一种火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间计算方法技术

本发明专利技术提供了一种火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间计算方法，综合考虑了火灾情况下探测器探测时间、人员在接受到火灾信号后的反应时间、火场中的疏散时间以及疏散行进总时间，对于船舶设计、应急情景设置、疏散预案的制定乃至推动航运业安全性的提升都具有重大的理论价值和社会意义。

A method for calculating the evacuation time of marine personnel in case of fire

The invention provides a method for calculating the emergency escape and evacuation time of marine personnel in case of fire, comprehensively considering the detector detection time in case of fire, the response time of personnel after receiving the fire signal, the evacuation time in the fire field and the total evacuation travel time, which can improve the ship design, emergency scenario setting, the formulation of evacuation plan and even promote the safety of the shipping industry Promotion has great theoretical value and social significance.

【技术实现步骤摘要】
一种火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间计算方法
本专利技术属于船舶人员撤离能力评估领域，具体涉及一种火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间计算方法。
技术介绍
随着造船技术的不断发展，船舶设计与建造呈现大型化、复杂化、智能化发展趋势，船舶载重量、载客量不断增大，一旦发生倾覆、火灾等灾难时，往往造成更为巨大的生命财产损失。因此，如何实现大量人员在复杂、狭小的船体空间内有序、迅速地撤离成为船舶设计中的重点问题，即在设计早期对船舶人员的撤离能力进行评估，对于船舶设计、应急情景设置、疏散预案的制定乃至推动航运业安全性的提升都具有重大的理论价值和社会意义。对于船舶人员疏散模型的研究相对较少，在现有对于船舶疏散模型研究中，沈继红等通过改进蚁群算法对船舶人员疏散问题进行了研究；刘红等在模型中引入当量长度，选用最短路径法来实现疏散路径的最优化；陈淼等将Agent理论引入船舶疏散模型中，同时对物理空间进行了建模，并在元胞自动机理论基础上结合舱室布局特点建立了CAEE模型。现有研究针对与海上建筑的研究，部分依靠国际海事组织规定下几种基本情景下的人员指标，并且并未针对火灾情况下进行详细分析；部分研究依据陆上建筑物中火灾情况下人员应急逃生进行分析，依据国标消防指导相关文件展开分析。综合来说，对于火灾情况下的海上建筑人员应急逃生研究具有片面性，尚未将海事组织相关导则性要求和国标消防指导文件进行有效的结合与分析研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供综合考虑火灾情况下探测器探测时间、人员在接受到火灾信号后的反应时间、火场中的疏散时间以及疏散行进总时间的一种火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间计算方法。本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：包括以下步骤：步骤1：获取火灾发生位置和人员所在位置，规划应急逃生路径并计算出在该条路径上人员疏散时间T；步骤2：根据房间面积属性，计算火灾发生时房间内人员疏散时间tstart,rm；步骤3：根据火灾发生位置中典型可燃材料，计算火灾探测报警时间TA；步骤4：计算火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间RSET；RSET＝TA+TR+tstart,rm+T其中TR为人员反应时间，人员在接收到火灾报警信号后反应时间在1分钟内。本专利技术还可以包括：所述的步骤1中规划应急逃生路径并计算出在该条路径上人员疏散时间T的方法具体为：步骤1.1：获取从起点到集合点的所有撤离路线；步骤1.2：获取每条撤离路线上的每分枝路径上的人数N；步骤1.3：根据分枝路径属性，计算撤离路线上人员的速度V和具体流量FS；所述的具体流量FS为每单位时间内每个单位面积内撤离路线中撤离路线的数量；步骤1.4：分别计算每条撤离路线的撤离时间T；其中，Lj为路径方案，i为疏散人流，该条撤离路线中共含有j条分支路径；Ly为该条撤离路线中第y条分支路径的长度；vy为该条撤离路线中第y条分支路径中的人员速度；Ny为该条撤离路线中第y条分支路径中的总人数；Fsy为该条撤离路线中第y条分支路径中的具体流量；Wcy为该条撤离路线中第y条分支路径中的静宽度；γ为修正因子，取值为2；步骤1.5：选取撤离时间最短的路径为海上人员应急逃生的最优路径。所述的步骤1.3中人员速度V的计算方法为：其中，N为路径中的总人数；L为路径长度；Wc为路径的静宽度。所述的步骤1.3中人员具体流量FS的计算方法为：其中，N为路径中的总人数；L为路径长度；Wc为路径的静宽度。所述的步骤2中火灾发生时房间内人员疏散时间tstart,rm的计算方法为：其中Aarea为需要疏散的房间面积之和。所述的步骤3中火灾探测报警时间TA的计算方法为：其中Q为火灾的释热率；α为火灾的增长系数。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间计算方法，综合考虑了火灾情况下探测器探测时间、人员在接受到火灾信号后的反应时间、火场中的疏散时间以及疏散行进总时间，对于船舶设计、应急情景设置、疏散预案的制定乃至推动航运业安全性的提升都具有重大的理论价值和社会意义。附图说明图1为火灾情况下人员疏散撤离时间节点图。图2为火灾情况下房间内人员疏散时间说明图。图3为某海上建筑局部疏散示意图。图4为本专利技术的总体流程图。图5为典型可燃材料与火灾的增长系数α对应关系图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述。一场火灾经过发展可以分为火灾发展初期、火灾稳定期以及火灾的衰减期。对于海上建筑中的人员应急逃生，同样要有发现火灾、疏散准备、人员行动、疏散完成等阶段。如图1所示为火灾情况下人员疏散撤离时间节点图。ASET＞RSET＝TA+TR+TM..................................(1)TA：火灾探测报警时间，指起火到建筑物内人员觉察到起火的时间；TR：人员反应时间，指人员疏散准备所用的时间；TM：人员疏散运动时间，指疏散到达安全区域的时间。人员安全疏散可用时间为ASET，疏散所需时间REST是决定人员能否安全从火场疏散的关键。其中ASET是由达到火灾场特性指标各个危险临界值的时间来决定。本专利技术结合国家标准消防规范，火灾报警器探测报警时间：Q＝αt2Q为火灾的释热率；α为火灾的增长系数，t为火灾的发展时间。火灾的增长系数α由火灾发生位置中典型可燃材料决定，如图5所示。工程上使用的感烟探测器在探测到100KW的火灾时会被激活并发出警报。在火灾发生后，房间内人员的疏散所需时间按照相关资料整合所得：疏散所需时间tstart,rm：式中：tstart，rm为火灾发生后，房间内人员疏散所需时间,单位为秒(s)；Aarea为需要疏散的房间面积之和，单位为平方米(m2)。需要疏散的房间面积之和Aarea指着火房间以及必须通过着火房间才能疏散的房间的面积之和。如图2所示，如着火房间为A1，则Aarea＝A1+A2+A3；如着火房间为A2，则Aarea＝A2。人员疏散运动时间中通道内的疏散时间T：规划应急逃生路径并计算出在该条路径上人员疏散时间T的方法具体为：步骤1.1：获取从起点到集合点的所有撤离路线；步骤1.2：获取每条撤离路线上的每分枝路径上的人数N；步骤1.3：根据分枝路径属性，计算撤离路线上人员的速度V和具体流量FS；所述的具体流量FS为每单位时间内每个单位面积内撤离路线中撤离路线的数量；步骤1.4：分别计算每条撤离路线的撤离时间T；火灾情况下人群疏散时间的经验公式：本专利技术根据火灾情况下人员撤离速度与人群密度之间的关系，并根据参考文献给出人群疏散时间的经验公式，提出了火灾情况下人员撤离速度下的应急逃生数学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：获取火灾发生位置和人员所在位置，规划应急逃生路径并计算出在该条路径上人员疏散时间T；/n步骤2：根据房间面积属性，计算火灾发生时房间内人员疏散时间t

【技术特征摘要】
1.一种火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：获取火灾发生位置和人员所在位置，规划应急逃生路径并计算出在该条路径上人员疏散时间T；
步骤2：根据房间面积属性，计算火灾发生时房间内人员疏散时间tstart,rm；
步骤3：根据火灾发生位置中典型可燃材料，计算火灾探测报警时间TA；
步骤4：计算火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间RSET；
RSET＝TA+TR+tstart,rm+T
其中TR为人员反应时间，人员在接收到火灾报警信号后反应时间在1分钟内。


2.根据权利要求1所述的一种火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间计算方法，其特征在于：所述的步骤1中规划应急逃生路径并计算出在该条路径上人员疏散时间T的方法具体为：
步骤1.1：获取从起点到集合点的所有撤离路线；
步骤1.2：获取每条撤离路线上的每分枝路径上的人数N；
步骤1.3：根据分枝路径属性，计算撤离路线上人员的速度V和具体流量FS；所述的具体流量FS为每单位时间内每个单位面积内撤离路线中撤离路线的数量；
步骤1.4：分别计算每条撤离路线的撤离时间T；



其中，Lj为路径方案，i为疏散人流，该条撤离路线中共含有j条分支路径；Ly为该条撤离路线中第y条分支路径的长度；vy为该条撤离路线中第y条分支路径中的人员速度；Ny为该条撤离路线中第y条分支路径中的总人数；Fsy为该条撤离路线中第y条分支路径中的具体流量；Wcy为该条撤离路线中第y条分支路径中的静宽度；γ为修正因子，取值为2；
步骤1.5：选取撤离时间最短的路径为海上人员应急逃生的最优路径。


3.根据权利要求2所述的一种火灾情况下海上人员应急逃生撤离时间计算方法，其特征在于：所述的步骤1.3中人员速度V的计算方法为：



其中，N为路径中的总人数；L为路径长度；Wc为路径的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈淼，杜世欣，张海鹏，高良田，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23