CN111932054A - 电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法，包括的评估步骤具体为：获取爆炸灾害事故及应急装备现场资料信息，TNT当量法获取爆炸灾害事故的TNT当量，超压公式获取应急装备所承受的超压值，根据超压准则及相似定律确定实验平台药量、炸距实验参数，按照易损性及重要性原则从国家标准中确定应急装备性能评价指标，层次分析法确定评价指标分层及指标权重，根据实验结果即应急装备的性能受损情况及采用模糊数学法确定应急装备面临爆炸灾害环境时的适应能力。本发明提及的方法，可以采用实验平台测评电器类应急装备在爆炸灾害环境下的受损情况，进而采用模糊数学综合评价方法评估电器类应急装备在实际爆炸灾害环境下的适应能力。

Description

电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力评估方法

技术领域

本发明涉及公共安全与应急领域，更具体地说，本发明涉及一种电器类应急装备爆 炸灾害环境适应能力的评估方法。

背景技术

应急装备爆炸灾害环境适应能力主要是指应急装备抵御爆炸灾害冲击波破坏维持 其使用功能的能力。电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力在下列几个爆炸灾害场景中 显得尤为重要：一是在救援或生产作业过程中，有爆炸危险的场所突然发生爆炸，消防救援人员或现场工作人员受伤，他们随时携带的电器类应急装备，如呼救器、对讲机、 定位装备等等将会遭受冲击波冲击。此时应急装备能够抵抗爆炸冲击波破坏维持基本功 能，帮助受伤人员向外界发出危险信号及维持生命健康显得尤为重要。二是有爆炸危险 的场所突然发生爆炸，消防救援人员随身携带的危险气体探测器或者灾害事故现场安装 的危险气体探测器能否维持其原有功能，避免人员未做好保护措施进入危险环境，造成 人员二次伤害。应急装备一旦失效，事中即造成严重伤亡。

目前人们主要研究了应急装备在非爆炸灾害环境适应能力，然而对应急装备在实际 爆炸灾害环境冲击波作用下的适应能力很少有人关注。

发明内容

本发明目的为了填补评估应急装备在实际爆炸灾害事故下适应能力的方法的不足， 提供了一种电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应急装备爆炸灾害环境适应能力 的评估方法，具体步骤为：

S1：爆炸灾害环境的确定及事故TNT当量的确定；

确定需要研究的爆炸灾害事故案例，根据爆炸事故的种类、爆炸物质的物理化学特 性、爆炸物质的质量、事故的破坏范围及建筑破坏情况等获取爆炸事故案例对应的TNT当量；

只针对发生在空气环境中的爆炸灾害，步骤S1中所述的根据爆炸事故具体情况确定TNT当量，具体为：

当爆炸事故种类为常见的压力容器物理爆炸时，根据容器的容积、容器内介质的物 化性质、相态、容器内的压力关键参数计算获得爆炸事故对应的TNT当量，具体公式 如下：

当压力容器内的物质全部为压缩气体时，对应的TNT当量为：

其中，W_TNT为压力容器爆炸对应的TNT当量，kg；C为常用压缩气体或水蒸气爆 破能量系数，KJ/m³；V为容器体积，m³；Q_TNT为TNT炸药的炸热，KJ/kg。

当压力容器内的物质全为液体时，对应的TNT当量为：

其中，W_TNT为压力容器爆炸对应的TNT当量，kg；P为液体的绝对压力，Pa；V 为容器体积，m³；β_T为液体在压力为P和温度T下的压缩系数，Pa^-1；Q_TNT为TNT炸药 的炸热，KJ/kg。

当压力容器内的物质为气液混合物时，对应的TNT当量为：

其中，W_TNT为压力容器爆炸对应的TNT当量，kg；H₁为爆炸前液体的焓，kJ/kg； H₂为大气压下饱和液体的焓，kJ/kg；S₁为爆炸前液体的熵，kJ/(kg.℃)；S₂为大气压 力下饱和液体的熵，kJ/(kg.℃)；T₁为介质在大气压力下的沸点，℃；Q_TNT为TNT炸 药的炸热，KJ/kg。

当爆炸为化学爆炸时，根据爆炸物质的物理化学特性、爆炸物质的质量确定爆炸事 故对应的TNT当量，具体为：

当事故的爆炸物质为固体时，根据爆炸物质的TNT当量系数及爆炸物质的质量确定爆炸事故对应的TNT当量：

W_TNT＝KW

其中，W_TNT为爆炸事故的TNT当量；W为爆炸物质的质量，K为爆炸物质的TNT 当量系数。

当爆炸物的超压当量系数可以从由相关手册查出时，K＝超压当量系数，当爆炸物的 超压当量系数不可以查出时，由爆炸物的爆热确定TNT当量系数，

Q为爆炸 物质爆热，Q_TNT为TNT的爆热。

当事故的爆炸物质为气体或液体时，根据爆炸物质的蒸汽云当量系数、物质的爆热 及爆炸物质的质量确定爆炸事故对应的TNT当量：

其中，W_TNT为爆炸事故的TNT当量；W为爆炸物质的质量，Kg；α为蒸汽云当量 系数；Q为爆炸物质爆热：Q_TNT为TNT的爆热。

S2：确定待研究应急装备在爆炸事故中承受的超压；

所获取的待研究应急装备在爆炸灾害事故中所处的位置或距离爆炸中心的范围对 应的超压值或超压范围，包括：

空气中发生爆炸时，由于应急装备所处环境复杂，爆炸路径中的障碍物情况难以确 定，可利用下式求解对应的冲击波入射超压经验公式：

获取应急装备在所处的位置大致承受超压，其中，W_TNT为爆炸事故的TNT当量，kg；r为应急装备到爆炸中心的距离，m；ΔP_m为应急装备所处的位置对应的超压，kg/cm²；K 为爆炸系数，空中爆炸时取1，刚性地面爆炸取2，沙土地面爆炸取1.8。

根据实际爆炸灾害事故的现场地面情况及待研究应急装备在该爆炸事故中所处的 位置或范围，确定冲击波入射超压经验公式对应的爆炸系数，将该爆炸灾害事故中待研究应急装备所处的位置或范围及步骤1中确定的事故TNT当量带入选取入射的冲击波 入射超压经验公式，确定应急装备所处的位置或范围对应的入射超压值或超压范围；

