CN113780757B - 一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法 - Google Patents

一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113780757B
CN113780757B CN202110963898.2A CN202110963898A CN113780757B CN 113780757 B CN113780757 B CN 113780757B CN 202110963898 A CN202110963898 A CN 202110963898A CN 113780757 B CN113780757 B CN 113780757B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrical
fire
fire risk
electric
fault
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110963898.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113780757A (zh
Inventor
宿磊
杨帆
沈煜
杨志淳
胡伟
雷杨
蒋伟
闵怀东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Priority to CN202110963898.2A priority Critical patent/CN113780757B/zh
Publication of CN113780757A publication Critical patent/CN113780757A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113780757B publication Critical patent/CN113780757B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0635—Risk analysis of enterprise or organisation activities
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)

Abstract

本发明提供一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，包括：建立不同类型的电气故障模型，并按照故障特点进行电热耦合分析电气故障的热效应，获得电气火灾模拟参数；建立基本建筑场景模型，在所建立的基本建筑场景模型中分别进行电气火灾模拟，获得电气火灾风险性数据；运用层次分析法建立电气火灾风险评估综合评价体系；将电气火灾风险数据按照建立的电气火灾风险评估综合评价体系进行对照和打分，获得居住建筑电气火灾和公共建筑电气火灾的综合评分，并得到电气火灾风险评估权重系数。本发明创新性地运用模拟分析和层次分析法建立电气火灾风险综合评价体系，可提高电气火灾风险评估权重指标系数的可靠性和准确度。

Description

一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法
技术领域
本发明涉及电气火灾的风险评估领域，具体是一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法。
背景技术
据统计2012-2020年期间电气火灾占火灾总数31％，且有继续升高的趋势，较大火灾和重大火灾的占比尤为突出。大量火灾统计资料表明，电气火灾无论是在火灾原因还是在火灾直接经济损失方面，多年来都处于各类火灾统计数的首位。不同类型电气故障的火灾风险不同，所以根据电气故障类型分析电气火灾风险尤为重要。
目前，电气火灾风险评估权重系数的确定主要是根据以往的经验和专家分析得到，所得的结果易受人为意志的改变而变化，得到的权重指标系数可靠性和精准度不够，容易出现较大的误差。因此，采用更加科学的方法确定气火灾风险评估权重系数意义重大。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种较为准确的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，采用电气故障热效应分析、电气火灾模拟分析和层次分析法对各种类型的电气火灾场景及火灾数据进行研究，通过模拟的数据对照的电气火灾风险综合评价体系确定电气火灾风险系数，可提高电气火灾风险评估权重指标系数的可靠性和准确度，有着广泛的实际应用价值。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，包括以下步骤：
步骤S10、建立不同类型的电气故障模型，并按照故障特点进行电热耦合分析电气故障的热效应，获得电气火灾模拟的电气火灾危险源的空间尺寸参数和热释放速率参数；
步骤S20、建立居住建筑场景和公共建筑场景模型，根据电气火灾风险源发生时的空间位置分布和步骤S10中得到的电气火灾危险源的空间尺寸参数和热释放速率参数，在所建立的居住建筑场景和公共建筑场景模型中分别进行电气火灾模拟，获得电气火灾风险性数据；
步骤S30、按照电气火灾风险因素的风险程度，运用层次分析法建立电气火灾风险评估综合评价体系；
