CN115470460A - 一种邮轮火灾风险识别与控制方法及系统 - Google Patents

一种邮轮火灾风险识别与控制方法及系统 Download PDF

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CN115470460A
CN115470460A CN202211112797.5A CN202211112797A CN115470460A CN 115470460 A CN115470460 A CN 115470460A CN 202211112797 A CN202211112797 A CN 202211112797A CN 115470460 A CN115470460 A CN 115470460A
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李贺
黄承赓
彭卫文
古博
韩瑜
欧阳孔雷
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation

Abstract

本发明公开了一种邮轮火灾风险识别与控制方法及系统，该方法包括：根据邮轮大型处所的实际参数确定邮轮的严酷度；收集邮轮大型住所发生火灾的概率；根据邮轮大型处所的消防设备参数确定邮轮的灭火指数；结合邮轮的严酷度、邮轮的火灾概率与邮轮的灭火指数计算综合表征指数；基于综合表征指数，通过事故树顶事件对邮轮的火灾发生风险进行识别。该系统包括：拍摄模块、融合模块和评价模块。通过使用本发明，能够有效克服当前超过行业标准的邮轮大型处所设计中无规范可依、无成熟经验可借鉴等关键症结性难题，从而大大提高邮轮的火灾风险识别与控制能力。本发明作为一种邮轮火灾风险识别与控制方法及系统，可广泛应用于涉及风险识别技术领域。

Description

一种邮轮火灾风险识别与控制方法及系统
技术领域
本发明涉及风险识别技术领域，尤其涉及一种邮轮火灾风险识别与控制方法及系统。
背景技术
现阶段的邮轮设计需要满足两个要求，一是规范法要求即根据积累的设计和实践经验制定确定性标准以指导船舶的设计和建造，如油船、散货船等；二是安全水平法(SLA)要求即采用整体分析的方法对现有船舶的安全标准进行风险评价，并通过综合安全评估(FSA)来确定风险的可接受标准当前具有应用前景的大型邮轮设计方法为替代设计，大型邮轮的设计已超出现行设计规范的适用范围，基于规范法的大型邮轮设计更无法开展。另一方面，国际海事组织(IMO)的技术门类中涉及船舶设计的风险分析部分极为稀少，也缺乏风险分析方法应用于设计实践的经验，严重限制了SLA在行业内的应用和大型船舶设计的开展和建造的实施，替代设计属SLA范畴，其核心是将FSA作为工具对设计规范不适用的部分开展风险评估，在与规范规定的设计方案具有相同风险水平下接受替代设计方案，然而，IMO以安全性评估为核心的SLA设计规范并不涉及大型处所的替代设计，针对救生设备配备和机电设备的规范也存在概念和功能要求定义不清晰、符合性验证中风险评估方法不明确等问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种邮轮火灾风险识别与控制方法及系统，能够有效克服当前超过行业标准的邮轮大型处所设计中无规范可依、无成熟经验可借鉴等关键症结性难题，从而大大提高邮轮的火灾风险识别与控制能力。
本发明所采用的第一技术方案是：一种邮轮火灾风险识别与控制方法，包括以下步骤：
根据邮轮大型处所的实际参数确定邮轮的严酷度；
收集邮轮大型住所发生火灾的概率并根据概率进行幅值评分；
根据邮轮大型处所的消防设备参数确定邮轮的灭火指数；
结合邮轮的严酷度、邮轮的评分值与邮轮的灭火指数计算综合表征指数；
基于综合表征指数，通过事故树顶事件对邮轮的火灾发生风险进行识别。
进一步，所述邮轮大型处所的实际参数包括可燃材料面积、最长逃生距离和最大容纳人数比值，所述根据邮轮大型处所的实际参数确定邮轮的严酷度这一步骤，其具体包括：
对邮轮中的可燃材料进行空间投影处理，得到邮轮的可燃材料面积；
通过邮轮设计图对邮轮的逃生路线进行计算，得到邮轮的最长逃生距离；
计算邮轮的最大容纳人数与邮轮的实际面积之比，得到邮轮的最大容纳人数比值；
对邮轮的可燃材料面积、最长逃生距离和最大容纳人数比值进行归一化处理，得到邮轮的严酷度。
进一步，所述邮轮大型处所的实际参数的归一化计算公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000021
Figure BDA0003844230180000022
Figure BDA0003844230180000023
上式中，Mi表示可燃材料的总投影面积，Li表示最长逃生距离，Pi表示最大容纳人数比值，