根据入射冲击波超压、爆炸中心高度、炸药TNT当量及爆炸中心与应急装备的距离确定反射冲击波超压。具体的：

根据爆炸事故药量与爆炸高度的关系

确定发生马赫反射时的临界角度

(查手 册中的

图)，比较爆炸中心及应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

与临 界角度

(0～90°)确定反射类型，进而确定该爆炸灾害事故中待研究应急装备所处的 位置或范围对应的反射超压值或超压范围：

当

应急装备承受的反射超压为：

当

应急装备承受的反射超压为：

其中，P₀为大气压强，ΔP_md为地面爆炸时入射超压，ΔP_mk为空中爆炸时入射超压，ΔP_r为反射超压。

S3：确定实验平台药量及应急装备的位置；

根据冲击波破坏超压准则，只要应急装备承受爆炸超压一样，应急装备受到的破坏 作用也大致相同。按照霍普金森爆炸相似定律，确定当实验平台中应急装备承受的超压与步骤2中确定的实际爆炸灾害事故中应急装备承受的超压相同时，实验平台所需的炸 药药量及应急装备离实验药柱的距离。

所获取的实验平台药量及应急装备距离实验平台爆炸中心的位置，包括：

根据霍普金森比例定律，在药量为W₁和W₂的爆炸中，如果装备离爆心分别为r₁和r₂的距离上，它们之间满足如下关系式时：

爆炸后产生的激波波阵面 上的超压相等，获取实验平台应急装备承受的入射超压与实际爆炸灾害事故中应急装备 承受的入射超压相同时，实验平台所需的炸药药量及应急装备离实验药柱的距离，其中， W_TNT为爆炸事故或实验平台炸药的TNT当量，kg；r为应急装备到爆炸中心的距离，m；

进一步的，根据爆炸灾害环境的具体情况布置实验场地及设备位置。具体的：

根据事故爆炸高度、实际事故应急装备离爆炸中心的距离及应急装备的高度，确定 爆炸中心及应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

则布置实验平台的药柱中心与 应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

使

根据爆炸事故高度H₁及霍普 金森比例定律，确定实验平台药柱高度H₂，

根据事故地面情况布置实验平 台地面情况，当实验平台地面为沙土地面时，可铺设可移动钢板变为刚性地面，反之亦 然。

爆炸事故及实验平台的药量与爆炸高度的关系式

数值相同，则实验平台与爆炸 事故的发生马赫反射的临界角度

相同。

进一步的，遵照爆炸冲击波破坏超压准则：当受破坏目标遭受的爆炸冲击波超压相 等时，目标的受损程度大致相同。实验平台应急装备承受入射超压与爆炸事故研究物资承受入射超压相同，再加上两者的发生马赫反射的临界角度

及应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

都相同，则按照反射超压公式，实验平台环境下应急装备承受的反 射超压等于爆炸灾害环境下应急装备承受的反射超压。结合超压准则和空中爆炸相似定 律，可以获取实验平台应急装备承受的超压与实际爆炸灾害事故中应急装备承受的超压 相同时，实验平台所需的炸药药量及应急装备离实验药柱的距离。认为爆炸实验平台环 境下应急装备承受的破坏情况与爆炸灾害环境下承受到的破坏情况相同。

S4：应急装备性能评价指标的选取、划分及权重确定；

从功能角度出发，依据电器类应急装备的国家标准确定所研究的电器类应急装备的 主要功能。根据初步的实验结果、相关研究文献质料确定电器类应急装备的易损性功能、 重要功能，再依据易损性原则及功能重要性原则，筛选性能评价指标，采用层次分析依据各功能的共性及主次关系划分层次确定爆炸灾害环境适应能力目标层、判断准则层及性能指标层，从而建立所研究的电器类应急装备的爆炸灾害环境适应能力评价体系，并 采用层次分法确定各指标权重。

S4中性能指标权重确定，通过n个性能指标间两两比较，确定各指标之间的相对重要程度，构成两两比较判断矩阵A＝(a_ij)_n×n。

(1)将特定电器类应急装备的n个功能指标按照功能共性划分层次，一般可以分为电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力目标层、电器类应急装备一级指标层、电器类 应急装备二级指标层对特定器类应急装备性能评价指标进行分层，构建应急装备性能评 价指标体系。将二级指标层及三级指标层中的k个应急装备性能指标(k<n)分别两两 比较，依据重要性和易损性原则确定各功能指标之间的相对重要程度，构成功能指标两 两比较判断矩阵A＝(a_ij)_k×k。

其中a_ij就是功能指标元素u_i和功能指标元素u_j相对于上一层的重要度。

a_ij的取值范围为1到9之间的整数值，其中1表示两个功能指标元素对于上一层同样重要、3表示两个功能指标对于上一层而言前一功能比后一功能元素稍微重要、5表 示两个指标对于上一层而言前一功能元素比后一功能元素重要的多、9表示两个指标对 于上一层而言前一功能元素比后一功能元素极端重要、2、4、6和8表示介于对应1-9 之间的中间值。

(2)采用特征根法确定功能判断矩阵的特征向量W，AW＝λ_maxW。

其中λ_max是功能指标两两比较判断矩阵A的最大特征根，W是相应的特征向量，将 W归一化后即是各评价指标元素对于上一层的权重向量。

(3)进一步的，通过求解功能指标比较判断矩阵的一致性比例CR，当CR小于0.1，依据判断矩阵A求出的指标权重向量时可以接受的，否则，重新检查功能指标两两比较 矩阵A，修改错误的功能元素重要度a_ij直至一致性比例小于0.1。

一致性比例CR具体计算如下：

其中平均随机一致性指标RI可根据矩阵的阶数即某一层的指标元素个数k查表可得。当k为1、2、3、4、5时对应的RI为0、0、0.52、0.89、1.12。

(4)最后将三级级指标层中的各指标权重乘以其对应的二级指标层的权重即可得出n个电器类应急装备性能指标相对于电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力目标层的权重。

S5：基于实验结果评估应急装备爆炸灾害环境适应能力。

根据实际实验结果，即应急装备在不同爆炸冲击波峰值超压值下各性能指标的受损 情况，采用模糊数学法对所确定的评价指标定量化。通过构建模糊评价矩阵和各指标权重，基于最大隶属度原则确定应急装备爆炸灾害环境适应能力，采用实验平台，完成实 际爆炸灾害事故下电器类应急装备的环境适应能力的研究。

S5中采用模糊数学法对评价指标定量化确定应急装备爆炸灾害环境适应能力，具体步骤如下：

(1)根据S4步骤中采用层次分析法确定的n个应急装备性能评价指标，确定评价因素集可以设为X＝{X₁，X₂，X₃，…，X_n}；

(2)确定评语等级集，根据特定应急装备各项性能评价指标特性确定评价等级集，可以设为D＝{D₁，D₂，…，D_m}，并依据国家标准(无国家标准时采用行业标准)中各 项性能指标的具体值确定不同评价等级所对应的应急装备性能指标值；

(3)采用国家标准中规定的装置设备对实验后应急装备各性能指标的情况进行检测。依据检测得出的爆炸灾害环境冲击波破坏后各性能评价指标实测值，从每个因素 X_i对被评测对象进行量化，确定该因素对评语等级模糊集的隶属度(R|X_i)，然后建立 模糊关系矩阵，

