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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
许镇 薛巧蕊 陆新征 孙旋
当前建筑群火灾蔓延模型主要考虑二维水平蔓延,而忽略地面高程的影响,难以适用于地面高程变化明显的建筑群,因此需要建立考虑地面高程的建筑群三维火灾蔓延模型。在已有二维模型基础上,推导热辐射与热羽流的三维计算公式,建立了建筑群三维火灾蔓延模型;与精细计算流体力学模型对比,验证了三维蔓延模型的合理性;以云南独克宗古城与贵州温泉村火灾为例,开展考虑地面高程的火灾蔓延模拟。结果表明:三维蔓延结果比二维蔓延结果更加接近实际。为高程变化明显的山地、丘陵等地区提供了更准确的建筑群火灾蔓延模拟方法。
关键词：
建筑群 火灾蔓延模型 地面高程 三维
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
曾翔 杨哲飚 许镇 陆新征
我国西南村镇地区建筑密集,木结构众多,火灾频发。为有效防范村镇区域火灾,判断和识别其中潜在的火灾风险,该文提出了针对村镇区域建筑群的火灾蔓延模拟方法,并基于OSG(open scene graph)图形引擎开发了可视化平台。采用该方法对贵州温泉村和云南独克宗古城进行火灾蔓延模拟,并完成了火灾蔓延过程的可视化展示。结果表明:火灾蔓延模拟结果与实际情况吻合良好,该文提出的火灾模拟方法能够辅助调查火灾事故原因,并为消防规划和火灾防控提供科学依据和技术支持。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
田勇臣 刘少刚 赵刚 胡健 李文彬
该文通过对森林火蔓延模型的研究,建立了一种使用产生式原则的多模型森林地表火蔓延预测系统.此预测系统通过与森林火灾实时监控系统连接,将数据流动由传统公式计算中的单向流动,变为计算数据流回输入端,进行反馈修正计算,从而形成一个对数据库的修正与补充的系统,以达到减小模型预测误差的目的.与实测结果比较表明,该系统的预测结果可信,能够实现林火蔓延的预测.
关键词：
森林火灾 林火蔓延 预测模型 数据库
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张彦林 冯仲科 姚山 董斌
城市森林火灾是城市林业发展过程中出现的新问题,一旦发生森林火灾,对城市的整体运行功能带来毁灭性的破坏和危及人民群众的生命安全。该文以城市森林火灾发生后时间和空间上的蔓延为主要研究内容,以现代空间信息技术(航天遥感、航空摄影、地理信息系统、全球定位系统)为主要获取灾害信息的手段和工具,以非线性数学(人工神经网络、遗传算法、灰色系统)等为建模基础,应用知识发现技术提出了构建城市林火模型的思路。通过对城市林火的研究,建立城市林火蔓延和林火预测模型,有助于了解和预测林火的蔓延趋势范围及不同措施对林火蔓延的影响,从而为防止森林火灾的发生和评估灾后损失等提供依据。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
黄华国 张晓丽 王蕾
为了研究林火蔓延的动态预测及可视化模拟问题,该文在分析现有林火蔓延模型的基础上,提出选用三维曲面元胞自动机进行林火建模和蔓延模拟.该文初步完成了一个整合数字高程模型、气象因子、树种因子的三维曲面元胞自动机模型,设计了数据提取、加工、应用框架,开发出了能够进行林火蔓延三维模拟的软件系统.并通过八达岭林场局部地区的模拟,指出了应用该模型,可以实现不同条件下的林火蔓延模拟,快速预测林火发展趋势,同时探讨了模型改进的方向
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
陈喆 孙涛 张凌寒 秦前清
为建立林火蔓延动态预测模型,实现实时三维可视化模拟,构建了王正非--3D元胞自动机模型林火蔓延模拟框架。该模型考虑林火蔓延的物理规律和全局因素的相互作用,在王正非山火初始蔓延速度经验模型的基础上,综合考虑地表植被类型、地形坡度、风速、风向、温度5个因素,并根据元胞之间能量传递建立状态转换规则。以我国西南火灾高发区作为实验区域,在多约束条件下模拟林火蔓延行为并获取林火矢量边界,实验证明该方法简便、高效、输入参数少、运算效率高,可以实现不同条件下的林火蔓延快速模拟。
[期刊] 林业科学
[作者]
秦向东 阿布里提
利用计算机图形技术,以波动传播模型为基础,吸收了邻接单元模型的优点,设计基于计算机图形技术的林火模拟蔓延模型。这种模型用预定义的灰度图表示蔓延状态,将图元集中存储的过火区形状按一定的像素栅格运算规则写入灰度图中,来模拟火灾的波动蔓延过程。模型还利用漫染填充算法来处理具有复杂拓扑关系的地理要素附近的蔓延,并将过火区形状的投影变换转化为图元的旋转和错切变换。分析这种模型性能上的优势和局限,包括对局部失真和畸变的影响。从给出的算例和初步的理论分析可见,新模型可以将林火蔓延模拟的计算速度提高1个数量级以上,其他计算性能也有大幅度提高。模型可以为森林火灾的扑救提供精确、实时、全局的火场发展预测图,并且不...