Figure BDA0003844230180000024
表示归一化后的可燃材料的总投影面积，
Figure BDA0003844230180000025
表示归一化后的最长逃生距离，
Figure BDA0003844230180000026
表示归一化后的最大容纳人数比值，i表示第i处邮轮的大型处所，n表示邮轮大型处所数量。
进一步，所述邮轮的严酷度的计算公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000027
上式中，Si表示邮轮的严酷度。
进一步，所述根据邮轮发生火灾的概率进行赋值评分的计算公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000028
Figure BDA0003844230180000029
上式中，Oi表示邮轮大型处所的平均评分，Oij表示第j位专家对第i处邮轮大型处所的评分，t表示第t位专家的等级评分，
Figure BDA00038442301800000210
表示归一化后邮轮大型处所的平均评分。
进一步，所述邮轮大型处所的消防设备参数包括邮轮大型处所内喷淋装置数量、邮轮大型处所内灭火器数量和邮轮大型处所内消防栓数量，所述根据邮轮大型处所的消防设备参数确定邮轮的灭火指数这一步骤，其具体包括：
统计邮轮大型处所的消防设备参数，计算邮轮大型处所的消防设备参数与邮轮大型处所的面积的比值；
对邮轮大型处所的消防设备参数与邮轮大型处所的面积的比值依次进行归一化处理与权重求和计算，得到邮轮的灭火指数。
进一步，所述邮轮大型处所的消防设备参数的归一化计算公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000031
Figure BDA0003844230180000032
Figure BDA0003844230180000033
上式中，Qi表示邮轮大型处所内喷淋装置数量与邮轮大型处所面积的比值，Ei表示邮轮大型处所内灭火器数量与邮轮大型处所面积的比值，Hi表示邮轮大型处所内消防栓数量与邮轮大型处所面积的比值，
Figure BDA0003844230180000034
表示归一化后邮轮大型处所内喷淋装置数量与邮轮大型处所面积的比值，
Figure BDA0003844230180000035
表示归一化后邮轮大型处所内灭火器数量与邮轮大型处所面积的比值，
Figure BDA0003844230180000036
表示归一化后邮轮大型处所内消防栓数量与邮轮大型处所面积的比值。
进一步，所述邮轮的灭火指数的计算公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000037
上式中，Di表示邮轮的灭火指数，ω1表示邮轮大型处所内喷淋装置的权重，ω2表示邮轮大型处所内灭火器的权重，ω3表示邮轮大型处所内消防栓的权重。
进一步，所述邮轮的综合表征指数的计算公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000038
Ri＝Si+Oi+Di,i＝1,2,…,n
上式中，Ri表示邮轮的表征指数，
Figure BDA0003844230180000039
表示归一化后的邮轮表征指数。
本发明所采用的第二技术方案是：一种邮轮火灾风险识别与控制系统，包括：
严酷度计算模块，用于根据邮轮大型处所的实际参数确定邮轮的严酷度；
评分模块，用于收集邮轮大型住所发生火灾的概率并根据概率进行幅值评分；
灭火指数计算模块，用于根据邮轮大型处所的消防设备参数确定邮轮的灭火指数；
综合表征指数计算模块，用于结合邮轮的严酷度、邮轮的评分值与邮轮的灭火指数计算综合表征指数；
分析模块，基于综合表征指数，通过事故树顶事件对邮轮的火灾发生风险进行识别。
本发明方法及系统的有益效果是：本发明根据邮轮大型处所的实际参数衡量邮轮大型住所的严酷度水平，再根据邮轮大型处所的消防设备参数量化邮轮大型住所对于火灾发生的控制能力，再根据邮轮大型住所发生火灾的概率计算超过行业标准的邮轮大型住所的火灾发生风险水平，能够有效克服当前超过行业标准的邮轮大型处所设计中无规范可依、无成熟经验可借鉴等关键症结性难题，从而大大提高邮轮的火灾风险识别与控制能力。
附图说明
图1是本发明一种邮轮火灾风险识别与控制方法的步骤流程图；
图2是本发明一种邮轮火灾风险识别与控制系统的结构框图；
图3是本发明邮轮火灾风险识别与控制实施示例的事故树结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
参照图1，本发明提供了一种邮轮火灾风险识别与控制方法，该方法包括以下步骤：
S1、根据邮轮大型处所的实际参数确定邮轮的严酷度；