步骤S40、将步骤S20中电气火灾模拟获得的电气火灾风险数据，按照步骤S30中建立的电气火灾风险评估综合评价体系进行对照和打分，获得居住建筑电气火灾和公共建筑电气火灾的综合评分，并得到电气火灾风险评估权重系数。
进一步的，步骤S20中所述电气火灾风险性数据包括电气火灾的火灾燃烧风险性数据、烟气风险性数据和有害气体风险性数据。
进一步的，所述步骤S10具体包括：
步骤S11、分析电气故障的种类和成因；
步骤S12、基于对电气故障的种类和成因的分析建立电气线路短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波故障和故障电弧的电气故障模型；
步骤S13、对建立的电气故障模型的温度场进行分析，对自动网格剖分后的电气故障模型设置材料参数、热边界条件和电流电压参数，确定电气故障模型求解域的温度场；
步骤S14、对建立的电气故障模型进行电热耦合模拟分析，获得不同类型的电气故障的温度场分布云图和热释放速率数据；
步骤S15、将电热耦合模拟分析的温度场求解结果与相关电气故障文献和案例中的温度数据对比，若模拟分析结果与案例中的实际温度数据相吻合，则从求解结果中获得电气故障模型的火灾风险源空间尺寸参数和热释放速率参数，否则重新建立电气故障模型，直到模拟分析结果与案例中的实际温度数据相吻合时结束。
进一步的，所述步骤S20具体包括：
步骤S21、根据《高层民用建筑设计防火规范》中的建筑结构和建筑布局分析建筑场景类型，建立标准居住建筑场景和标准公共建筑场景模型；
步骤S22、根据电气故障模型所确定的火灾风险源空间尺寸参数和热释放速率参数以及文献案例中的电气故障空间位置，在建筑场景模型中建立火灾风险源模型；
步骤S23、设置材料参数和边界条件，在所建立的建筑场景模型的基础上，对模型中的墙壁、地板、家具、电气线路设置材料属性，并设置边界条件，包括材料的热量传递性质、通风口的位置、大小、风速，然后划分计算网格；
步骤S24、在所建立的建筑场景中进行电气短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波和故障电弧火灾模拟，获得电气火灾场景的温度、烟气浓度、火焰的蔓延、CO浓度实时变化情况，并根据火灾风险因素，将获得的火灾数据整理为电气火灾的火灾燃烧风险性、烟气风险性和有害气体风险性数据。
进一步的，所述步骤S30具体包括：
步骤S31、运用层次分析法分析火灾风险因素，建立电气火灾风险评估综合评价体系和打分标准，将电气火灾风险评价体系划分为三级层次结构模型，即目标层、准则层以及指标层；
步骤S32、根据火灾场景模拟的结果和电气火灾案例中实际火灾情况构造判断矩阵，采用1-9标度法构造判断矩阵A，确定各层级指标的权重时，对同一层次各个指标的相应重要性等级采用指标之间重要性程度比较的形式表示；
步骤S33、利用方根法求解判断矩阵A的最大特征根λmax，并将相应的特征向量W进行归一化处理；
步骤S34、对步骤S32所得各层次指标判断矩阵A进行一致性检验，首先计算出一致性CR，以一致性指标CR为判断标准，比较判断矩阵的一致性，当CR<0.1时，认为一致性可以接受，否则重新构造判断矩阵；
步骤S35、通过一致性检验后，根据每个指标相对上一层次对应要素的权重值，通过层次总排序计算其相对于总目标的权重值，获得层次总排序表。
进一步的，步骤S31中，电气火灾风险评估综合评价体系的目标层为电气火灾风险源类型，准则层包括：火灾燃烧风险性(B1)、烟气风险性(B2)以及有害气体风险性(B3)，指标层包括：热释放速率(C1)场景中着火房间温度(C2)、场景中所有房间温度(C3)、火焰蔓延程度(C4)、电气故障在电气火灾中的比率(C5)、能见度(C6)、烟雾密度(C7)总释烟质量(C8)、CO2到达危险浓度时间(C9)、CO到达危险浓度时间(C10)以及CO浓度峰值(C11)，电气火灾风险评估综合评价体系中各因素集具体如下：
第一层次：A＝(B1、B2、B3)
第二层次：B1＝(C1，C2，C3，C4，C5)；
B2＝(C6，C7，C8)；
B3＝(C9，C10，C11)。
进一步的，步骤S34中所述一致性指标CR的计算公式如下：
其中：CI为定义的一致性比例，λmax为判断矩阵的最大特征值，n为特征根数，RI为一致性指标标准值。
进一步的，所述步骤S40具体包括：
步骤S41、按照步骤S30建立的电气火灾风险评估综合评价体系和打分标准对步骤S20中电气短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波和故障电弧电气火灾模拟获得的参数进行综合评分，分别得到以上六种电气火灾风险源的指标层参数评分Xi(Cp)，i＝1,2,…,n，p＝1,2,…,m；
式中，i为电气火灾风险源类型，p为指标层指标因素；
步骤S42、将步骤S41中的指标层指标参数评分与步骤S35中的层次排序表中的指标层指标组合权重按照综合评分公式得到居住建筑电气火灾和公共建筑电气火灾风险综合评分Qi，其中p＝1,2,…,m；
步骤S43、对步骤:S42中的综合评分Qi根据权重的计算公式得到电气火灾风险评估权重系数，其中i＝1,2,…,n。
本发明的有益之处在于：与现有技术相比，本发明创新性地运用模拟定量分析获取电气火灾风险数据，运用层次分析法建立电气火灾风险综合评价体系来确定电气火灾风险权重指标系数，可提高电气火灾风险评估权重指标系数的可靠性和准确度，对日后对于电气火灾风险性的研究有着广泛的实际应用价值。
附图说明
