稳定值。     

草甘膦THz光谱的单分子建模研究

为获得草甘麟在THz波段的光学参数,利用太赫兹时域光谱(THz - TDS)装置对草甘膦标准品进行测试,获得样品在0.4～ 1.5 THz波段的折射率谱和吸收谱.结果表明,草甘膦样品有5个明显的特征吸收峰,吸收峰的位置分别为0.79 THz、0.89 THz、1.09 THz、1.31 THz和1.43 THz,它的平均折射率为1.512.为了更好地解析试验光谱,利用Gaussian 03程序的B3LYP函数与从头算理论HF在6- 311G(d,p)基组水平上.,以及DMol3程序的PW91、VWN - BP和BLYP 3种GGA密度函数在DNP基组水平上模拟草甘膦单分子,其中利用HF和VWN- BP函数计算出的峰位值与其对应的试验值较接近.这两种方法是模拟草甘膦单分子较为适合的方法.利用HF函数计算的键长、键角均与室温下X射线衍射值有相同的一致性趋势,而VWN - BP函数这一趋势不明显.     

井下有限空间内作业人员噪声危害调查

为研究煤矿井下环境相对封闭、空间相对有限的情况下,噪声对作业人员的影响及危害,通过问卷调查的形式,分别对开滦集团东欢坨及荆各庄2煤矿井下5个不同作业区人员进行了共计200份的噪声危害问卷调查。将问卷调查结果通过SPSS软件进行统计与分析,并将SPSS分析得到的数据用于分析井下噪声对作业人员的影响及危害,归纳出噪声对作业人员的影响因素,并对噪声、影响因素及症状之间建立了井下噪声对作业人员影响的理论关系模型。结果表明:在井下有限空间内,噪声对作业人员的危害最严重的症状是耳鸣,危害最轻的症状是畏惧感;参与调查的多为年龄较大、工龄较长的作业人员,噪声对工龄较长者的危害程度要大于对年龄较大者,且工龄与噪声危害之间存在Pearson相关性系数大于0的正相关关系。     

气溶胶粉尘在玻璃表面的沉积行为研究

玻璃是建筑装修的重要材料之一.有关玻璃的表面清洁技术非常丰富,但是对于粉尘粘附于玻璃表面的行为等的研究成果尚不多见.为此, 测定了玻璃片以不同角度放置在大气中,玻璃片表面粘附粉尘的分布规律和粉尘的粒径分布等特征;发现粘附于玻璃片上粉尘粒径分布不同于大气中的粉尘粒径分布,不同湿度对玻璃表面粘附的粉尘形状、粉尘数量和粒径影响很大.     

基于多传感器融合的林火监测

为了提高近距离火灾监测的准确率,建立了基于Arduino平台的多传感器实时监测系统.此系统安装在移动机器人身上以探测火灾.在林火发生期间,会产生CO、C02明火火焰及其他产物,并引起周围环境温度的升高.因此,选择合适的传感器,检测出以上参数,就有可能据此判断实际环境是否有火.通过在Arduino上搭建火焰传感器、温度传感器、气体传感器和烟雾传感器,可以实时监测环境参数.在无火和有火环境中进行了多次试验,进行数据采集,得到了大量原始数据.无火环境的数据是在不同的天气条件下测得的;有火环境由试验火堆模拟得到.在模拟的过程中,进行人为操作以模拟不同的火情.如通过浇湿底部的可燃物模拟预热阶段,试验数据因此更有代表性.数据分析表明,单个传感器的输出值波动大,且在有火环境和无火环境中的输出值有重叠.因此,用单一传感器来检测火灾的准确率很低.而同时分析3个传感器的输出值时,其输出值随所检测火堆的不同呈现出一致的变化规律.最后,利用神经网络进行多传感器数据融合.涉及5个输入变量,由神经网络实现对多变量的非线性问题进行模式识别.将前述试验所得数据划分为训练数据和测试数据,两类数据均包含一定比例的有火样本和无火样本.用训练数据对BP神经网络进行训练,可得到林火识别模型.用测试数据检验模型,结果表明,该BP神经网络对试验火的识别准确率为98.625％.     

