基于虚拟现实技术的隧道火灾应急培训系统构建和研究

为了解决现实中隧道火灾应急救援演练成本高、危险性大、适应能力弱的问题,基于建构主义安全培训理论,以3Dmax和Unity3D为技术手段,构建隧道火灾应急救援培训系统。系统功能下设体验模式、训练模式和底层模式,对应开发6个培训模块和15个场景科目,实现在高沉浸性的虚拟环境中对隧道救援人员、管理人员进行火灾应急培训。研究结果表明:该系统可以提高人员参加应急救援演练的积极性,降低应急演练成本,使学员在安全真实的虚拟环境中熟悉救援设备使用方法,增强学员处理事故场景的能力。     

基于贝叶斯网络的建筑火灾动态风险评估方法研究

为提高建筑火灾风险评估的准确性,建立1种智能化的动态风险评估方法。针对具体建筑的风险评估,以物联网技术为基础,构建智能消防监测系统,在建筑日常使用过程中通过动态风险评估,实现火灾风险要素的实时监测、数据传输,充分发挥大数据、云计算的支撑作用,将贝叶斯网络方法引入火灾风险定量评估过程,构建火灾动态风险评估模型;结合具体的应用实例,分析不确定因素对风险评估结果的影响。研究结果表明:基于贝叶斯网络的动态风险评估方法能较准确地反映建筑火灾风险的可能性,达到实时监测、动态评估的效果。     

基于模糊综合评价-集值统计法的大型商场外因火灾风险性分析

大型商场火灾发生的原因多种多样,且易造成严重的后果和恶劣的社会影响。为了提高大型商场火灾风险性等级并且为其评价研究提供一种更加合理的评价方法,采用将2级模糊综合评价与集值统计法相结合的模型对大型商场外因火灾的风险性进行评价。根据相关法律法规并借鉴已有研究成果,充分考虑外因火灾的特点(主要从消防设施及能力因素、消防安全管理因素、人员应急疏散因素3个方面进行分析),建立针对大型商场外因火灾的评价指标体系,其中二级指标包括3个,三级指标包括12个。利用集值统计法将评价指标的描述表示为一段区间值,进而确定各评价指标的权重,并对得出的权重进行可靠性分析,采用加权平均模型确定火灾风险性总的相对隶属度,并求出模糊特征向量;最后根据总得分确定火灾的风险性等级。利用该方法对沈阳某大型商场外因火灾危险性进行了评价分析,并与传统的评价方法(层次分析法)相对比,其评价结果都为"二级(好)",表明该方法的评价结果合理。同时分析得到了大型商场火灾防控的薄弱环节,并提出了相应的有效改进措施。     

复杂结构隧道火灾烟气逆流与温度分布的数值模拟

隧道结构对火灾具有一定的影响,为了得到大曲率、变坡度复杂结构隧道火灾的烟气特性,依托深圳市某长大公路隧道建设工程,建立隧道模型,利用Star-CD/CCM^+数值模拟软件的烟火向导模块,对不同通风速度下的重型货车火灾进行了模拟研究,分析了不同通风速度下隧道内的纵向温度分布规律。结果表明:火灾热释放速率为30 M W时,无通风条件下,火灾烟气的最高温度位于隧道顶棚下方20 cm处,火源正上方的温度最大达到1190℃,隧道坡度的存在使得火源上游烟气逐渐向下游扩散,下游烟气温度在300 s后保持在500℃以上,该高温会对隧道结构造成一定的损伤;控制烟气逆流的临界风速为4.0 m/s,大于由Wu&Baker经验公式得到的值.表明隧道曲率对流场运动有一定的抑制作用;在该临界风速的作用下,烟气向火源下游扩散,扩散速度为6 m/S,烟气的最高温度降低至550℃,且位置向火源下游偏移6 m。建议火源下游行驶车辆的疏散逃生速度大于6m/s。     

一种基于分布式推理的火情探测系统

为克服用于火情探测的传统中心化系统网络负载高、灵活性差、推理效率低等问题,提出了一种无线传感网络环境下基于分布式推理的火情探测系统。该系统依托局部模糊逻辑和知识驱动聚类技术,能够融合当前环境信息、被预测的环境信息(短期知识)和偏差环境信息(长期知识),进而生成针对火情的更加复杂和精细的推理结果。该系统采用Ⅱ型模糊逻辑模型,避免了Ⅰ型模糊逻辑模型在建模非确定性局部知识和动态环境时准确率较低的问题;此外,该系统采用知识驱动节点自动聚类策略,并引入选择概率机制,有效降低了网络负载并提升了对非确定性的建模能力。对真实数据集进行试验,与多款基于无线传感网络的火情探测系统的试验结果对比表明,该系统能够生成针对火情的更加复杂和精细的知识推理结果,而且显著减少了无线传感网环境承载的消息数量,提高了知识推理的即时性和准确性。     

