CN110059336A - 舰船人员疏散的评估方法 - Google Patents

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陈鹏华
黄健
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Abstract

本发明涉及舰船安全技术，是一种舰船人员疏散的评估方法。该方法可以计算舰上人员疏散撤离的时间。该方法将总疏散撤离时间分为响应时间A、移动时间T，救生艇筏的登乘时间E及救生艇筏的下水时间L，并给出了总撤离时间的计算公式。该方法提出了响应时间A的具体值，移动时间T的计算方法及其中的参数值，登程救生艇筏及救生艇筏下水时间E和L的获取办法。本发明可对舰船特定场景下的人员疏散效果进行定量分析比较，为总体设计安全性分析提供直接清晰的依据。

Description

舰船人员疏散的评估方法
技术领域
本发明涉及舰船安全技术，是一种舰船人员疏散的评估方法。
背景技术
在现代舰船的设计中，安全性的考虑是设计内容的重要方面之一。在遇到诸如火灾、浸水、战损等紧急情况时，就必须考虑舰上人员的应急疏散问题。
舰上人员的应急疏散问题涉及的因素较多，如舰船内部通道及梯道的规格及布局、人员初始战位及响应时间、人员密度、流速及速度、救生艇筏及集合站的位置等等。以上因素对人员疏散的影响以及相互之间的影响错综复杂难以厘清，因而在舰船总体设计中往往只依据经验对人员疏散的情况进行判断，缺乏定量的分析。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对军用及准军用舰船的人员疏散的评估方法：通过疏散撤离时间的计算评估特定场景下人员疏散的效果并获得定量的结果。该方法可应用于舰船总体设计中，特别是早期的方案设计，便于性能指标的评估从而利于总体设计优化。
1.总撤离时间的计算
计算的总撤离时间为t＝1.25(A+T)+n×(E+L)，其中
A为响应时间；
T为移动时间；
E及L分别为登程救生艇筏及救生艇筏下水时间；
N为系数，0≤N≤1。
2.计算响应时间A的方法
舰员作为作为受过专业训练的人员，熟悉舱室和通道梯道布局、报警系统及疏散撤离流程措施，所以响应时间较短。
取白天A＝45sec；
夜间A＝60sec。
3.计算移动时间(T)的方法
3.1.考虑的参数
3.1.1.净宽(Wc)
走廊和楼梯的净宽系扣除栏杆后的宽度，门的净宽系门全开状态下的实际通过宽度。
3.1.2.初始人员密度(D)
脱险通道中的初始人员密度D系指人员数量(p)除以与人员初始所在区域相连的脱险通道的可用面积，用(p/m2)表示。
3.1.3.人员速度(S)
沿着脱险通道的人员速度(m/s)取决于人员特定流率值和脱险设备的类型，人员速度值参见表1和表3(转换点后的速度为特定流率Fs的函数)。
3.1.4.流率(Fs)
流率Fs(p/(m×s))系指通过脱险通道某点单位时间单位净宽度的人数。 Fs值见表1(初始Fs为初始密度函数)和表2(最大值)。
表1作为初始密度D函数的初始特定流率值Fs和初始速度值S
表2最大流率Fs
表3特定流率Fs和速度值S
3.1.5.流速(Fc)
流速Fc(p/s)系指每单位时间通过脱险通道的特定点的预计人数。从下式可得出：
Fc＝FsWc (1)
3.1.6.流动时间(tF)
流动时间(s)系指N个人通过出口系统的一点所需要的总时间，计算方法为：
tF＝N/Fc (2)
3.1.7.转换处
转换处系指在出口系统中，通道的类型(例如从走廊至楼梯)或尺寸有变化，或通道合并或分开的地点。在转换中，所有出口计算流量的总数等于所有入口计算流量的总数：
∑Fc(进)i＝∑Fc(出)j (3)
式中∑Fc(进)i＝到达转换点的通道(i)的计算流量
∑Fc(出)j＝离开转换点的通道(j)的计算流量