具体地，将邮轮大型处所中可燃物品或材料向空间周边投影，统计可燃材料总投影面积Mi，并归一化处理为如下所示：
Figure BDA0003844230180000041
上式中，Mi表示可燃材料的总投影面积，
Figure BDA0003844230180000042
表示归一化后的可燃材料的总投影面积，i表示第i处邮轮的大型处所，n表示邮轮大型处所数量；
根据设计图计算邮轮大型处所中最长逃生距离Li，并归一化处理为如下所示：
Figure BDA0003844230180000043
上式中，Li表示最长逃生距离，
Figure BDA0003844230180000051
表示归一化后的最长逃生距离；
确定邮轮各大型处所最大容留人数与其面积的比值Pi，并归一化处理为如下所示：
Figure BDA0003844230180000052
上式中，Pi表示最大容纳人数比值，
Figure BDA0003844230180000053
表示归一化后的最大容纳人数比值；
由可燃材料、逃生距离、最大容留人数计算邮轮大型处所火灾的严酷度等级的计算公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000054
上式中，Si表示邮轮的严酷度；
在本发明实施例中，超过行业标准的邮轮大型处所的可燃材料、逃生距离、最大容留人数与面积比及其相应的严酷度结果如表1所示：
表1邮轮大型处所严酷度
Figure BDA0003844230180000055
Figure BDA0003844230180000061
S2、收集邮轮大型住所发生火灾的概率并根据概率进行幅值评分；
具体地，收集处所火灾发生次数，并依据邮轮大型处所火灾发生概率定量评分标准进行评分；若无火灾数据信息，则选取专家组根据定性评分标准进行评分，具体计算过程为，选取t位专家依据1～10等级评分，假设第j位专家对第i处邮轮大型处所的评分为Oij，则第i处邮轮大型处所的平均评分如下所示：
Figure BDA0003844230180000062
上式中，Oi表示邮轮大型处所的平均评分，Oij表示第j位专家对第i处邮轮大型处所的评分，t表示第t位专家的等级评分；
对其进行归一化处理，得到：
Figure BDA0003844230180000063
上式中，
Figure BDA0003844230180000064
表示归一化后邮轮大型处所的平均评分；
在本发明实施例中，邮轮大型处所火灾发生概率定性与定量评分标准定义如表2所示：
表2邮轮大型处所火灾发生概率评分标准
评分等级 定性评分标准 定量评分标准
1 极少发生 某个处所火灾发生概率小于邮轮总火灾概率的0.1％
2、3 很少发生 某个处所火灾发生概率大于邮轮总火灾概率的0.1％，小于1％
4、5、6 偶然发生 某个处所火灾发生概率大于邮轮总火灾概率的1％，小于10％
7、8 有时发生 某个处所火灾发生概率大于邮轮总火灾概率的10％，小于20％
9、10 经常发生 某个处所火灾发生概率大于邮轮总火灾概率的20％
选取5位专家依据火灾发生概率定性评分标准进行评分，根据上述的计算公式进行计算，评分结果如表3所示：
表3邮轮大型处所火灾发生概率评分结果
Figure BDA0003844230180000071
Figure BDA0003844230180000081
S3、根据邮轮大型处所的消防设备参数确定邮轮的灭火指数；
具体地，统计邮轮大型处所内喷淋装置数量，计算其与处所面积的比值Qi，并归一化处理，其公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000082
上式中，Qi表示邮轮大型处所内喷淋装置数量与邮轮大型处所面积的比值，
Figure BDA0003844230180000083
表示归一化后邮轮大型处所内喷淋装置数量与邮轮大型处所面积的比值；
计算邮轮大型处所内灭火器数量与处所面积的比值Ei，并归一化处理，其公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000091
上式中，Ei表示邮轮大型处所内灭火器数量与邮轮大型处所面积的比值，
Figure BDA0003844230180000092
表示归一化后邮轮大型处所内灭火器数量与邮轮大型处所面积的比值；
确定邮轮大型处所内消防栓数量与处所面积的比值Hi，并归一化处理，其计算公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000093
上式中，Hi表示邮轮大型处所内消防栓数量与邮轮大型处所面积的比值，
Figure BDA0003844230180000094
表示归一化后邮轮大型处所内消防栓数量与邮轮大型处所面积的比值；