其中，γ_ij为评价因素集X中X_i对评语等级集中D_j等级的隶属度；

(4)确定评价因素集中元素对于应急装备爆炸灾害环境适应能力目标层的权重 U＝(u₁，u₂，…，u_n)，S4步骤中方法确定；

(5)将应急装备各评价指标对应于目标层的权重U和各评价模糊关系矩阵R合成，得到特定应急装备爆炸灾害环境适应能力的模糊综合评价结果向量B，即B＝U.R＝(b₁，b₂，…，b_m)；其中，bi表示应急装备爆炸灾害环境适应能力从整体上看对Di等级的隶 属程度，即应急装备爆炸灾害环境适应能力从整体上看属于D_j等级。

可选的，采用最大隶属度原则对模糊综合评价结果向量进行分析，即确定b₁到b_m中最大值，当b_j最大时，应急装备爆炸灾害环境适应能力从整体上看属于D_j等级，环 境适应能力等级为D_j。

本发明相对于现有技术相比具有优点如下：

1、本发明提出了一种评估电器类应急装备在爆炸灾害环境适应能力的方法，弥补了人们对应急装备在爆炸灾害环境下适应能力研究的不足。实现了依托实验平台电器类应急装备性能实际受损情况的实验结果，结果综合评价方法，完成了电器类应急装备在 爆炸灾害环境下整体性能情况的评估；

2、通过依据实际爆炸灾害事故现场信息，采用TNT当量法确定爆炸灾害事故的TNT当量，依据超压破坏准则作为主要破坏标准即装备承受超压相同时遭受的破坏大致 相同，并利用相似准则求出与大型爆炸灾害事故中应急装备承受的超压相同时，实验平 台对应的药量和应急装备离爆心的距离，解决了利用实验平台模拟实际爆炸灾害事故的 困难。为采用实验平台研究爆炸灾害事故中应急装备的环境适应能力提供了实验方法；

3、通过运用层次分析法对选取的指标确定层次体系并确定体系中各评价指标对应 于应急装备环境适应能力目标层权重，通过运用直观的综合评价方法如模糊数学法，将难以准确定值的各级评价指标定量化，将受到多种性能指标制约的电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力情况做出一个总的评价，较好的完成了电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力评价。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法的流 程示意图。

图2为本发明实施例提供的电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法的具 体流程图。

具体实施方式

为了方便读者更快速、清楚的了解本发明的目的、技术方案，下面将对本发明实施例作具体的说明。显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施 例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得 的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法，具体步骤为：

S1，爆炸灾害环境的确定及事故TNT当量的确定；

只针对发生在空气中爆炸灾害，具体的，

首先确定研究的爆炸灾害环境，为了获取爆炸环境爆炸冲击威力，第一步就需要确 定该爆炸事故的TNT当量，通过对事故报告、现场调研报告、新闻纪实等资料信息分 析提炼获取待确定爆炸灾害环境TNT当量所需的信息：爆炸事故现场地面软硬程度、 应急装备离爆炸中心距离、爆炸的主要物质、参与爆炸的物质的总量，当政府官方事故 调查报告中如已给出爆炸事故的TNT当量，TNT当量采用事故调查报告中的数据。

所需的信息为爆炸事故的类型(物理爆炸、化学爆炸)、爆炸物质(固体、液体、 气体、及该物质的TNT当量系数)、爆炸物质的质量、爆炸物质的物理状态(固体、气 态、液体、固液混合、气液混合)。

步骤S1中所述的根据爆炸事故具体情况确定TNT当量，具体为：

当爆炸事故种类为常见的压力容器物理爆炸时，根据容器的容积、容器内介质的物 化性质、相态、容器内的压力关键参数计算获得爆炸事故对应的TNT当量，压力容器 内的物质状态有如下几种情况：全部为液体、全部为压缩气体、全部为水蒸气、气液混 合物。具体公式如下：

当压力容器内的物质全部为压缩气体时，对应的TNT当量为：

其中，W_TNT为压力容器爆炸对应的TNT当量，kg；C为常用压缩气体或水蒸气爆 破能量系数，KJ/m³；V为容器体积，m³；Q_TNT为TNT炸药的炸热，KJ/kg。

当压力容器内的物质全为液体时，对应的TNT当量为：

其中，W_TNT为压力容器爆炸对应的TNT当量，kg；P为液体的绝对压力，Pa；V 为容器体积，m³；β_T为液体在压力为P和温度T下的压缩系数，Pa^-1；Q_TNT为TNT炸药 的炸热，KJ/kg。

当压力容器内的物质为气液混合物时，对应的TNT当量为：

其中，W_TNT为压力容器爆炸对应的TNT当量，kg；H₁为爆炸前液体的焓，kJ/kg； H₂为大气压下饱和液体的焓，kJ/kg；S₁为爆炸前液体的熵，kJ/(kg.℃)；S₂为大气压 力下饱和液体的熵，kJ/(kg.℃)；T₁为介质在大气压力下的沸点，℃；Q_TNT为TNT炸 药的炸热，KJ/kg。

当爆炸为化学爆炸时，根据爆炸物质的物理化学特性确定该物质TNT当量系数或者蒸汽云当量系数、参与爆炸物质的质量乘以TNT当量系数确定爆炸事故对应的TNT 当量。化学爆炸种类繁杂，爆炸物质按标准环境下相态可分为固体、液体、气体三类。 具体为：

当事故的爆炸物质为固体时，根据爆炸物质的TNT当量系数及爆炸物质的质量确定爆炸事故对应的TNT当量：

W_TNT＝KW

其中，W_TNT为爆炸事故的TNT当量；W为爆炸物质的质量，K为爆炸物质的TNT 当量系数。

当爆炸物的超压当量系数可以从由手册查出时，K＝超压当量系数，当爆炸物的超压 当量系数不可以查出时，由爆炸物的爆热确定TNT当量系数，

Q为爆炸物质 爆热，Q_TNT为TNT的爆热。

当事故的爆炸物质为气体或液体时，根据爆炸物质的蒸汽云当量系数、物质的爆热 及爆炸物质的质量确定爆炸事故对应的TNT当量：

其中，W_TNT为爆炸事故的TNT当量；W为爆炸物质的质量，Kg；α为蒸汽云当量 系数；Q为爆炸物质爆热：Q_TNT为TNT的爆热。

可选的，例如，爆炸事故的爆炸物质的质量为32kg、根据爆炸物质名称查找的超压当量为0.8，确定爆炸物质的TNT当量系数为0.8，利用公式，W_TNT＝KW，确定爆炸灾 害环境的TNT当量为25.6kg。