18650型锂离子电池燃烧特性及火灾危险性评估

为评估18650型锂离子电池的火灾危险性,以3种不同品牌的商品三元18650型锂离子电池为研究对象,采用锥形量热仪在不同辐射热和荷电状态下对3种电池进行了燃烧试验,分析了电池的热释放参数、烟参数、毒性参数和质量损失参数。并在试验的基础上构建了锂离子电池火灾危险性综合评估指标体系,计算了这3种电池在辐射热35kW/m^2及品牌1的18650型锂离子电池在25 kW/m^2条件下的火灾危险指数。结果表明:电池的热参数和毒性参数随电池荷电状态(SOC)和辐射热增大而增大,满电状态下的品牌1电池在辐射热为50 kW/m^2、35 kW/m^2和25 kW/m^2时的热释放速率峰值分别为9.23 kW、8.64 kW和6.26 kW;生烟量随电池SOC和辐射热增大而减小;综合评估得出了3种电池的火灾危险性。     

浮式LNG平台串靠卸载泄漏后果影响分析

浮式LNG生产储卸装置(FLNG)作为新兴的深海气田生产装置,集天然气生产、液化、储存和装卸功能于一身,其卸载方式主要有旁靠卸载和串靠卸载2种,其中串靠卸载因能适应恶劣海况而备受深海作业欢迎,但串靠卸载的泄漏后果和影响尚不明确,因此研究恶劣海况下LNG串靠卸载的泄漏风险及后果尤为迫切和重要。考虑海上极端气象条件,采用DNV公司的PHAST软件,定量计算FLNG串靠卸载方式在卸载臂发生小孔、中孔、大孔泄漏及全尺寸破裂时,LNG泄漏后产生的具有火灾爆炸危险性的蒸汽隔离区域,根据伤害阈值明确LNG导致人员低温冻伤和窒息的最小距离,并对可能发生的喷射火、池火和蒸汽云爆炸等恶劣事故造成的后果进行预测。     

煤自燃特性及自然发火预测预报指标体系研究

以梁宝寺矿3号煤层为背景,采用色谱吸氧法和氧化动力法对其自燃倾向性进行了对比分析。同时,通过煤氧化升温热解实验对其升温过程中各气体随温度的变化规律进行了分析,以实验所得和灰色关联分析所得定性和定量相结合的方式,优选出了不同温度阶段煤自然发火预测预报所对应的第一、第二和第三预测指标,建立了煤自然发火预测预报体系,为有效抑制该矿及同类矿井火灾的发生具有重要意义。     

热磨试间火灾爆炸风险分析

采用层次分析法对热磨试间火灾爆炸风险进行分析,以某企业热磨试间内热磨合作业过程为例建立了评价模型。为提高层次分析法的准确性和有效性,在层次分析法之前,引入事故树,通过事故树确定各级指标,在层次分析法之后,通过与模糊数学相结合,对模型进行模糊评价,得出模型所处等级D=0.7087,即该企业热磨试间火灾爆炸风险为"危险性较大"等级。研究表明,"事故树-模糊层次分析法"应用于热磨试间火灾爆炸风险分析是可行的,有助于企业有针对性地制定安全措施,预防热磨试间火灾爆炸事故的发生。     

Human and organizational factors in Chinese hazardous chemical accidents: a case study of the ‘8.12’ Tianjin Port fire and explosion using the HFACS-HC

Human and organizational factors have been proven to be the prime causes of Chinese hazardous chemical accidents (HCAs). A modified version of the Human Factors Analysis and Classification System (HFACS), namely the HFACS-Hazardous Chemicals (HC), was developed to identify the human factors involved in Chinese HCAs. The ‘8.12’ Tianjin Port fire and explosion, the costliest HCA in recent years, was reanalyzed using this framework, and the results were compared with the official accident inquiry report to determine their differences related to the identification of human and organizational factors. The study revealed that interacting human factors from different levels in Ruihai Company led to this catastrophe, and the inquiry report had limitations in the identification of human factors and the guidance for similar accident prevention. This study showed the applicability of the HFACS-HC in HCA analyses as well as the necessity to recommend this approach for future HCA investigations.