图1为本发明电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法其中一个实施例的流程图；
图2为本发明中步骤S10的流程图；
图3为本发明中步骤S20的流程图；
图4为本发明中步骤S30的流程图；
图5为本发明电气火灾风险评估综合评价体系的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
如图1所示，本发明实施例提供一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，包括如下步骤：
步骤S10、建立不同类型的电气故障模型，并按照故障特点进行电热耦合分析电气故障的热效应，获得电气火灾模拟的电气火灾危险源的空间尺寸参数和热释放速率参数；
步骤S20、建立居住建筑场景和公共建筑场景模型，根据电气火灾风险源发生时的空间位置分布和步骤S10中得到的电气火灾危险源的空间尺寸参数和热释放速率参数，在所建立的居住建筑场景和公共建筑场景模型中分别进行电气火灾模拟，获得电气火灾风险性数据，所述电气火灾风险性数据包括电气火灾的火灾燃烧风险性数据、烟气风险性数据和有害气体风险性数据；
步骤S30、按照电气火灾风险因素的风险程度，运用层次分析法建立电气火灾风险评估综合评价体系；
步骤S40、将步骤S20中电气火灾模拟获得的电气火灾风险数据，按照步骤S30中建立的电气火灾风险评估综合评价体系进行对照和打分，获得居住建筑电气火灾和公共建筑电气火灾的综合评分，并得到电气火灾风险评估权重系数。
如图2所示，所述步骤S10具体包括：
步骤S11、查阅相关文献和电气故障案例分析电气故障的种类和成因；
步骤S12、基于对电气故障的种类和成因的分析建立电气线路短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波故障和故障电弧的电气故障模型；
步骤S13、对建立的电气故障模型的温度场进行分析，对自动网格剖分后的电气故障模型设置材料参数、热边界条件和电流电压参数，确定电气故障模型求解域的温度场；
步骤S14、对建立的电气故障模型进行电热耦合模拟分析，获得不同类型的电气故障的温度场分布云图和热释放速率数据；
步骤S15、将电热耦合模拟分析的温度场求解结果与相关电气故障文献和案例中的温度数据对比，若模拟分析结果与案例中的实际温度数据相吻合，则从求解结果中获得电气故障模型的火灾风险源空间尺寸参数和热释放速率参数，否则重新建立电气故障模型，直到模拟分析结果与案例中的实际温度数据相吻合时结束。
如图3所示，所述步骤S20具体包括：
步骤S21、根据《高层民用建筑设计防火规范》中的建筑结构和建筑布局分析建筑场景类型，建立标准居住建筑场景和标准公共建筑场景模型；
步骤S22、根据电气故障模型所确定的火灾风险源空间尺寸参数和热释放速率参数以及文献案例中的电气故障空间位置，在建筑场景模型中建立火灾风险源模型；
步骤S23、设置材料参数和边界条件，在所建立的建筑场景模型的基础上，对模型中的墙壁、地板、家具、电气线路设置材料属性，并设置边界条件，包括材料的热量传递性质、通风口的位置、大小、风速，然后划分计算网格；
步骤S24、在所建立的建筑场景中进行电气短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波和故障电弧火灾模拟，获得电气火灾场景的温度、烟气浓度、火焰的蔓延、CO浓度实时变化情况，并根据火灾风险因素，将获得的火灾数据整理为电气火灾的火灾燃烧风险性、烟气风险性和有害气体风险性数据。
如图4所示，所述步骤S30具体包括：
步骤S31、运用层次分析法建立电气火灾风险评估综合评价体系和打分标准，将电气火灾风险评价因素划分为三级层次结构模型，即目标层、准则层以及指标层。
电气火灾风险评估综合评价体系的目标层为电气火灾风险源类型，准则层包括：火灾燃烧风险性(B1)、烟气风险性(B2)以及有害气体风险性(B3)。指标层包括：热释放速率(C1)场景中着火房间温度(C2)、场景中所有房间温度(C3)、火焰蔓延程度(C4)、电气故障在电气火灾中的比率(C5)、能见度(C6)、烟雾密度(C7)总释烟质量(C8)、CO2到达危险浓度时间(C9)、CO到达危险浓度时间(C10)以及CO浓度峰值(C11)。电气火灾风险评估综合评价体系(如图5所示)中各因素集具体如下：
第一层次：A＝(B1、B2、B3)；
第二层次：B1＝(C1，C2，C3，C4，C5)；
B2＝(C6，C7，C8)；
B3＝(C9，C10，C11)；
示例性的，表1为电气火灾综合评估体系和打分标准表。
表1电气火灾综合评估体系和打分标准表
步骤S32、根据火灾场景模拟的结果和电气火灾案例中实际火灾情况构造判断矩阵，采用1-9标度法构造判断矩阵A，确定各层级指标的权重时，对同一层次各个指标的相应重要性等级采用指标之间重要性程度比较的形式表示。具体的，确定各层层级指标的权重时，采用两两重要性程度之比的形式表示出各个层次指标相应重要性程度等级，在n个元素中进行取值，比较第i个元素与第j个元素相对上一层某个因素的重要性时，使用数量化的相对权重aij来描述，构建判断矩阵A。
示例性的，所构建的目标层判断矩阵和火灾燃烧风险性B1所对应的指标层判断矩阵如表2和表3所示。
表2目标层判断矩阵
表3火灾燃烧风险性B1所对应的指标层判断矩阵
B1 C1 C2 C3 C4 C5 Wi
C1 1.0000 1.3104 3.5569 1.2599 0.6300 0.2412
C2 0.7631 1.0000 0.5503 0.7211 0.4368 0.1239