S2，确定待研究应急装备在爆炸事故中承受的超压；

具体的，为了确定应急装备可能遭受的冲击波超压大小，需要分析灾害破坏范围的 爆炸高度、地面情况、确定救援人员或者工作人员在装配应急装备时可能的活动范围。地面情况包括混凝土等刚性地面和普通土壤地面。爆炸物按离地面高度可分为空中爆炸和地面爆炸，依据文献，当炸药质量W_TNT与绝对爆炸高度H的相对比值

时为地面爆炸，反之则为空中爆炸。根据人员装配应急装备时可能的活动范围确定应急 装备离爆炸中心的距离范围。

需要说明的是爆炸中心周围建筑爆炸可能发生在周围没有房屋等障碍物的开敞环 境与发生在建筑物内部的非开敞环境。当爆炸发生在开敞环境时，周围是没有什么障碍物阻挡的冲击波只会在地面发生反射现象，冲击波峰值超压得到增强，应急装备受到反 射冲击波的破坏。而如果周围存在障碍物，由于实际事故周围环境的复杂性，冲击波不 仅会发生在地面反射，还会在障碍物表面发生反射、扰流现象、破坏障碍物导致冲击波 超压具体是难以确定的，对于这种情况只能给出一个大致值。非开敞环境下应急装备承 受的冲击波会受周围建筑环境影响得到不同程度的衰减。为提高方法的可行性，空气中 发生爆炸时，由于应急装备所处环境复杂，爆炸路径中的障碍物情况难以确定，应急装 备的承受的破坏冲击波超压取保守值，即按照爆炸在应急装备所处位置处产生的未经障 碍物阻挡的反射冲击波超压。

具体的，可利用我国国防工程设计规范中空中爆炸冲击波入射超压经验公式：

及

确定应急装备在所处的位置承受超压。

其中，W_TNT为爆炸事故的TNT当量，kg；r为应急装备到爆炸中心的距离，m；ΔP_m为应急装备所处的位置对应的超压，kg/cm²；K为爆炸系数，空中爆炸时取1，刚性地 面(如钢筋混凝土地面)爆炸取2，沙土地面爆炸取1.8。当炸药质量W_TNT与绝对爆炸 高度H的相对比值

时为地面爆炸，反之则为空中爆炸。

根据入射冲击波超压、爆炸中心高度、炸药TNT当量及爆炸中心与应急装备的距离确定反射冲击波超压。具体的：

根据药量与爆炸高度的关系

确定发生马赫反射时的临界角度

(查手册中的

图)，比较爆炸中心及应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

与临界角度

(0～90°)确定反射类型：

当

应急装备承受的反射超压为：

当

应急装备承受的反射超压为：

其中，P₀为大气压强，ΔP_md为地面爆炸时入射超压，ΔP_mk为空中爆炸时入射超压，ΔP_r为反射超压。

可选的，例如，当爆炸事故发生在钢筋混凝地面，救援人员或者工作人员在装配应急装备离爆炸中心的范围为8～12m。则该事故炸高H＝0，地面为刚性地面，爆炸中心 及应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

则利用公式，

TNT当量为25.6kg的地面爆炸灾害发生 后，确离爆炸中心的范围为8～12m时应急装备承受的入射超压为72～166Kpa。

应急装备承受的反射超压为：

S3，确定实验平台药量及应急装备的位置；

具体的，需要根据S1步骤确定的爆炸灾害TNT当量值(例如25.6kg)及实际爆炸 灾害中应急装备距离爆炸中心的距离(例如8～12m)确定爆炸实验平台所需药量及应 急装备的布置距离。

根据霍普金森比例定律，在爆炸事故TNT当量为

和实验平台TNT当量为

的爆炸中，如果装备离爆心距离分别为r_事故和r_实验，它们之间满足如下关系式时：

爆炸后产生的爆炸冲击波波阵面上的超压相等即入射超压相等。其中， W_TNT为爆炸事故或实验平台炸药的TNT当量，kg；r为应急装备到爆炸中心的距离，m

进一步的，根据爆炸灾害环境的具体情况布置实验场地及设备位置。具体的：

根据事故爆炸高度、实际事故应急装备离爆炸中心的距离及应急装备的高度，确定 爆炸中心及应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

则布置实验平台的药柱中心与 应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

使

根据爆炸事故高度H₁及霍普 金森比例定律，确定实验平台药柱高度H₂，

根据事故地面情况布置实验平 台地面情况，当实验平台地面为沙土地面时，可铺设可移动钢板变为刚性地面，反之亦 然。

当以上条件满足时，那么按照霍普金森比例定律，

则

进一步的，遵照爆炸冲击波破坏超压准则：当受破坏目标遭受的爆炸冲击波超压相 等时，目标的受损程度大致相同。实验平台应急装备承受入射超压与爆炸事故研究物资承受入射超压相同，再加上两者的发生马赫反射的临界角度

及应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

都相同，则按照反射超压公式，实验平台环境下应急装备承受的反 射超压等于爆炸灾害环境下应急装备承受的反射超压。结合超压准则和空中爆炸相似定 律，可以获取实验平台应急装备承受的超压与实际爆炸灾害事故中应急装备承受的超压 相同时，实验平台所需的炸药药量及应急装备离实验药柱的距离。认为爆炸实验平台环 境下应急装备承受的破坏情况与爆炸灾害环境下承受到的破坏情况相同。

可选的，例如，实验平台引爆的球形炸药的TNT当量为0.1kg，实验平台应急装备承受的反射超压为72～166Kpa时，应急装备离0.1kg球形炸药的距离需满足如下关系：

应急装备离爆炸平台爆心距离为1.26～1.89m。实验 平台的布置情况为：实验平台药柱布置于地面，实验平台地面铺设可移动钢板，应急装 备置于地面。

S4，应急装备性能评价指标的选取、划分及权重确定；

具体的，应急装备性能评价指标的选择至关重要，为了便于分析评价各性能指标好 坏，从设计功能的角度出发，需要参照特定应急装备的国家标准(无国家标准时依据行业标准)对其各项性能指标的规定，确定出主要的评价指标。依据前人对所确定的电器 类应急装备功能易损性研究或初步试验结果从各项性能指标中确定出易损性的性能指 标。依据相关专业人士的研究文献确定出待研究的应急装备的重要的性能指标。依据易 损性原则及重要性原则筛选出最终的应急装备性能评价指标。

采用层次分析法，根据系统中各应急装备性能评价指标之间的主次关系及共性，对 确定应急装备性能评价指标进行分层。按照目标层、一级指标层、二级指标层对确定应急装备性能评价指标进行分层，构建应急装备性能评价指标体系。需要注意的是确定指 标体系时，划分的层次及各层次内的评价指标元素最好不超过9个，应为支配的评价指 标元素过多将会造成难以进行指标间的两两比较。