由喷淋装置、灭火器和消防栓的数量评估大型处所火灾的控制水平，其计算公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000095
上式中，Di表示邮轮的灭火指数，ω1表示邮轮大型处所内喷淋装置的权重，ω2表示邮轮大型处所内灭火器的权重，ω3表示邮轮大型处所内消防栓的权重；
且有
Figure BDA0003844230180000096
在本发明实施例中，邮轮各处所面积、喷淋装置、灭火器和消防栓的数量及其火灾控制水平如表4所示：
表4邮轮大型处所火灾控制水平
Figure BDA0003844230180000097
Figure BDA0003844230180000101
其中喷淋装置、灭火器和消防栓的火灾控制水平权重分别为0.3、0.2和0.5；
S4、结合邮轮的严酷度、邮轮的评分值与邮轮的灭火指数计算综合表征指数；
具体地，所述邮轮大型处所火灾风险评估的综合表征指数计算公式为：
Ri＝Si×Oi×Di，i＝1，2，…，n
上式中，Ri表示邮轮的表征指数；
对邮轮大型处所火灾风险评估的综合表征指数进行归一化处理，其归一化的公式如下所示：
Figure BDA0003844230180000102
上式中，
Figure BDA0003844230180000111
表示归一化后的邮轮表征指数；
在本发明实施例中，邮轮大型处所火灾风险评估的综合表征指数计算结果如表5所示：
表5邮轮大型处所火灾风险评估的综合表征指数
Figure BDA0003844230180000112
Figure BDA0003844230180000121
其中，在表5中可以得出餐厅、啤酒花园、二层休息区(DK4 MVZ2)、尾部餐厅、剧院(DK4\5MVZ6)的风险综合表征指数最大；
S5、基于综合表征指数，通过事故树顶事件对邮轮的火灾发生风险进行识别。
具体地，参照图3，以高风险邮轮大型处所火灾作为事故树顶事件开展事故树分析，并依据事故树底事件提出具有针对性的火灾事故防范对策，在本发明实施例中，选取邮轮餐厅火灾作为事故树顶事件开展事故树分析，结果如图3所示，从事故树底事件可以看出，用电设备和可燃物起火是引起餐厅火灾的主要因素，因此在邮轮餐厅设计和维护中需重点关注电器线路及电器设备的敷设、安装与检查，可燃易燃物应避免靠近高温部位。
参照图2，一种邮轮火灾风险识别与控制系统，包括：
严酷度计算模块，用于根据邮轮大型处所的实际参数确定邮轮的严酷度；
评分模块，用于收集邮轮大型住所发生火灾的概率并根据概率进行幅值评分；
灭火指数计算模块，用于根据邮轮大型处所的消防设备参数确定邮轮的灭火指数；
综合表征指数计算模块，用于结合邮轮的严酷度、邮轮的评分值与邮轮的灭火指数计算综合表征指数；
分析模块，基于综合表征指数，通过事故树顶事件对邮轮的火灾发生风险进行识别。
上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种邮轮火灾风险识别与控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据邮轮大型处所的实际参数确定邮轮的严酷度；
收集邮轮大型住所发生火灾的概率并根据概率进行幅值评分；
根据邮轮大型处所的消防设备参数确定邮轮的灭火指数；
结合邮轮的严酷度、邮轮的评分值与邮轮的灭火指数计算综合表征指数；
基于综合表征指数，通过事故树顶事件对邮轮的火灾发生风险进行识别。
2.根据权利要求1所述一种邮轮火灾风险识别与控制方法，其特征在于，所述邮轮大型处所的实际参数包括可燃材料面积、最长逃生距离和最大容纳人数比值，所述根据邮轮大型处所的实际参数确定邮轮的严酷度这一步骤，其具体包括：
对邮轮中的可燃材料进行空间投影处理，得到邮轮的可燃材料面积；
通过邮轮设计图对邮轮的逃生路线进行计算，得到邮轮的最长逃生距离；
计算邮轮的最大容纳人数与邮轮的实际面积之比，得到邮轮的最大容纳人数比值；
对邮轮的可燃材料面积、最长逃生距离和最大容纳人数比值进行归一化处理，得到邮轮的严酷度。
3.根据权利要求2所述一种邮轮火灾风险识别与控制方法，其特征在于，所述邮轮大型处所的实际参数的归一化计算公式如下所示：
Figure FDA0003844230170000011
Figure FDA0003844230170000012
Figure FDA0003844230170000013
上式中，Mi表示可燃材料的总投影面积，Li表示最长逃生距离，Pi表示最大容纳人数比值，
Figure FDA0003844230170000014
表示归一化后的可燃材料的总投影面积，
Figure FDA0003844230170000015
表示归一化后的最长逃生距离，
Figure FDA0003844230170000016