C3 0.2811 1.8171 1.0000 0.9086 0.3969 0.1324
C4 0.7937 1.3867 1.1006 1.0000 0.4642 0.1655
C5 1.5874 2.2894 2.5198 2.2894 1.0000 0.3371
步骤S33、利用方根法求解判断矩阵A的最大特征根λmax，并将相应的特征向量W进行归一化处理；
步骤S34、对步骤S32所得各层次指标判断矩阵进行一致性检验。一致性检验方法如下：
式中：CI为一致性检验指标；n为判断矩阵的阶数；当时，认为判断矩阵具有满意的一致性；反之，则检验不通过，需调整判断矩阵的元素值并按上述步骤重新计算。RI为随机一致性指标，RI取值如下表4所示。
表4随机一致性指标
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9
RI 0 0 0.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46
步骤S35、通过一致性检验后，根据每个指标相对上一层次对应要素的权重值，通过层次总排序计算其相对于总目标的权重值，获得层次总排序表。
示例性的，通过层次总排序计算指标层相对于总目标的权重值得到的层次总排序表如表5所示。
表5层次总排序表
所述步骤S40具体包括：
步骤S41、按照步骤S30建立的电气火灾风险评估综合评价体系和打分标准对步骤S20中电气短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波和故障电弧电气火灾模拟获得的参数进行综合评分，分别得到以上六种电气火灾风险源的指标层参数评分Xi(Cp)(i＝1,2,…,n，p＝1,2,…,m)。
式中，i为电气火灾风险源类型，p为指标层指标因素。
步骤S42、将步骤S41中的指标层指标参数评分与步骤S35中的层次排序表中的指标层指标组合权重按照综合评分公式 得到居住建筑电气火灾和公共建筑电气火灾风险综合评分Qi。
步骤S43、对步骤:S42中的综合评分Qi根据权重的计算公式 得到电气火灾风险评估权重系数。
示例性的，根据综合评价体系和权重计算得到的居住建筑电气火灾风险评估权重系数如表6所示。
表6居住建筑电气火灾风险评估权重系数
步骤S44、验证权重系数的准确性，将计算得到的电气火灾风险权重系数与其他参考文献中的电气火灾风险权重系数进行了对比，验证本专利得到的权重系数的准确性。
示例性的，本发明计算得到的权重系数与参考文献《基于数据挖掘技术的电气火灾风险评估研究》中电气火灾权重系数的结果对比排序如下表7所示。
表7电气火灾权重系数结果对比排序
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤S10、建立不同类型的电气故障模型，并按照故障特点进行电热耦合分析电气故障的热效应，获得电气火灾模拟的电气火灾危险源的空间尺寸参数和热释放速率参数；
步骤S20、建立居住建筑场景和公共建筑场景模型，根据电气火灾风险源发生时的空间位置分布和步骤S10中得到的电气火灾危险源的空间尺寸参数和热释放速率参数，在所建立的居住建筑场景和公共建筑场景模型中分别进行电气火灾模拟，获得电气火灾风险性数据；
步骤S30、按照电气火灾风险因素的风险程度，运用层次分析法建立电气火灾风险评估综合评价体系；
步骤S40、将步骤S20中电气火灾模拟获得的电气火灾风险数据，按照步骤S30中建立的电气火灾风险评估综合评价体系进行对照和打分，获得居住建筑电气火灾和公共建筑电气火灾的综合评分，并得到电气火灾风险评估权重系数；
所述步骤S10具体包括：
步骤S11、分析电气故障的种类和成因；
步骤S12、基于对电气故障的种类和成因的分析建立电气线路短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波故障和故障电弧的电气故障模型；
步骤S13、对建立的电气故障模型的温度场进行分析，对自动网格剖分后的电气故障模型设置材料参数、热边界条件和电流电压参数，确定电气故障模型求解域的温度场；
步骤S14、对建立的电气故障模型进行电热耦合模拟分析，获得不同类型的电气故障的温度场分布云图和热释放速率数据；
步骤S15、将电热耦合模拟分析的温度场求解结果与相关电气故障文献和案例中的温度数据对比，若模拟分析结果与案例中的实际温度数据相吻合，则从求解结果中获得电气故障模型的火灾风险源空间尺寸参数和热释放速率参数，否则重新建立电气故障模型，直到模拟分析结果与案例中的实际温度数据相吻合时结束。
2.根据权利要求1所述的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于：步骤S20中所述电气火灾风险性数据包括电气火灾的火灾燃烧风险性数据、烟气风险性数据和有害气体风险性数据。
3.根据权利要求1所述的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于：所述步骤S20具体包括：
步骤S21、根据《高层民用建筑设计防火规范》中的建筑结构和建筑布局分析建筑场景类型，建立标准居住建筑场景和标准公共建筑场景模型；
步骤S22、根据电气故障模型所确定的火灾风险源空间尺寸参数和热释放速率参数以及文献案例中的电气故障空间位置，在建筑场景模型中建立火灾风险源模型；
步骤S23、设置材料参数和边界条件，在所建立的建筑场景模型的基础上，对模型中的墙壁、地板、家具、电气线路设置材料属性，并设置边界条件，包括材料的热量传递性质、通风口的位置、大小、风速，然后划分计算网格；
