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舰船舱室火灾实时决策的关键技术研究
| 论文题名： | 舰船舱室火灾实时决策的关键技术研究 |
| 关键词： | 舰船;舱室火灾;决策行为;信息可视化;智能识别;风险预测 |
| 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。 |
| 作者： | 谢田华 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 林焰;迟卫 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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