3.1.8.移动时间T，修正系数和逆流修正系数
移动时间T以秒表示如下：
T＝(γ+δ)tI (4)
式中：γ＝修正系数,取值1.5；
δ＝逆流修正系数，取值0.3；
tI＝使用下节所述的计算程序产生的理想条件下的以秒表示的最高移动时间。
3.2.计算理想条件下的移动时间的程序
3.2.1.符号
为了说明程序，使用下列标记：
tstair＝整条脱险路径中的通过楼梯时间(s)
tdeck＝整条脱险路径中通过甲板的时间(s)
3.2.2.流动时间的定量
计算的基本步骤如下：
1)用图解方式解析脱险路径；
2)每层甲板的走廊初始密度D的计算。可假定战位(住舱或工作处所)中的人员同时移入相连的走廊，走廊密度因此为以净宽计算的走廊单位面积内的人员数量；
3)通过表1的线性内插法计算作为密度函数的初始特定流率Fs；
4)计算通向指定的相应脱险楼梯方向的走廊和门流量Fc；
5)一旦到达转换点，用公式(3)算出出口计算流量Fc。如果两条以上通道离开转换点，可假定每条通道的流量Fc与其净宽相称。出口特定流量Fs系由出口计算流量除以净宽而得。有两种可能：
Fs不超过表2得最大值；相应的出口速度(S)作为特定流率的函数通过表 3中的线形内插法获得；或
Fs超过表2得最大值。这种情况下，在转换点会形成排队，Fs为表2的最大值，相应的出口速度(S)从表3获得；
6)对每一甲板重复上述程序，从而获得进入指定脱险楼梯的计算流量Fc和速度S的一组数值；
7)从N(进入阶梯或走廊的人数)和相关的Fc计算每个楼梯和走廊的流动时间tF，每条脱险路径的流动时间tF取每一部分的流动时间中最长者；
8)tdeck的计算定义为长度/速度比。对于脱险路径的不同部分，如果这些部分连续使用，移动时间应合计，否则应采用其最大的值。每个甲板应进行这样的计算；由于假定人们在每个甲板上平行移动至指定的楼梯，主要的tdeck值应取其最大值；
9)对于每段楼梯，移动时间计算为倾斜的楼梯长度和速度之比。对于每个甲板，总的楼梯移动时间tstair为连接甲板与集合站的所有楼梯的移动时间的总和；
10)沿脱险路径至指定的集合站移动的总时间为：
tI＝tF+tdeck+tstair (5)
11)拥挤点如下：
初始密度≥3.5人/m2的处所；和入口与出口计算流量(Fc)差＞1.5人/s的场所；
一旦对所有脱险通道进行计算，应选择最高的tI值按式(4)计算移动时间T。
4.计算E+L的方法
E及L分别为登程救生艇筏及救生艇筏下水时间。根据如下得到
1)类似船舶和撤离系统的实船试验的结果；或
2)基于模拟的登乘分析结果；或
3)制造商提供的数据，或
4)舰员使用救生艇筏的流程方法。

Claims (5)

1.舰船人员疏散评估方法，其特征在于，评估的指标为计算所得舰船人员疏散撤离时间t，t分为响应时间A、移动时间T，救生艇筏的登乘时间E及救生艇筏的下水时间L；t的计算公式为t＝1.25(A+T)+n×(E+L)。
2.如权利要求1所述的舰船人员疏散评估方法，其特征在于，响应时间A的取值，A＝45sec(白天)或60sec(夜间)。
3.如权利要求1所述的舰船人员疏散评估方法，其特征在于，移动时间T的计算方法，tI＝tF+tdeck+tstair。
4.如权利要求3所述的移动时间T的计算方法，其特征在于，作为初始密度D函数的初始特定流率值Fs和初始速度值S的取值，最大流率Fs的取值，特定流率Fs和速度值S的取值，分别见下表：
表1作为初始密度D函数的初始特定流率值Fs和初始速度值S
表2最大流率Fs
表3特定流率Fs和速度值S
。
5.如权利要求3所述的移动时间T的计算方法，其特征在于，修正系数γ和逆流修正系数δ的取值，γ＝1.5，δ＝0.3。
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