步骤S24、在所建立的建筑场景中进行电气短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波和故障电弧火灾模拟，获得电气火灾场景的温度、烟气浓度、火焰的蔓延、CO浓度实时变化情况，并根据火灾风险因素，将获得的火灾数据整理为电气火灾的火灾燃烧风险性、烟气风险性和有害气体风险性数据。
4.根据权利要求3所述的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于：所述步骤S30具体包括：
步骤S31、运用层次分析法分析火灾风险因素，建立电气火灾风险评估综合评价体系和打分标准，将电气火灾风险评价体系划分为三级层次结构模型，即目标层、准则层以及指标层；
步骤S32、根据火灾场景模拟的结果和电气火灾案例中实际火灾情况构造判断矩阵，采用1-9标度法构造判断矩阵A，确定各层级指标的权重时，对同一层次各个指标的相应重要性等级采用指标之间重要性程度比较的形式表示；
步骤S33、利用方根法求解判断矩阵A的最大特征根λmax，并将相应的特征向量W进行归一化处理；
步骤S34、对步骤S32所得各层次指标判断矩阵A进行一致性检验，首先计算出一致性CR，以一致性指标CR为判断标准，比较判断矩阵的一致性，当CR<0.1时，认为一致性可以接受，否则重新构造判断矩阵；
步骤S35、通过一致性检验后，根据每个指标相对上一层次对应要素的权重值，通过层次总排序计算其相对于总目标的权重值，获得层次总排序表。
5.根据权利要求4所述的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于：步骤S31中，电气火灾风险评估综合评价体系的目标层为电气火灾风险源类型，准则层包括：火灾燃烧风险性B1、烟气风险性B2以及有害气体风险性B3，指标层包括：热释放速率C1场景中着火房间温度C2、场景中所有房间温度C3、火焰蔓延程度C4、电气故障在电气火灾中的比率C5、能见度C6、烟雾密度C7总释烟质量C8、CO2到达危险浓度时间C9、CO到达危险浓度时间C10以及CO浓度峰值C11，电气火灾风险评估综合评价体系中各因素集具体如下：
第一层次：A＝(B1、B2、B3)
第二层次：B1＝(C1，C2，C3，C4，C5)；
B2＝(C6，C7，C8)；
B3＝(C9，C10，C11)。
6.根据权利要求4所述的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于：步骤S34中所述一致性指标CR的计算公式如下：
其中：CI为定义的一致性比例，λmax为判断矩阵的最大特征值，n为特征根数，RI为一致性指标标准值。
7.根据权利要求4所述的电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法，其特征在于：所述步骤S40具体包括：
步骤S41、按照步骤S30建立的电气火灾风险评估综合评价体系和打分标准对步骤S20中六种电气火灾风险源电气短路、过载、接地故障、接触不良、高次谐波和故障电弧电气火灾模拟获得的参数进行综合评分，分别得到以上六种电气火灾风险源的指标层参数评分Xi(Cp)，i＝1,2,…,n，p＝1,2,…,m；
式中，i为电气火灾风险源类型，p为指标层指标因素；
步骤S42、将步骤S41中的指标层指标参数评分与步骤S35中的层次排序表中的指标层指标组合权重按照综合评分公式得到居住建筑电气火灾和公共建筑电气火灾风险综合评分Qi，其中p＝1,2,…,m；
步骤S43、对步骤:S42中的综合评分Qi根据权重的计算公式得到电气火灾风险评估权重系数，其中i＝1,2,…,n。
CN202110963898.2A 2021-08-21 2021-08-21 一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法 Active CN113780757B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110963898.2A CN113780757B (zh) 2021-08-21 2021-08-21 一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110963898.2A CN113780757B (zh) 2021-08-21 2021-08-21 一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113780757A CN113780757A (zh) 2021-12-10
CN113780757B true CN113780757B (zh) 2024-01-26

Family

ID=78838589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110963898.2A Active CN113780757B (zh) 2021-08-21 2021-08-21 一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113780757B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114240254A (zh) * 2022-01-18 2022-03-25 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 基于区间topsis法的高层建筑电气火灾风险两级评估方法