关键词：
森林火灾 计算机模拟 蔓延模型 图形技术
[期刊] 保险研究
[作者]
刘天卓 产慧贤
近几年古建筑群火灾事故的数据显示人为因素是关键诱因，为了引导投保人积极防灾，本文引入委托代理理论和博弈模型探讨古建筑群火灾保险契约模型设计。以往灾害保险合同设计只考虑灾害发生概率和损失大小，契约双方满足最优风险分担条件，并且可以得到保费与赔付函数的相关性质。加入投保人防灾努力和激励约束的契约模型，由于不对称信息，契约双方无法达到帕累托最优条件，并且投入防灾努力会加大投保人的风险分担。为了落实防灾行为，本文借鉴博尔奇经典博弈模型，引入绩效机制，在双方的对弈中加入监督要素和奖惩措施，得到重罚可以预防欺骗，加强监督和奖励会加大投保人的保费支出的结论。最后，建议调控保费、加大监督力度、引入政府第三方力．．．
关键词：
古建筑群 防灾努力 委托代理 绩效博弈
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
吴乐 岳顺禹 程辉航 钟茂华
该文为研究高层建筑地下空间火灾烟气蔓延规律,在某高层建筑地下室开展现场火灾试验,通过测量起火区域、临近房间、楼梯间水平方向和竖直方向的烟气温度,对地下空间烟气多区域蔓延特性进行分析。结果表明:在起火区域,房间内起火后烟气蓄积作用显著,而楼梯间及前室由于与多区域连通,大量烟气向邻近区域扩散,因此导致烟气蓄积作用降低,形成稳定的烟气分层;在起火区域邻近房间,起火初期烟气在相互连通的多区域蔓延,在空间受限程度较低的楼梯间前室烟气分层作用明显,蔓延至远距离房间的低温烟气与空气掺混较严重,下部空间烟气温度有明显升高趋势;在楼梯间内,烟气竖向蔓延较快, 0.125 MW火灾场景下,烟气在300 s内可蔓延至4—5层区域,在楼梯间拐角处烟气层高度降至2.00 m,对人员疏散威胁较大。
关键词：
高层建筑 地下室 火灾 烟气扩散
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
唐晓燕 孟宪宇 易浩若
为了研究林火行为的预测预报及林火蔓延模拟的可视化问题 ,该文在分析了林火蔓延及其影响因子的基础之上 ,阐明了几种林火蔓延模型及其适用性 ,评述了选用不同的林火蔓延模型对实际火场的预测预报具有的重要理论意义及实用价值 ,初步分析了蔓延模型选择的 4个基本出发点 :模型的功能、模型适用的地区和植被类型、模型的假设条件、模型的检验频数等 .在假定已有蔓延模型的基础上 ,分析了国内外林火蔓延研究的发展状况 ,指出了在林火蔓延模型的基础上以地理信息系统为平台的林火蔓延模拟已成为林火行为预测预报的主要方向 ,同时讨论了林火蔓延模型和蔓延模拟的发展前景
关键词：
森林防火 林火模型 林火行为 模拟
[期刊] 物流技术
[作者]
赵鹏 张宏志 冉艳琼 李玲
根据物流运输的实际情况,建立了以重心约束为主要约束条件和最大化车辆利用率为目标函数的三维单车装载模型。对重心约束条件进行了完善,增加了重心安全系数的影响,并详述了整合重心的计算方法和利用遗传算法求解的关键技术。最后通过实际算例证明了模型和算法的有效性。
关键词：
物流配送 装载问题 重心约束 遗传算法
[期刊] 林业科学
[作者]
陈卓 刘海洋 黄全义 郑明章 栗健
