一种船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法

专利2025-04-17  35


本发明船舶火灾应急处置,尤其涉及一种船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法。


背景技术:

1、船舶能源舱是船舶系统持续稳定运行的基础,由于能源舱内保存有大量燃料或易燃材料,一旦能源舱内发生火灾,若未及时进行针对性处理将会很快危及整个船舶以及作业任务的安全,但在应对不同等级和危害程度的应急处置办法上,目前并没有明确的方案,针对不同等级的火灾目前总体上处于保证安全裕量的原则下采取富裕处置方案,但对于远洋船舶以及军事领域等特定船舶而言,分配给应急处置的资源(包括人力和物力)受限,在长时间执行任务等过程中,理应合理分配各类资源,以降低应急处置资源的消耗,时期能够长期保证船舶的安全。


技术实现思路

1、本发明的目的在于,基于实际需求,提供一种能够利用船舶数据系统实现快速分析船舶火灾危险程度级别,以便于决策短迅速配置不同等级应急处置方案的船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法。

2、为实现上述目的,本发明采用如下技术方案。

3、一种船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法,包括如下步骤:

4、a1、建立火灾危险程度评价指标集,基于专家或评价系统该出的火灾危险程度评价指标进行筛选组合,建立包含有若干评价指标的评价指标集x:

5、x={x1,x2...xj...,xj}

6、其中xj表示第j个评价指标,j表示评价指标总数;

7、a2、基于事件标注,获取由不同评价系统i对各类火灾指标的危险程度评分qi,j:

8、

9、其中qi,j表示第i个专家或者系统针对某火灾的第j个评价指标给出的评分权重,xi,j表示专家i针对指标j给出的评分值;

10、统计分析所有专家或系统对于各类火灾指标的危险程度评分其中,q,ωi为第第i个专家或者系统的权重系数,i为专家或者系统总数;

11、a3、建立火灾危险程度评价模型

12、对于各类火灾的危险程度给出评价等级,基于其危险程度,划分为至少七个危险等级:危险程度极大、危险程度大、危险程度较大、危险程度普通、危险程度较小、危险程度小、危险程度极小,并分别用fvh、fh、fsh、fm、fsl、fl、fvl表示;

13、其中h=high表示风险程度高,l=low表示危险程度低,v表示程度增高,s表示程度下降;根据步骤a2中确定的各类火灾的危险程度得分集合各类火灾实际造成的损失估量,采用梯形模糊来建立不同危险等级的模糊分级函数,梯形模糊分级函数如下:

14、

15、

16、其中表示归一化的火灾危险程度评分量;

17、fw(ri,j)表示危险程度评分ri,j时火灾危险程度为fw时的概率密度函数,t火灾危险程度评分量分阶值,由火灾统计数据拟合得到;

18、a4、建立评价数据库,通过收集当前评价指标确定危险程度等级或者不同危险程度等级的概率。

19、对前述船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法的进一步改进或者优选实施方式,所述步骤a1中,其中评价指标集中至少包括燃烧指数x1、能量释放指数x2、规模指数x3、压差指数x4;

20、其中,燃烧指数

21、能量释放指数

22、规模指数

23、压差指数

24、mk第k类燃料的平均质量燃烧速率,表示其中是指能源舱内第k类燃料的最大质量燃烧速率,c表示火焰火焰衰减系数,αk是指第k类燃料的校正系数,dk表示第k类燃料的总质量,k表示燃料的总种类;mk是指第k类燃料的燃烧热;ρ为能量舱内平均空气密度,g为舱内实时重力加速度;δσ为能量舱与其周围舱室的平均压差,v为能量舱容积;

25、对前述船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法的进一步改进或者优选实施方式,所述步骤a1、还包括用于应对封闭式船舶环境的火灾危险程度的指标处理步骤,具体步骤包括,根据船舶情况增加以下评价指标:

26、考虑能源舱自身材料以及人员可承受的热辐射值指标,得到考虑燃料热辐射的评价指标y1,且:

27、

28、lk表示会引起能源舱损坏或身体伤害的燃料k的热辐射距离,l'k表示燃料k质心与能源舱或舱内人员的直线距离,tk表示燃料k燃烧时的火焰温度,t0为预设参考燃料燃烧的火焰温度。

29、对前述船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法的进一步改进或者优选实施方式,还包括考虑能源舱内外压以及氧气含量变化带来的影响,得到考虑燃料对氧气和压力影响的燃料空气影响指标y2,且:

30、

31、其中表示单位质量的燃料k燃烧后引起的空气体积变量。

32、其有益效果在于:

33、本发明在充分利用现有船舶能源舱内各类数据传感信息收集系统信息收集能力的基础上,提供了一种基于模糊分类和指标分析来实现自动化连续化火灾危险程度分析预测,对火灾发展进程进行持续跟踪分析的方案,能够帮助决策者有效获取火灾状态,方便其针对性的采取必要的应急处置方案。

34、本发明有利于降低火灾应急处置的人员和资源成本,在提供有效的火灾信息的基础上,协助决策短更好地确定火灾可能引起的破坏程度,以便于决策端进行有效针对。



技术特征:

1.一种船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法,其特征在于,所述步骤a1中,其中评价指标集中至少包括燃烧指数x1、能量释放指数x2、规模指数x3、压差指数x4;

3.根据权利要求1所述的船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法,其特征在于,所述步骤a1、还包括用于应对封闭式船舶环境的火灾危险程度的指标处理步骤,具体步骤包括,根据船舶情况增加以下评价指标:

4.根据权利要求3所述的船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法,其特征在于,还包括考虑能源舱内外压以及氧气含量变化带来的影响,得到考虑燃料对氧气和压力影响的燃料空气影响指标y2,且:


技术总结
本发明船舶火灾应急处置技术领域,尤其涉及一种船舶能源舱火灾危险程度分析预测方法。包括如下步骤:建立火灾危险程度评价指标集,基于专家或评价系统该出的火灾危险程度评价指标进行筛选组合,建立评价指标集;获取由不同评价系统i对各类火灾指标的危险程度评分;建立不同危险等级的模糊分级函数;建立评价数据库,收集当前评价指标确定危险程度等级或者不同危险程度等级的概率;本发明提供了一种基于模糊分类和指标分析来实现自动化连续化火灾危险程度分析预测,对火灾发展进程进行持续跟踪分析的方案,能够帮助决策者有效获取火灾状态,方便其针对性的采取必要的应急处置方案。

技术研发人员:张国洲,舒淇,郭晶晶,刘伯运,李胜男,赵博,夏子潮,陈莹
受保护的技术使用者:中国人民解放军海军工程大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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