基于模糊优化理论的生物质裂解装置转锥有限元安全分析

提出一种将模糊数学理论和有限元法相结合的结构优化分析方法,建立转锥模糊优化的数学模型,给出目标函数、设计变量和模糊约束条件;通过合理模拟转锥的边界条件和受力状况,建立生物质裂解装置转锥的有限元结构优化模型并划分网格,同时引入实际载荷及边界条件;根据约束的性质和设计要求,选取了模糊约束隶属函数,在优化过程中提出一种改进的水平截集法来考虑模糊约束的影响,从而调整最优解在空间的位置,可求得比传统优化方法更为合理的数学解;根据算法框图进行模糊优化运算,与普通优化设计方法所得结果相比,转锥的重量减轻5.2%。笔者为转锥及其他机械结构的优化设计和安全分析,提供了一种新的途径和依据。     

基于改进模拟退火算法的社会力量救灾派遣模型*

为提高社会救援力量参与救灾的效率,针对社会力量参与灾后救援的派遣问题,提出最优化派遣模型及其求解算法。根据“量力而行、就近就便”等原则,综合考虑社会力量的救援技能掌握程度和灾区的救援需求情况,将最大化救援效益作为目标函数,以抵达灾区时间和救灾经济成本作为约束条件建立模型;采用模拟退火算法对模型进行求解,根据模型改进Metropolis接受准则,并利用牛顿冷却定律优化温度衰减函数,提高模型收敛至全局最优的概率。结果表明:根据实际情况调整约束条件可以得出不同的最佳派遣方案,以满足灾区救援需求。提出的派遣模型和求解方法有效、可行。     

具有水上事故特征的目标P-中位应急救助选址优化及方法

科学地进行应急救助基地选址是提高应急资源利用效率和应急服务水平的关键,以南京海事辖区为例,对事故多发水域应急救助基地的布局规划和覆盖分配进行了优化研究。总结了辖区水域中影响应急救助站点选址的因素,有辖区事故重点水域分布、桥区水域、锚地3个因素,运用DBSCAN算法确定了辖区事故重点水域的分布情况,结合桥区水域、锚地影响因素,引入安全风险权重系数,利用P-中位建立了应急救助站点选址数学模型。构建的选址模型目标函数在满足设置的约束条件下取最小值,即实现了救援用时最少或救援距离最短。最后运用免疫算法求解选址优化数学模型。经过计算,在考虑时效性的基础上,较好地实现了应急救助对辖区水域的全覆盖和重点水域的重点覆盖。     

基于风险的化工园区供热工程布局优化

为从风险角度对化工园区枝状热网的布局进行优化,运用风险评估理论,首先建立了枝状热网的风险评估模型;然后建立了基于风险的热网布局优化模型和基于当量费用长度的热网投资模型;最后,应用遗传算法进行枝状热网布局优化,并根据优化目标函数设计了适应度函数,采用单亲进化策略中的交叉和变异算子来保证有效个体的数量。在遗传进化过程中,输出每一代风险最小个体的投资,作为选择最终布局方案的一个参考。结合具体例子,得到了风险最小的较佳热源位置和相应的管网布置方案;输出了不同热源位置下每一布局方案的当量费用长度,分析了不同布局方案的风险和投资分布情况;定义风险和当量费用长度的比值为R/E,用来判断各布局方案的风险和投资的合理性。将遗传算法与Dijkstra和Kruskal算法进行比较,结果表明,遗传算法能够得到风险最小的布置方案,且具有更好的寻优效果。     

高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价方法

火灾风险评价是减小和控制高层建筑火灾的基本手段。目前 ,高层建筑火灾风险的评价方法很多 ,但是很少有将概率方法与模糊评价方法相结合进行火灾风险评价的。笔者基于对高层建筑火灾风险因素的综合分析 ,建立了高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价模型 ,并以具体的工程实例 ,论述了该数学模型在高层建筑火灾风险评价中的应用 ,目的在于为高层建筑火灾风险评价方法的研究提供一种新的尝试 ,为采取合理的火灾防治技术措施在理论上、方法上提供有益的指导。     

高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价方法

火灾风险评价是减小和控制高层建筑火灾的基本手段。目前,高层建筑火灾风险的评价方法很多,但是很少有将概率方法与模糊评价方法相结合进行火灾风险评价的。笔者基于对高层建筑火灾风险因素的综合分析,建立了高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价模型,并以具体的工程实例,论述了该数学模型在高层建筑火灾风险评价中的应用,目的在于为高层建筑火灾风险评价方法的研究提供一种新的尝试,为采取合理的火灾防治技术措施在理论上、方法上提供有益的指导。     

基于有限元法的工字形结构安全优化设计

为了提高工字形结构安全力学性能,采用设计软件建立结构优化模型,通过软件Workbench进行拓扑优化辅助设计。主要对工字形结构在静载作用下开展拓扑优化设计,以质量减少百分比、最大应力、最大形变为约束条件,结构材料密度为可变参数量,结构最小体积密度设为目标函数,得出拓扑优化理想模型,为运用拓扑技术对结构安全应用领域优化提供可行的参考方案。     

基于NSGA-II的工业区急救点优化布局研究

针对工业区急救点布局存在的问题,综合考虑多种影响因素,建立多目标多约束数学模型.将成本、急救时间和急救点数量作为3个优化目标,并根据实际情况构建相应的约束条件.运用NSGA-II(带精英策略的快速非支配排序遗传算法)解决多目标优化问题,最终得到一系列Pareto最优解,其解空间分布均匀,并且具有良好的收敛性和鲁棒性.文章结合某工业区急救点优化问题对算法进行验证,结果与实际情况匹配良好,此研究具有重要的现实意义.     

基于多目标优化的危险化学品运输模式探讨

近年来,危险化学品在运输过程中的事故越来越多,危害也越来越大,人们关于运输的安全意识也越来越强烈。本文介绍了多目标遗传算法、多目标优化、多目标进化以及他们之间的关系,并将多目标优化问题与危险化学品运输紧密联系起来,建立基于多目标优化的危险化学品运输模式。通过对危化品公路运输的问题描述以及约束条件（包括运输人员、押送人员、运输车辆、监督部门等等）的确定,把该问题转化成为拥有多目标的数学模型,最后利用网格法对危险化学品运输多目标优化进行求解,把多目标问题转化成为多个相互联系的2目标问题,通过减少目标函数边界的方法进行优化。通过这样求解的多目标问题,能够保证运输路径最短、费用最低、安全性最佳,为危险化学品运输安全提供技术支撑。     

基于PCA-FPP-BP神经网络的高层建筑火灾安全评价

为解决高层建筑构造复杂、人员密度大、火灾触发因素繁多而造成高层建筑火灾安全评价困难的问题,本文提出基于PCA-FPP-BP神经网络的高层建筑火灾安全评价模型。首先运用主成分分析(PCA)对构建的高层建筑火灾安全评价指标降维处理,筛选主要信息;接着基于三角模糊数构建模糊评判矩阵,利用模糊优先规划(FPP)求解指标的权重值,减少主观的影响;最后考虑到指标间关系错综复杂彼此交叉和反馈的特性,选择BP神经网络对高层建筑火灾安全进行评价。通过工程案例证明该评价模型的实用性以及可靠性。     

高层建筑火灾救援力量研究

随着我国城市建设的快速发展,建筑正不断地向高空发展,城市高层、超高层建筑的数量日益增多。然而,高层建筑在朝向现代化、大型化和多功能化发展的同时,也由于楼层高、功能复杂、设备繁多,在火灾发生时不能像一般建筑从外部灭火,给扑救工作和人员疏散带来了困难。本文作者对火灾进行了分类分级,建立了火灾蔓延模型,依据高层建筑火灾发生发展的一般特点和基层中队进行灭火救援的基本要求,针对不同过火面积等不同情况,提出了高层建筑火灾第一救援力量调派方案,建立了增援力量模型,有利于快速生成救援力量方案,为消防队有效调度和科学利用消防资源,以最小的代价、最大限度的减轻人民生命财产损失和实现快速灭火提供了有力帮助。     

高层建筑地下室消防安全性能的分析与评估

以建筑性能化消防安全设计理论与方法为基础,以建筑物性能化规范标准为原则,以某高层建筑的地下室工程为例,对其超出高层建筑防火设计规范的地下室油罐和制冷机房安全通道等对整体建筑消防安全有重大影响的防火设计部分进行消防安全性能的分析与评估,同时给出地下室消防性能评估步骤与流程。结果表明,该地下室工程所采用的防火防爆与正常使用等措施,可对建筑物与人员提供可靠的消防安全保障。该地下室工程的消防安全设计可以供其他相关工程借鉴参考。     

基于Pathfinder和FDS的火场下人员疏散研究

为了探究高层建筑发生火灾时人员行为对疏散的影响,以上海静安区失火大楼为背景,运用试用版灾难逃生软件Pathfinder,对人员行为进行模拟.实验得到了人员在不同行为模式下逃生时所用的时间和楼梯间内拥挤情况,并探究家庭成员的行为对逃生的影响.利用Pathfinder进行SFPE模式和指导模式模拟以确定哪种模式中的行为属于安全的疏散行为.以《建筑防火规范》规定的允许疏散时间为标准计算出规定时间内的疏散的人数,从而确定处于危险状态下的人员数量和时间.建立了一个简化的高层建筑模型,采用FDS模拟软件对高层建筑火灾进行了火灾模拟,得出了烟气蔓延速度、温度、CO浓度以及能见度的变化规律,为高层建筑火灾烟气的有效控制、人员疏散、火灾扑救提供了一定的理论依据.     

高层建筑火灾致因因素分析与防火安全对策

针对高层建筑物火灾起火因素多、蔓延途径多、疏散困难、扑救困难等特点,全面分析高层建筑火灾致因要素并得到以火灾事故直接损失为顶上事件构建的局部事件树,从"人-机-环境"即技术(硬件)和管理(软件)的系统思路入手,提出建立以管理为纲目、技术为手段,突出管理对技术的指导与协调原则的高层建筑防火安全体系和高层建筑防火安全对策即建立完善救火系统、加强"三同时"、加强相关人员安全管理及培养相关人员安全意识、健全火灾应急预案。该研究成果以有效的解决高层建筑防火为目的,并为高层建筑设计、防火安全评价和应急预案制定等方面提供有实用价值的技术支持。     

贵州黔南州高层建筑消防安全调研与防火策略

对贵州省黔南州145栋现有高层建筑消防设施、消防装备、市政供水能力、居民的防火意识、自救能力等相关消防安全问题进行调查,将存在的问题进行了归类总结。结果显示黔南州高层建筑消防设施完好的只占总调查高层建筑的33.1%,大部分高层建筑存在不同程度的消防安全隐患,消防设备有待完善,居民的防火意识有待提高,黔南州高层建筑消防安全形势不容乐观,本文针对存在消防安全隐患的问题进行了分析,并提出了高层建筑防火策略。     

高层建筑火灾事故致因理论模型构建研究

从高层建筑火灾事故出发,对造成高层建筑火灾事故的本质原因、间接原因和直接原因三个方面进行了深入的分析研究,在借鉴事故致因理论基础上,结合我国高层建筑火灾事故特点和目前高层建筑消防安全的现状,构建了科学合理的事故致因模型。依据火灾事故致因模型提出了相应的控制和预防建筑火灾事故发生的具体对策和措施。     

既有建筑火灾危险性评价模型中隶属函数的确定

传统数学用精确性的、确定性的数学概念来描述客观世界。然而客观世界的多样性和复杂性使很多事物存在着亦此亦彼的情况,这便决定了模糊现象和模糊性存在着的客观属性。隶属度属于模糊评价函数里的概念,是对受多种因素影响的事物做出全面评价的一种十分有效的多因素决策方法,其特点是评价结果不是绝对地肯定或否定,而是以一个模糊集合来表示。建筑火灾风险评估的特殊性和模糊方法的优势,使得模糊方法在系统风险评估中得到广泛应用,特别是对于那些评判参数较多,评判结论比较模糊,评判过程比较复杂的场合应用的更为普遍。本文基于高层建筑火灾风险评估指标体系,以已有模糊数学三角函数隶属度评价模型为理论基础,建立适合既有建筑消防改造的隶属度评判模型。该模型不局限于区间划分方法,因此具有普遍适用性,从而使评价结果更科学可靠。     

基于灰色关联度的集对分析方法在高层建筑火灾危险性评价中的应用

为了对某钢管厂高层建筑进行火灾风险评估,基于高层建筑的防火、灭火设计要求,从防火系统、灭火系统、安全疏散和消防安全管理四个方面构建了高层建筑火灾危险性指标评价体系,并运用层次分析法确定了各火灾危险性影响因子的权重。根据集对分析的联系度模型对高层建筑进行火灾危险性评估,确定其安全等级。结合灰色关联度理论对差异度与同一度、对立度两组数据进行计算比较,选取绝对关联度大的值作为差异度系数i的值,从而可以确定各组联系度的值。根据联系度最大值所属的安全等级,确定了高层建筑的火灾危险等级为一般安全,结果与实际情况相符。     

高层建筑火灾中安全疏散的评价分析

由于高层建筑的迅猛发展,高层建筑的火灾防范和安全疏散成为一个重要的研究课题。笔者阐述高层建筑的火灾特点,以及人员安全疏散的安全评价在消防中的重要作用;综述火灾危险分析的方法;介绍几种可以用于安全疏散的评价方法,并结合各种评价方法的优缺点进行了比较。根据实际情况,选择了模糊综合评价法对某一高层建筑作了简单的算例,从其结果中可以看出:疏散楼梯、防排烟和通风空调系统及事故疏散标志、通信设备存在一些问题,需要整改,以确保人员疏散的安全性;制定相应的应急预案,调整人员疏散策略,确保火灾中人员安全、及时、迅速撤离火灾现场,至安全区域。