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舰船舱室火灾实时决策的关键技术研究

发布时间:2019-07-12 18:20
【摘要】:随着武器破坏威力的不断增强以及火源载荷的不断增大,舰船舱室在战时和平时发生火灾的概率都大大提高,已成为威胁舰船安全的主要因素,也是目前防火设计和灭火决策领域研究的重点。舱室的密闭性和受限性的特点,使得火灾一旦发生,其热量传播较快,烟气蔓延迅速,火势容易扩大。为此,舰船指挥员必须在第一时间做出最为有效的灭火行动决策,而这有赖于损管监控系统(DC-SCS)能否快速提供最佳的灭火方案,能否有效调度舰上可用的消防设备和人力。我军目前的DC-SCS同美军相比,在智能化方面还存在着较大的差距,尚无法满足这样的实时决策要求。本文针对如何及时获取火灾信息、如何自动识别火灾状态、如何快速预测火灾危害和影响以及如何实时给出最佳灭火方案等实时决策的关键问题开展研究,取得了相应的研究结论,具体如下:(1)针对传统信息获取方式落后、查询速度慢、显示不够全面的问题,提出了舱室灭火决策信息的可视化技术,研究解决了地理信息系统(GIS)实现信息可视化的关键问题,建立了舰船消防信息可视化平台,并在某型主战舰艇上得到了实际应用,为实时决策提供了信息保障。(2)针对传统探火方法判断时间长、识别准确率低、容易贻误灭火最佳时机的问题,提出了基于先进火灾传感器的舱室火灾智能识别方法,构建了智能识别火灾大小和类型的贝叶斯网络模型,在部分传感器失效情况下仍具有良好的识别能力和鲁棒性,为后续的火灾实时预测以及灭火方案生成奠定了基础。(3)针对现有方法无法反映起火舱室和相邻舱室中火灾发展变化与蔓延规律的问题,提出了防火区划内多舱室火灾的实时预测技术,给出了多舱室火灾的区域模拟模型,研究解决了热释放速率、模拟区域划分、火灾蔓延准则、舰员承受能力判断标准等实时预测的关键技术,分析得到了不同的火源功率、可燃物类型和通风条件等主要因素对火灾参数的影响规律,进而给出了火灾参数对消防员灭火和救援以及舰员逃生的影响规律,为后续制定最佳的灭火方案提供了定量的决策支持。(4)针对现有灭火方案生成方法无法有效解决时间不确定性、决策实时性以及资源平衡性的问题,设计了基于黑板专家系统(BES)的灭火决策方案生成的结构框架,提出了案例推理(CBR)和时间序列Petri网(TIPN)相结合的综合推理方法,为采取有效的灭火行动提供了动态的决策支持。本文的研究成果旨在扩展DC-SCS的智能化功能,增强舰船应对损害的态势识别、预测验证和决策反应能力,最大限度地维护舰船的安全和生命力,因此,具有重要的理论和应用价值,军事效益显著。
文内图片:图1.1舱室火巧实时决策系统结构图逡逑Fig.邋1.1邋System邋structure邋of邋化e邋paper逡逑针对舱室火灾在灭火决策方面存在的主要问题,围绕火灾实时决策领域所面临的实逡逑
图片说明: 消防资源管理子系统、数据传输子系统、武器威胁子系统等构成,其中,如何及时获取逡逑灭火决策信息、如何有效识别火灾状态、如何快速预测火灾的危害和影响、进而如何实逡逑时给出最佳的灭火方案,是舱室火灾实时决策系统研究的核也和关键。图1.1为舰船舱逡逑室火灾实时决策系统的结构图。逡逑灭火决策信息可视化平台逡逑| ̄舱室巧防信息数据库I邋I邋NB巧场景信息数据库I逦巧NB预案数据库I逡逑I信息湿示I邋Ig汕杉疲慑澹晌す芾恚卞澹删霾叻治觯慑义希慑危义希危殄危危五五五义希椤拗悄苁侗鹱酉担ュ濉龆嗖帐一鹪质担族濉鲥危焙Ψ从ψ摇觥e义仙佟ⅲв研拧鲆兀卞危谓锵低冲濉鲥巫酉低冲濉鲥危ǎ铄义希善宕衅鳎汕苫鸹遥慑澹慑濉鲥澹慑危澹澹慑澹慑危卞危被苫穑⒍义希慑澹危迹衬垮问叮∪茸鏊賣bf-?邋I邋■邋!案例巧理1 ̄?逦■———I邋DC-逡逑光学巧感器!I邋W七化》_I、别逦逦邋巧■邋.邋逦逦邋5逦*逦.灭火战术5CS逡逑温度传患器逦逦邋型■逦逦^逦^邋*逦巧火系统逡逑I人工极NB逦||火灾巧境hU邋1邋[ja晒爱1逦Lie■哩■推理n^iFI逡逑逦画Iill逦逦逡逑损坏的消防巧源If邋w可巧的消防资诞逡逑武器威胁子系统逦消防资源管理子系统逡逑巧子,普I逦巧坏的巧防资巧邋损坏逦正在便用I逡逑I逦坏?逦?邋' ̄ ̄I ̄ ̄邋'邋1邋
文内图片:论文组织结构图
图片说明: 1.3.2主要内容与组织结构逡逑根据研究目的,本文的主要研究内容包括W下四个部分:灭火决策信息的可视化技逡逑术研究;火灾大小和类型的智能识别方法研究;多舱室火灾的实时预测技术研究;灭火逡逑决策方案生成的综合推理方法研究。图1.2给出了本文主要研究内容之间的层次和逻辑逡逑关系。逡逑-13-逡逑
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U698.4

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本文编号:2513892

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