基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估

对在役混凝土桥梁的耐久性研究是目前学术界的热点问题。使用科学的方法对其耐久性进行合理的评估,是解决该问题的关键。考虑到在役混凝土桥梁耐久性评估中的不确定性,利用改进的三标度层次分析法及模糊可拓理论,建立了基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估模型。首先,根据桥梁的结构及所处环境的特点,建立了在役混凝土桥梁耐久性评估指标体系。其次,运用改进的三标度层次分析法确定指标权重。然后,使用模糊可拓理论确定耐久性等级。最后,通过具体的实例分析,证明了该评估方法的科学性和有效性。     

排烟口设计对排烟效果影响的模拟研究

通过FDS模拟计算,考察烟气稳定性、烟气溢流厚度、烟气溢流量和机械排烟效率等参数研究排烟口高度的变化和排烟速率的变化对排烟效果的影响.研究结果表明:排烟效果随着排烟口位置的升高而逐渐变好,排烟口与蓄烟池下沿的垂直高度在0.8 m以上效果最好;排烟速率宜适中,过大容易导致烟气层紊乱,过小则控制烟气溢流效果不好并且排烟效率不高.     

软质聚氨酯泡沫阴燃前期热解特性研究

采用DSC-TGA(差示扫描量热-热重分析)同步热分析仪对软质聚氨酯泡沫(聚氨酯软泡)在不同氧气体积分数(0、10％、30％、50％)和不同加热速率(10 K/min、20 K/min、50 K/min)下热解到800℃的过程及其对阴燃的影响进行了研究.结果表明,当氧气体积分数介于10％ ～ 50％时,聚氨酯软泡热失重DTG曲线只有1个峰;当氧气体积分数降低到10％时,DTG曲线开始逐渐分离为2个峰;当氧气体积分数降为0(即氮气气氛)时,DTG曲线已经明显分为2个峰.这表明氧气体积分数对聚氨酯软泡热解特性具有重要作用.氧气体积分数和加热速率降低均对聚氨酯软泡的热解有抑制作用,均能减小阴燃传播速率和向明火转化的可能性.加热速率降低主要是延长了聚氨酯软泡的热解周期,从而减小了热解可燃气体积分数和放热速率.氧气体积分数降低对聚氨酯软泡热解的影响相对复杂的多:当氧气体积分数从10％降低到0时,主要提高了聚氨酯软泡的分解温度,而对热解速率影响不大;当氧气体积分数介于10％～50％时,氧气体积分数减小主要会降低聚氨酯软泡的热解速率、放热速率和放热量而对热解温度影响相对不大.氧气体积分数和加热速率降低抑制了多元醇的分解,而多元醇是聚氨酯软泡维持阴燃或向明火转化的主要物质及能量来源.     

包装性能对空运锂电池热失控影响的定量研究

包装是防止空运锂电池热失控后果扩大的关键,提出了一种基于试验的空运锂电池包装性能定量评价方法,利用自主设计的锂电池火灾试验平台对锂电池包装件开展热失控试验,结合试验结果分析选取初爆时间、初爆和燃爆时间间隔、热失控电池数量、峰值温度作为锂电池包装性能等级评价指标,引入物元可拓法构建包装性能熵权物元可拓模型,通过对不同包装形式和材料的锂电池包装件进行评价可知:现有瓦楞纸包装性能等级为Ⅲ(差),会严重威胁锂电池空运安全;采用玻璃纤维板包装,包装方式为玻璃纤维隔板加盖板时性能等级为I(优良),可显著提高空运安全性。     

热蠕变性对除尘滤袋PTFE缝线强力的影响

缝线是影响除尘滤袋寿命及可靠性的重要因素之一,缝线在长期热烟气作用下失效的案例愈来愈引起业界的关注。通过热态拉伸试验研究了热蠕变性对袋式除尘器滤袋用PTFE缝线强力的影响。在持续高温下对PTFE缝线进行拉伸试验,结果表明:PTFE缝线的拉伸断裂强力随温度升高而大幅下降,试验温度在250℃以上时,其拉伸最大载荷仅1~3 N(线密度1 200~1 250 den);PTFE缝线的拉伸断裂伸长率随温度升高呈现先上升后下降的趋势,在120℃左右达到最大值;高温环境对PTFE缝线的使用寿命有较大影响,缝线能在软化后受到外力作用而断裂失效,在实际工业生产中应给予关注。