CN115035674B (zh) * 2022-05-17 2024-04-12 中建八局南方建设有限公司 一种智慧楼宇消防智能监测预警管理系统
CN114936502B (zh) * 2022-07-25 2022-10-04 四川开澜科技有限公司 一种森林火灾蔓延态势边界分析方法、系统、终端及介质
CN117172369B (zh) * 2023-09-04 2024-04-23 北京太平机电设备安装有限责任公司 一种电气火灾预测方法、系统、设备及存储介质
CN117114423B (zh) * 2023-10-23 2024-01-26 中国科学院空天信息创新研究院 一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法与装置
CN117445669B (zh) * 2023-11-03 2024-05-07 北京悟空出行科技有限公司 一种基于中台系统的电动汽车火灾监测管理系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004334760A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Shimizu Corp 火災リスク評価システムおよび火災リスク評価方法
CN103679558A (zh) * 2013-12-20 2014-03-26 国家电网公司 电动汽车充换电站火灾风险数据评估方法
CN103870891A (zh) * 2014-03-25 2014-06-18 安徽大学 基于网格流的输电线路火灾蔓延预测方法及系统
WO2017008180A1 (zh) * 2015-07-16 2017-01-19 广东产品质量监督检验研究院 一种光伏组件失效风险判别方法
CN108053594A (zh) * 2017-12-20 2018-05-18 江苏金鸽网络科技有限公司 一种定点区域单元的火灾预警方法
CN110490432A (zh) * 2019-07-30 2019-11-22 武汉理工光科股份有限公司 基于Hausdorff距离的双向基准特征消防风险评估方法及系统
CN111311085A (zh) * 2020-02-10 2020-06-19 清华大学合肥公共安全研究院 一种基于物联网监测的建筑火灾动态风险评估方法及装置
CN113327051A (zh) * 2021-06-18 2021-08-31 中国科学技术大学 一种故障电弧火灾危险性评价方法
CN113643495A (zh) * 2021-07-29 2021-11-12 宜宾市消防救援支队 一种用于火灾原因调查的智能辅助分析系统及方法
CN114240108A (zh) * 2021-12-03 2022-03-25 中国计量大学 一种基于层次分析法的建筑保温材料火灾危险性综合评价模型

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004334760A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Shimizu Corp 火災リスク評価システムおよび火災リスク評価方法
CN103679558A (zh) * 2013-12-20 2014-03-26 国家电网公司 电动汽车充换电站火灾风险数据评估方法
CN103870891A (zh) * 2014-03-25 2014-06-18 安徽大学 基于网格流的输电线路火灾蔓延预测方法及系统
WO2017008180A1 (zh) * 2015-07-16 2017-01-19 广东产品质量监督检验研究院 一种光伏组件失效风险判别方法
CN108053594A (zh) * 2017-12-20 2018-05-18 江苏金鸽网络科技有限公司 一种定点区域单元的火灾预警方法
CN110490432A (zh) * 2019-07-30 2019-11-22 武汉理工光科股份有限公司 基于Hausdorff距离的双向基准特征消防风险评估方法及系统
CN111311085A (zh) * 2020-02-10 2020-06-19 清华大学合肥公共安全研究院 一种基于物联网监测的建筑火灾动态风险评估方法及装置
CN113327051A (zh) * 2021-06-18 2021-08-31 中国科学技术大学 一种故障电弧火灾危险性评价方法
CN113643495A (zh) * 2021-07-29 2021-11-12 宜宾市消防救援支队 一种用于火灾原因调查的智能辅助分析系统及方法
CN114240108A (zh) * 2021-12-03 2022-03-25 中国计量大学 一种基于层次分析法的建筑保温材料火灾危险性综合评价模型

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
多数据融合的电气火灾危险性评估方法;颜峻;消防科学与技术;第38卷(第4期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113780757A (zh) 2021-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113780757B (zh) 一种电气火灾风险评估权重指标系数的确定方法