【目的】利用云计算手段模拟林火蔓延过程,规划火灾应急路径,以促进救援力量快速、高效到达指定火灾地点,为布置林火阻隔措施预留充足时间。研究也为吉林省通化市东昌区的林火应急响应和预防规划提出建设性意见。【方法】以吉林省通化市东昌区为研究区域进行实地调研和模型推演。着眼于林火点单源和多源差异性,利用应急路径规划模型、Dijkstra算法模拟计算单源林火情况下最短救援路径,并纳入多源林火优先级理论,实现救援资源利用最大化。采用FARSITE模型对区域实例森林火灾进行蔓延速率模拟,获取林火发生后各阶段实时数据,综合考虑森林火点附近资源布局情况以及道路交通能力,进行救援路径的推算和防火道路的布局,以验证方法的可行性,并对森林火灾应急响应救援路径进行智能优选。【结果】在一般森林火灾发生时单个着火点的公式基础上,为2个及以上着火点引入优先级理论,再根据火情严重程度通过Dijkstra算法进行依次推演。此外,增加μ作为通行能力系数,以考虑路况、道路属性对救援通行时间的影响,得到新的路径公式。通过FARSITE模型,对2010年“5.3”一般森林火灾(20100503-220502-01)进行蔓延推演,在火源点起火5 h后,如果没有得到有效的人为干预,火情将演变为重大森林火灾,并蔓延到人居地区。由于风向影响,火源点东北侧的火情优先级高于北侧,若有条件同时进行救援,应急资源应按优先级倾斜。【结论】模拟结果表明,通过应急路径规划模型、Dijkstra算法和优先级理论,可以提高救援路径的获取速率,提前进行资源调配和人员安排,FARSITE模拟结合防火道路规划,联系火灾发生后各时间段的蔓延情况,能有效提升森林火灾决策效率,事半功倍地形成林火应急响应和预防规划方案。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王喆 安伟光 唐艳华 徐剑坤
狭长受限空间的火羽流及烟气层行为与常规建筑存在显著差异，其火源燃烧行为和烟气蔓延特性在热安全工程领域具有重要科学意义。开展研究性实验教学是实现消防工程专业培养目标的重要手段，为了提升实际教学效果，建立了融合“虚拟-实体、科研-教学、理论-实验”三位一体的实验教学方案。采用中尺寸实验平台进行火灾实验，按照实验设计、系统搭建、实验操作、教学结果来整体安排实体实验；通过Pyro Sim建立虚拟仿真场景、采用FDS进行模拟计算、通过场模拟图记录实验教学结果，使学生感知火灾发生发展的动态过程。通过实验展现了抽象理论知识的立体形态，有效地培养了学生的创新实践能力。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
马强 蒋弘瑞 王可 王波 丁龙 纪杰
中国古建筑多为木或砖木结构,具有较高的火灾隐患,因此古建筑群的早期火灾探测报警工作值得重视。图像型火灾探测器能够快速完成火灾探测并提供火源位置信息,非常适用于古建筑群的早期火灾探测和报警。然而,目前图像型火灾探测器的布置方式多依赖半定量的经验和法规,缺少准确计算探测器覆盖范围和评价布置方案优劣的方法。因此,该文提出了一种基于集合覆盖模型和最大覆盖模型的古建筑群室外图像型火灾探测器布置优化方法。首先结合古建筑结构信息和网格划分方法构建目标区域3D模型;其次分析图像型火灾探测器的有效探测范围,通过构建二元观测矩阵确定探测器在候选布置点处对目标区域网格的覆盖情况;随后以目标区域的布置成本和覆盖率为优化目标,基于集合覆盖模型和最大覆盖模型构建探测器布置优化数学模型;最后,基于遗传算法求解获得探测器的最优布置方案。该文以故宫太和殿、中和殿和保和殿所在区域为应用对象,分别获得了在给定目标覆盖率和预设成本情况下,以布置成本和覆盖率为优化目标的图像型火灾探测器最优布置方案。该文提出的方法可为古建筑群图像型火灾探测器布置提供科学参考,并具有一定的实用价值。
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