将二级指标层及三级指标层中的k个应急装备性能指标(k<n)分别两两比较，依据重要性和易损性原则确定各功能指标之间的相对重要程度，构成功能指标两两比较判断矩阵A＝(a_ij)_k×k。

其中a_ij就是功能指标元素u_i和功能指标元素u_j相对于上一层的重要度。

a_ij的取值范围为1到9之间的整数值，其中1表示两个功能指标元素对于上一层同样重要、3表示两个功能指标对于上一层而言前一功能比后一功能元素稍微重要、5表 示两个指标对于上一层而言前一功能元素比后一功能元素重要的多、9表示两个指标对 于上一层而言前一功能元素比后一功能元素极端重要、2、4、6和8表示介于对应1-9 之间的中间值。

采用特征根法确定功能判断矩阵的特征向量W，AW＝λ_maxW。

其中λ_max是功能指标两两比较判断矩阵A的最大特征根，W是相应的特征向量，将 W归一化后即是各评价指标元素对于上一层的权重向量。

进一步的，通过求解功能指标比较判断矩阵的一致性比例CR，当CR小于0.1，依 据判断矩阵A求出的指标权重向量时可以接受的，否则，重新检查功能指标两两比较矩 阵A，修改错误的功能元素重要度a_ij直至一致性比例小于0.1。

一致性比例CR具体计算如下：

其中平均随机一致性指标RI可根据矩阵的阶数即某一层的指标元素个数k查表可得。当k为1、2、3、4、5时对应的RI为0、0、0.52、0.89、1.12。

重复上述求解各评价指标元素对上一层的权重的步骤及一致性检验保证两两判断 矩阵的合理性，确定应急装备评价体系中各一级指标层对目标层的权重及各二级指标层 对一级指标层的权重以及二级指标对于目标层的权重。

最后将三级级指标层中的各指标权重乘以其对应的二级指标层的权重即可得出n个 电器类应急装备性能指标相对于电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力目标层的权重。

可选的，当特定电器应急装备为消防员呼救器(非通讯型)时，参照消防员国家标准GB27900—2011《消防员呼救器》并咨询呼救器生产人员等相关专业人士，确定该应 急装备最主要功能为呼救报警、定位功能。本文进行了试探性实验，实验条件为：方圆 3m内无障碍物、药柱置于地面、沙土地面、呼救器距离地面10cm。试探性实验结果表 明：当实验药量为0.46kg，药柱TNT当量系数为1.8，呼救器离爆炸中心2.7m时呼救 器报警功能完好，报警声音可达110db，仪器表明有轻微磨损、无裂缝。当实验药量为 0.46kg，药柱TNT当量系数为1.8，呼救器离爆炸中心2.7m时呼救器报警功能完好，报 警声音可达110db，仪器表面有轻微磨损、无裂缝。当实验药量为0.46kg，药柱TNT当 量系数为1.8，呼救器离爆炸中心2.5m时呼救器报警功能失常，没有报警声音，仪器表 明有轻微磨损、无裂缝。仪器表面磨损对防爆等级及防水性能产生负面影响。定位灯仍 能正常显示，有轻微磨损。依据初步实验结果，认为报警声音强度、定位方位灯亮度、 防爆等级、防水等级、外观情况为易损性功能。沈坚敏在发表的《国家标准 GB27900—2011《消防员呼救器》解读——消防员呼救器产品改进启示》文章中指出预 报警功能的启动与解除、预报警及正式报警声音强度、电池老化而不能长时间正常报警、 方位灯的亮度是消防员呼救器(非通讯型)使用过程中的重点关注点。依据该文献确定 消防员呼救器的重要功能包括：预报警功能的启动与解除、正常报警时间、报警声音强 度，方位灯亮度。按照易损性原则及重要性原则筛选出最终的消防员呼救器各代表性性 能评价指标。消防员呼救器各代表性性能评价指标及具体含义如表1所示：

表1消防员呼救器各代表性性能评价指标及具体含义

进一步的，采用层次分析法及德尔菲法，分析非通讯型消防员呼救器系统中各应急 装备性能评价指标之间的关系，对非通讯型消防员呼救器性能评价指标进行分层。将判定呼救器爆炸灾害环境能力的性能评价指标按属性分为若干组，构造不同的层次。同一 层次的元素作为准则对下一层的某些元素起支配作用，同时它又受上面层次元素的支 配。可选的，按照目标层、一级指标层、二级指标层对确定通讯型消防员呼救器性能评 价指标进行分层，构建非通讯型消防员呼救器性能评价指标体系层次结构。其中消防员 呼救器性能评价指标体系层次结构如表2所示：

表2消防员呼救器性能评价指标体系层次结构

咨询相关专业人员，通过分析安全性能指标、报警性能、可靠性能指标对于目标层的重要程度，并赋予不同的值a_ij，构造一级指标层相对对于目标层重要度的两两比较判 断矩阵A＝(a_ij)_n×n。

其中a_ij就是指标元素u_i和指标元素u_j相对于上一层的重要度。

α_ij的取值范围为1到9之间的整数值，其中1表示两个指标元素对于上一层同样重要、3表示两个指标对于上一层而言前一元素比后一元素稍微重要、5表示两个指标对 于上一层而言前一元素比后一元素重要的多、9表示两个指标对于上一层而言前一元素 比后一元素极端重要、2、4、6和8表示介于对应1-9之间的中间值。

一级指标层相对对于目标层重要度的两两比较判断矩阵A如下：

可选的采用特征根法确定判断矩阵的特征向量W，AW＝λ_maxW。

其中λ_max是A的最大特征根，W是相应的特征向量，将W归一化后即是各评价指 标元素对于上一层的权重向量。

通过计算比较判断矩阵的一致性比例CR，当CR小于0.1，判断矩阵求出的权重向量时可以接受的。

一致性比例CR具体计算如下：

其中平均随机一致性指标可根据矩阵阶数即指标元素个数n查表可得。当n为1、2、3、4、5时对应的RI为0、0、0.52、0.89、1.12.

优选的，通过编写相应的软件程序，输入判断矩阵，由计算机确定该判断矩阵的最大特征值，确定判断矩阵的特征向量W，将W归一化后确定一级指标元素对于目标层 的权重向量，并完成比较判断矩阵的一致性比例计算及检验。通过计算比较判断矩阵的 一致性比例CR，当CR小于0.1，判断矩阵求出的权重向量时可以接受的，否则，重新 检查两两比较矩阵，修改错误的元素重要度α_ij直至一致性比例小于0.1。归一化后的特 征向量W计算结果及一致性比例结果具体为：

最大特征值λ_max为3.0324，对应的归一化特征向量即一级指标元素对于目标层的权 重:

一致性比例CR＝0.0279＜0.1，构建的两两判断矩阵的一致性可以接受，求出的一级 指标对于目标层权重可以接受。

同理可以计算二级评价指标对于一级评价指标安全性能指标、报警性能、可靠性能 的权重。各评价指标相对于上一层的权重计算结果如表3所示：

表3各评价指标相对于上一层的权重

将一级指标层对于目标层权重及二级指标层内各性能指标对一级指标层的权重整 合起来，确定消防员呼救器各性能评价指标对于消防员呼救器爆炸灾害环境试验能力的 权重。各评价指标相对于目标层层的权重计算结果如表4所示：

表4呼救器各评价指标相对于目标层的权重

S5：基于实验结果评估应急装备爆炸灾害环境适应能力。

根据实际实验结果，即不同爆炸冲击波峰值超压值下应急装备各性能指标的受损情 况，采用模糊数学法综合评价法对所确定的评价指标定量化。通过构建模糊评价矩阵和各指标权重，基于最大隶属度原则确定应急装备爆炸灾害环境适应能力。

可选的，所述的S5中采用的模糊数学法对评价指标定量化确定应急装备爆炸灾害环境适应能力。

根据S4步骤中采用层次分析法确定的n个应急装备性能评价指标，确定评价因素集可以设为X＝{X₁，X₂，X₃，…，X_n}；

可选的，当特定电器类应急装备为消防员呼救器时，根据S4步骤中确定的7个性能评价指标作为非通讯型消防员呼救器环境适应能力的评价因素集U＝{U₁₁，U₂₁，U₂₂， U₂₃，U₂₄，U₃₁，U₃₂}；

确定评语等级集，根据特定应急装备各项性能评价指标特性确定评价等级集，可以 设为D＝{D₁，D₂，…，D_m}，并依据国标标准中各项性能指标的具体值确定不同评价等 级所对应的应急装备性能指标值；

可选的，根据消防员呼救器的各项性能评价指标特性将消防员呼救器爆炸灾害环境 适应能力分为3个等级D＝{D₁，D₂，D₃}，依次对应于优秀、良好、差。依据国标标准 中对各项性能指标的具体要求以及咨询相关专业人员，确定优秀、良好、差三个评价等 级所对应的性能指标值，以消防员在灭火救援过程中实际佩戴的大牌厂家生产的消防员 呼救器的性能指标值作为“优秀”等级判据，以国标国家标准GB27900-2011规定的性能 指标值作为“良好”等级判据，不满足国家标准规定值作为“差”等级判据。优秀、良好、 差三个评价等级所对应的性能指标标准如表5所示：

表5呼救器性能评价指标境优秀、良好、差三个评价等级所对应的性能指标标准。

采用国家标准中规定的装置设备对实验后应急装备各性能指标的情况进行检测。依 据检测得出的爆炸灾害环境冲击波破坏后各性能评价指标实测值，从每个因素X_i对被评测对象进行量化，确定该因素对评语等级模糊集的隶属度(R|Xi)，然后建立模糊关 系矩阵，

其中，γ_ij为评价因素集X中X_i对评语等级集中D_j等级的隶属度；

可选定，假定某大型消防装备公司生产消防员呼救器承受的超压为72、166Kpa(爆炸灾害事故TNT当量为25.6kg时，离爆炸中心8、12m处呼救器承受的超压)，试验后， 该类呼救器的各项性能指标按照国标规定的检测设备检测的性能指标具体值为表6所 示：

表6消防员呼救器承受的超压为0、72、166Kpa时性能性能评价指标实测值。

可选的，用线性函数表示性能指标对各级评价等级的隶属度：

其中，a₁，a₂代表相邻两个等级对应的呼救器性能指标值，u为呼救器性能指标实测值，K为系数，

a取a₁或者a₂。

用隶属度函数公式求不同爆炸灾害环境下各性能指标评价因子对评价等级的隶属 度，72Kpa及166Kpa超压爆炸灾害环境下消防员呼救器性能指标评价因子对评价等级的隶属度见表7、8所示。

表7消防员呼救器承受的超压为72Kpa时消防员呼救器性能指标评价因子对评价等 级的隶属度。

表8消防员呼救器承受的超压为166Kpa时消防员呼救器性能指标评价因子对评价等级的隶属度。

基于上表，消防员呼救器承受的超压为72、166Kpa对应模糊关系矩阵分别为R₁、R₂：

确定性能指标评价因素集中各性能指标元素相对于呼救器爆炸灾害环境适应能力 目标层的权重U，S4步骤中已经确定， U＝(0.211，0.363，0.133，0.133，0.075，0.072，0.013)；

将应急装备各评价指标对应于目标层的权重U和各评价模糊关系矩阵R合成，得到特定应急装备爆炸灾害环境适应能力的模糊综合评价结果向量B，即B＝U.R＝(b₁，b₂，…，b_m)；

其中，bi表示应急装备爆炸灾害环境适应能力从整体上看对Di等级的隶属程度，即应急装备爆炸灾害环境适应能力从整体上看属于D_j等级。

可选的，采用最大隶属度原则对模糊综合评价结果向量进行分析，即确定b₁到b_m中最大值，当b_j最大时，应急装备爆炸灾害环境适应能力从整体上看属于D_j等级，环 境适应能力等级为D_j。

可选的，对于消防员呼救器承受的冲击波峰值超压为72、166Kpa的爆炸灾害环境适应能力模糊综合评价结果向量B₁，B₂为：

根据模糊综合评价结果向量结果，消防员呼救器承受的冲击波峰值超压为72Kpa时，其整体性能状况对于“良好”等级的隶属度最大为0.810，对于“优秀”等级的隶属度最小为0.157，基于最大隶属度原则，判断呼救器整体性能等级为“良好”。

消防员呼救器承受的冲击波峰值超压为166Kpa时，其整体性能状况对于“差”等级的隶属度最大为0.686，对于“优秀”等级的隶属度最小为0.023，基于最大隶属度原则， 判断呼救器整体性能等级为“差”。

也就是说爆炸事故发生后，如果发生在钢筋混凝地面的爆炸事故TNT当量为25.6kg，当消防员呼救器的位置距爆炸中心12m左右时，该企业生产的呼救器承受的反 射超压约为72Kpa，呼救器整体性能的状态等级为“良好”，救援过程中呼救器的性能受 损程度不大。在该爆炸灾害环境下，呼救器爆炸灾害环境适应能力良好，基本可以正常 使用。当消防员呼救器的位置距爆炸中心8m左右时，该企业生产的呼救器承受的反射 超压约为166Kpa，呼救器整体性能的状态等级为“差”，救援过程中呼救器的性能受损 严重，不能正常使用。呼救器在该爆炸环境中爆炸灾害环境适应能力差。

应用本发明提出的技术方案，通过分析所要研究的爆炸灾害环境相关质料，确定爆 炸灾害事故TNT当量，进而确定待研究电器类应急装备在该爆炸事故中可能承受的爆炸灾害环境。结合冲击波破坏超压准则和空气中爆炸相似定律，确定爆炸实验平台的爆 炸灾害环境与大型爆炸灾害环境相似时，实验平台药量及应急装备的布置情况。根据实 验平台完成实际不同爆炸灾害环境的模拟，研究了特定应急装备在不同爆炸灾害环境下 各性能评价指标实际受损情况。从功能角度出发，依据电器类应急装备的国家标准确定 所研究的电器类应急装备的主要功能。根据初步的实验结果、相关研究文献质料确定电 器类应急装备的易损性功能、重要功能，再依据易损性原则及功能重要性原则，筛选性 能评价指标。采用层次分析法建立特定电器类应急装备性能评价指标体系，依托平台应 急装备性能受损结果，并结合模糊数学综合评价方法评估了电器类应急装备于爆炸灾害 事故下的环境适应能力。实现了凭借实验平台模拟实际爆炸灾害事故，完成了电器类应 急装备在该实际爆炸灾害环境适应能力评估。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原 则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法，其特征在于：采用TNT当量法确定待研究的事故的爆炸TNT当量并依据超压经验公式确定待研究电器类应急装备承受的冲击波超压，进而依据霍普金森相似定律及冲击波超压经验公式确定出与爆炸事故中应急所处位置承受的超压相同时，实验平台所需的炸药药量及应急装备的空间布置；从电器类应急装备功能角度出发，基于易损性及重要性原则结合层次分析法确定出装备功能指标的权重，结合爆炸灾害环境下应急装备功能受损程度的实验结果采用模糊数学综合评价方法确定评估电器类应急装备爆炸灾害环境适应能；基于采用实验平台研究应急装备在实际爆炸事故冲击波破坏作用下的性能受损情况，评估应急装备于爆炸事故下的环境适应能力。

2.如权利要求1所述的电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力的评估方法，其特征在于，构建了如下评估步骤：

S1：爆炸灾害环境的确定及事故TNT当量的确定；

针对研究的爆炸灾害事故，采用TNT当量法，根据爆炸事故的种类、爆炸物质的物理化学特性、爆炸物质的质量，获取爆炸事故案例对应的TNT当量；

S2：确定待研究应急装备在爆炸事故中承受的超压；

根据实际空气中爆炸事故的现场地面情况，确定对应的冲击波超压经验公式：将该爆炸灾害事故中待研究应急装备所处的位置或范围及步骤1中确定的事故TNT当量带入确定的冲击波超压经验公式，确定应急装备所处的位置或范围所承受的超压值或超压范围；

S3：确定实验平台药量及应急装备的位置；

根据冲击波破坏超压准则，只要应急装备承受爆炸超压一样，应急装备受到的破坏作用将大致相同；根据空气中爆炸的霍普金森相似定律及冲击波超压经验公式确定出与S2中的爆炸事故中应急所处位置或范围承受的超压或超压范围相同时，实验平台所需的炸药药量及应急装备的位置；

S4：应急装备性能评价指标的选取、划分及权重确定；

从功能角度出发，依据所选取的应急装备本身功能特性参照国家标准，按照功能的易损性及重要性原则筛选实验应急装备性能评价指标，采用层次分析法对选取指标划分层次，并确定指标权重；

S5：基于实验结果评估应急装备爆炸灾害环境适应能力；

采用模糊数学综合评价方法对所确定的评价指标定量化，根据特定应急装备在不同爆炸灾害环境下性能评价指标实际检测结果，构建模糊评价矩阵；利用合适的算子将S4步骤中确定的各项性能评价指标权重及应急装备性能评价指标的模糊评价矩阵进行合成得到应急装备环境适应能力模糊综合评价结果向量，基于最大隶属度原则评价应急装备爆炸灾害环境适应能力。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S1中，根据爆炸事故具体情况确定TNT当量，具体为：

空气环境中发生爆炸灾害，对应的：

当爆炸事故种类为常见的压力容器物理爆炸时，根据容器的容积、容器内介质、相态、容器内的压力关键参数计算获得爆炸事故对应的TNT当量，具体公式如下：

当压力容器内的物质全部为压缩气体时，对应的TNT当量为：

其中，W_TNT为压力容器爆炸对应的TNT当量，kg；C为常用压缩气体或水蒸气爆破能量系数，KJ/m³；V为容器体积，m³；Q_TNT为TNT炸药的炸热，KJ/kg；

当压力容器内的物质全为液体时，对应的TNT当量为：

其中，W_TNT为压力容器爆炸对应的TNT当量，kg；P为液体的绝对压力，Pa；V为容器体积，m³；β_T为液体在压力为P和温度T下的压缩系数，Pa^-1；Q_TNT为TNT炸药的炸热，KJ/kg；

当爆炸为化学爆炸时，根据爆炸物质的名称、爆炸物质的质量确定爆炸事故对应的TNT当量，具体为：

当事故的爆炸物质为固体时，根据爆炸物质的TNT当量系数及爆炸物质的质量确定爆炸事故对应的TNT当量：

W_TNT＝KW

其中，W_TNT为爆炸事故的TNT当量；W为爆炸物质的质量，K为爆炸物质的TNT当量系数；

当爆炸物的超压当量系数可以从由手册查出时，K＝超压当量系数，当爆炸物的超压当量系数不可以查出时，由爆炸物的爆热确定TNT当量系数，

Q为爆炸物质爆热，Q_TNT为TNT的爆热；

当事故的爆炸物质为气体或液体时，根据爆炸物质的蒸汽云当量系数、物质的爆热及爆炸物质的质量确定爆炸事故对应的TNT当量：

其中，W_TNT为爆炸事故的TNT当量；W为爆炸物质的质量，Kg；α为蒸汽云当量系数；Q为单位质量的爆炸物质爆热，Q_TNT为单位质量的TNT的爆热。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S2中，确定的爆炸灾害事故中待研究应急装备所处的位置或距离爆炸中心的范围对应的超压值或超压范围，包括：

根据爆炸点距离地面的高度H及爆炸灾害事故地面软硬情况(分为刚性地面、沙土地面)，利用冲击波超压经验公式：

获取应急装备所处的位置对应的入射超压；

其中，W_TNT为爆炸事故的TNT当量，kg；r为应急装备到爆炸中心的距离，m；ΔP_m为应急装备所处的位置对应的入射超压，kg/cm²；K为爆炸系数，空中爆炸时取1，刚性地面爆炸取2，沙土地面爆炸取1.8；当炸药质量W_TNT与绝对爆炸高度H的相对比值

时为地面爆炸，反之则为空中爆炸；

根据药量与爆炸高度的关系

确定发生马赫反射时的临界角度

比较爆炸中心及应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

与临界角度

(0～90°)确定反射类型进而确定应急装备承受的反射超压：

当

应急装备承受的反射超压为：

当

应急装备承受的反射超压为：

其中，P₀为大气压强，ΔP_md为地面爆炸时入射超压，ΔP_mk为空中爆炸时入射超压，ΔP_r为反射超压。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S3中，获取的实验平台药量及应急装备的位置，包括：

根据S1中确定的爆炸事故的TNT当量及应急装备与爆炸中心的距离，依据霍普金森比例定律：

确定出实验平台环境下应急装备承受的入射超压与S2中的爆炸事故中应急所处位置承受的入射超压相同时，实验平台所需的炸药药量W及应急装备离实验药柱的距离r；

其中，W_TNT为爆炸事故或实验平台炸药的TNT当量，kg；r为应急装备到爆炸中心的距离，m。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤S3中，获取的实验平台药量及应急装备的位置，包括：

根据事故爆炸高度、实际事故应急装备离爆炸中心的距离及应急装备的高度，确定实验平台中应急装备承受的反射超压等同于实际爆炸灾害事故应急装备承受的反射超压时，实验平台应急装备的位置，具体的包括：

根据事故爆炸高度、实际事故应急装备离爆炸中心的距离及应急装备的高度，确定爆炸中心及应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

则布置实验平台的药柱中心与应急装备连线与过爆炸中心的垂线的角度

使

根据爆炸事故高度H₁、应急装备高度h₁及霍普金森比例定律，确定实验平台药柱高度H₂，

及应急装备高度

根据事故地面情况布置实验平台地面情况，当爆炸事故地面为刚性地面而实验平台地面为沙土地面时，可铺设可移动钢板变为刚性地面，反之亦然。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S4中，获取的应急装备性能评价指标的选取、划分及权重，包括：

从功能角度出发，依据电器类应急装备的国家标准确定所研究的电器类应急装备的主要功能；根据初步的实验结果、相关研究文献质料确定电器类应急装备的易损性功能、重要功能，再依据易损性原则及功能重要性原则，筛选性能评价指标，采用层次分析依据各功能的共性及主次关系划分层次确定爆炸灾害环境适应能力目标层、判断准则层及性能指标层，从而建立所研究的电器类应急装备的爆炸灾害环境适应能力评价体系，并采用层次分法确定各指标权重；指标权重的确定具体步骤如下：

(1)将特定电器类应急装备的n个功能指标按照功能共性划分层次，一般可以分为电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力目标层、电器类应急装备一级指标层、电器类应急装备二级指标层对特定器类应急装备性能评价指标进行分层，构建应急装备性能评价指标体系；将二级指标层及三级指标层中的k个应急装备性能指标(k<n)分别两两比较，依据重要性和易损性原则确定各功能指标之间的相对重要程度，构成功能指标两两比较判断矩阵A＝(a_ij)_k×k；

其中a_ij就是功能指标元素u_i和功能指标元素u_j相对于上一层的重要度；

a_ij的取值范围为1到9之间的整数值，其中1表示两个功能指标元素对于上一层同样重要、3表示两个功能指标对于上一层而言前一功能比后一功能元素稍微重要、5表示两个指标对于上一层而言前一功能元素比后一功能元素重要的多、9表示两个指标对于上一层而言前一功能元素比后一功能元素极端重要、2、4、6和8表示介于对应1-9之间的中间值；

(2)采用特征根法确定功能判断矩阵的特征向量W，AW＝λ_maxW。

其中λ_max是功能指标两两比较判断矩阵A的最大特征根，W是相应的特征向量，将W归一化后即是各评价指标元素对于上一层的权重向量；

(3)进一步的，通过求解功能指标比较判断矩阵的一致性比例CR，当CR小于0.1，依据判断矩阵A求出的指标权重向量时可以接受的，否则，重新检查功能指标两两比较矩阵A，修改错误的功能元素重要度α_ij直至一致性比例小于0.1；

一致性比例CR具体计算如下：

其中平均随机一致性指标RI可根据矩阵的阶数即某一层的指标元素个数k查表可得；当k为1、2、3、4、5时对应的RI为0、0、0.52、0.89、1.12；

(4)最后将三级级指标层中的各指标权重乘以其对应的二级指标层的权重即可得出n个电器类应急装备性能指标相对于电器类应急装备爆炸灾害环境适应能力目标层的权重。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S5中，确定应急装备爆炸灾害环境适应能力等级，包括：

采用模糊数学综合评价方法，结合实验结果即不同爆炸灾害环境下应急装备性能实际受损情况，评估应急装备爆炸灾害环境适应能力；包括：根据选取的应急装备性能评价指标确定评价因素论域，根据国家标准及经验确定评价等级论域，根据实际不同爆炸条件下应急装备的评价指标性能实测值及评价等级论域构建模糊关系矩阵，结合各评价指标的权重评估应急装备爆炸灾害环境适应能力；

具体的步骤为：

(1)根据S4步骤中采用层次分析法确定的n个应急装备性能评价指标，确定评价因素集，可以设为X＝{X₁，X₂，X₃，…，X_n}；

(2)确定评语等级集

根据特定应急装备各项性能评价指标特性确定评价等级集D,D＝{D₁，D₂，…，D_m}，并依据国标标准中各项性能指标的具体值确定不同评价等级所对应的应急装备性能指标值；

(3)采用国家标准中规定的装置设备对实验后应急装备各性能指标的情况进行检测；依据检测得出的爆炸灾害环境冲击波破坏后各性能评价指标实测值，从每个因素X_i对被评测对象进行量化，确定该因素对评语等级模糊集的隶属度(R|X_i)，然后建立模糊关系矩阵，

其中，γ_ij为评价因素集X中X_i对评语等级集中D_j等级的隶属度；

(4)确定评价因素集中元素对于应急装备爆炸灾害环境适应能力目标层的权重U＝(u₁，u₂，…，u_n)，S4步骤中已经确定；

(5)将应急装备各评价指标对应于目标层的权重U和各评价模糊关系矩阵R合成，得到特定应急装备爆炸灾害环境适应能力的模糊综合评价结果向量B，即B＝U.R＝(b₁，b₂，…，b_m)；

其中，bi表示应急装备爆炸灾害环境适应能力从整体上看对Di等级的隶属程度，即应急装备爆炸灾害环境适应能力从整体上看属于D_j等级；

(6)采用最大隶属度原则对模糊综合评价结果向量进行分析，即确定b₁到b_m中最大值，当b_j最大时，应急装备爆炸灾害环境适应能力从整体上看属于D_j等级，环境适应能力等级为D_j。

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