表示归一化后的最大容纳人数比值，i表示第i处邮轮的大型处所，n表示邮轮大型处所数量。
4.根据权利要求3所述一种邮轮火灾风险识别与控制方法，其特征在于，所述邮轮的严酷度的计算公式如下所示：
Figure FDA0003844230170000017
上式中，Si表示邮轮的严酷度。
5.根据权利要求1所述一种邮轮火灾风险识别与控制方法，其特征在于，所述根据邮轮发生火灾的概率进行赋值评分的计算公式如下所示：
Figure FDA0003844230170000021
Figure FDA0003844230170000022
上式中，Oi表示邮轮大型处所的平均评分，Oij表示第j位专家对第i处邮轮大型处所的评分，t表示第t位专家的等级评分，
Figure FDA0003844230170000023
表示归一化后邮轮大型处所的平均评分。
6.根据权利要求1所述一种邮轮火灾风险识别与控制方法，其特征在于，所述邮轮大型处所的消防设备参数包括邮轮大型处所内喷淋装置数量、邮轮大型处所内灭火器数量和邮轮大型处所内消防栓数量，所述根据邮轮大型处所的消防设备参数确定邮轮的灭火指数这一步骤，其具体包括：
统计邮轮大型处所的消防设备参数，计算邮轮大型处所的消防设备参数与邮轮大型处所的面积的比值；
对邮轮大型处所的消防设备参数与邮轮大型处所的面积的比值依次进行归一化处理与权重求和计算，得到邮轮的灭火指数。
7.根据权利要求6所述一种邮轮火灾风险识别与控制方法，其特征在于，所述邮轮大型处所的消防设备参数的归一化计算公式如下所示：
Figure FDA0003844230170000024
Figure FDA0003844230170000025
Figure FDA0003844230170000026
上式中，Qi表示邮轮大型处所内喷淋装置数量与邮轮大型处所面积的比值，Ei表示邮轮大型处所内灭火器数量与邮轮大型处所面积的比值，Hi表示邮轮大型处所内消防栓数量与邮轮大型处所面积的比值，
Figure FDA0003844230170000031
表示归一化后邮轮大型处所内喷淋装置数量与邮轮大型处所面积的比值，
Figure FDA0003844230170000032
表示归一化后邮轮大型处所内灭火器数量与邮轮大型处所面积的比值，
Figure FDA0003844230170000033
表示归一化后邮轮大型处所内消防栓数量与邮轮大型处所面积的比值。
8.根据权利要求7所述一种邮轮火灾风险识别与控制方法，其特征在于，所述邮轮的灭火指数的计算公式如下所示：
Figure FDA0003844230170000034
上式中，Di表示邮轮的灭火指数，ω1表示邮轮大型处所内喷淋装置的权重，ω2表示邮轮大型处所内灭火器的权重，ω3表示邮轮大型处所内消防栓的权重。
9.根据权利要求8所述一种邮轮火灾风险识别与控制方法，其特征在于，所述邮轮的综合表征指数的计算公式如下所示：
Figure FDA0003844230170000035
Ri＝Si+Oi+Di,i＝1,2,…,n
上式中，Ri表示邮轮的表征指数，
Figure FDA0003844230170000036
表示归一化后的邮轮表征指数。
10.一种邮轮火灾风险识别与控制系统，其特征在于，包括以下模块：
严酷度计算模块，用于根据邮轮大型处所的实际参数确定邮轮的严酷度；
评分模块，用于收集邮轮大型住所发生火灾的概率并根据概率进行幅值评分；
灭火指数计算模块，用于根据邮轮大型处所的消防设备参数确定邮轮的灭火指数；
综合表征指数计算模块，用于结合邮轮的严酷度、邮轮的评分值与邮轮的灭火指数计算综合表征指数；
分析模块，基于综合表征指数，通过事故树顶事件对邮轮的火灾发生风险进行识别。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116050854A (zh) * 2023-03-30 2023-05-02 交通运输部水运科学研究所 预警准确的邮轮风险防控方法及系统
CN117690249A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 江苏航运职业技术学院 一种邮轮火灾监测系统及其监测方法
CN117854221A (zh) * 2024-02-28 2024-04-09 江苏航运职业技术学院 一种邮轮用火灾智能自动报警系统

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CN117690249B (zh) * 2024-02-02 2024-04-16 江苏航运职业技术学院 一种邮轮火灾监测系统及其监测方法
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