Mitsopoulos et al. Canopy fuel characteristics and potential crown fire behavior in Aleppo pine (Pinus halepensis Mill.) forests
CN108256141B (zh) 一种基于Copula理论的主余震联合易损性分析方法
Reeves et al. Validation of building energy modeling tools: ecotect™, green building studio™ and IES< VE>™
Fernández-Alonso et al. Canopy fuel characteristics in relation to crown fire potential in pine stands: analysis, modelling and classification
Peters et al. Wildfire hazard mapping: exploring site conditions in eastern US wildland–urban interfaces
Bachmann et al. Uncertainty propagation in wildland fire behaviour modelling
CN112865085B (zh) 一种用于电力信息物理系统的攻击模拟方法及系统
Zhang et al. New approaches to determine the interface height of fire smoke based on a three‐layer zone model and its verification in large confined space
CN110009241B (zh) 一种在役电力电缆通道消防安全水平的评估方法及装置
Duff et al. Determining the likelihood of asset destruction during wildfires: Modelling house destruction with fire simulator outputs and local-scale landscape properties
Tohidi Experimental and numerical modeling of wildfire spread via fire spotting
Meerpoel-Pietri et al. Modeling with WFDS combustion dynamics of ornamental vegetation structures at WUI: focus on the burning of a hedge at laboratory scale
Su et al. Study on quantification scheme of weight coefficient for electrical fire risk assessment of high-rise building
Bianchini et al. Improved prediction methods for wildfires using high performance computing: A comparison
Xu et al. Test flammability of PVC wall panel with cone calorimetry
Masoudvaziri et al. Toward probabilistic risk assessment of wildland–urban interface communities for wildfires
Gu et al. Towards validation of DEVS-FIRE wildfire simulation model
CN109446481B (zh) 一种对数正态型单元寿命分布参数估计方法
Athanasiou Development of an optimal methodology for forecasting forest fire behaviour in Greece
D’Ambrosio et al. A model for the simulation of forest fire dynamics using cellular automata
Hua et al. OPTIMIZING THE ROTHERMEL MODEL FOR EASILY PREDICTING SPREAD RATE OF FOREST FIRE.
Rodríguez et al. Towards policies for data insertion in dynamic data driven application systems: a case study sudden changes in wildland fire
Dobrinkova et al. Game-method model for field fires
CN113514737A (zh) 一种输电线路间隙击穿电压计算方法、设备及介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant