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城市区域地震次生火灾风险评估及火蔓延模拟

作　者: 孟晓静
导　师: 杨立中
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 城市区域地震次生火灾火灾风险评估层次分析法火蔓延元胞自动机
分类号: P315.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 215次
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内容摘要

地震次生火灾是最易发生、破坏性最大的地震次生灾害。针对地震次生火灾进行全面有效的风险评估是防御和减轻地震次生火灾巨大破坏的必要途径。本文以城市区域为研究对象,以城市区域的地震次生火灾风险评估为研究内容,建立了针对城市区域的地震次生火灾风险评估模型。首先设计出城市区域地震次生火灾风险评估指标体系,再利用层次分析法得到各影响因素的权重,通过对各种影响因素进行评分,最后得出城市区域地震次生火灾风险等级的划分。城市区域地震次生火灾风险评估的实现为判断震后城市火灾高风险区域及正确评估地震下城市消防安全状况提供了有力的依据,并能在城市抗震防灾规划的编制中起到重要作用。同时也为城市区域地震次生火灾蔓延模拟系统中的建筑物被蔓延概率的计算提供了依据。在A.Ohgai构建的城市社区火蔓延元胞自动机模型的基础上,本文考虑地震后建筑破坏程度对火蔓延的影响以及不同的邻居位置发生着火概率的区别,结合城市区域地震次生火灾风险等级评定,进一步改进了火灾蔓延的模型。通过分析建筑物所在区域地震次生火灾风险等级、建筑物自身的可燃性、建筑物周围建筑的着火情况、不同烈度下建筑物的破坏程度以及风速和风向对火蔓延的影响,得出城市区域地震次生火灾蔓延的概率计算方法,建立了较为完善的城市区域地震次生火灾蔓延的元胞自动机模型。利用matlab语言编程,模拟了局部环境的改善、风速和风向、飞火或新的着火点、不同的风险等级区域、不同烈度以及危险设施等不同条件下对火蔓延的影响。该模型能够快速实现城市区域火蔓延过程的模拟,特别适宜用于城市宏观角度上的火蔓延模拟。模拟结果再现了火灾过程,这不仅提高了人们对城市区域火灾蔓延危害的认识,而且为城市规划设计和消防扑救措施提供了一定的理论依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 研究现状  9-13
    1.2.1 城市区域地震次生火灾风险评估的研究现状  9-11
    1.2.2 地震次生火灾蔓延模拟研究现状  11-13
  1.3 研究思路及研究内容  13-15
第二章城市区域地震次生火灾风险评估  15-30
  2.1 城市区域地震次生火灾风险评估基本理论  15-19
    2.1.1 地震次生火灾  15
    2.1.2 火灾危险和火灾风险的定义  15-16
    2.1.3 火灾风险评估方法概述  16-17
    2.1.4 层次分析法  17-19
  2.2 城市区域地震次生火灾风险评估  19-28
    2.2.1 指标体系设计  19-20
    2.2.2 确定指标权重  20-24
    2.2.3 影响因素评分原则  24-28
    2.2.4 城市区域地震次生火灾风险等级评定  28
  2.3 小结  28-30
第三章城市区域地震次生火灾蔓延的 CA 模拟  30-50
  3.1 元胞自动机简介  30-31
  3.2 A.Ohgai 的城市社区火蔓延元胞自动机模型  31-32
  3.3 城市区域地震次生火灾蔓延的CA 模型  32-37
    3.3.1 元胞的边长  32-33
    3.3.2 火蔓延的速度  33
    3.3.3 时间步的确定  33
    3.3.4 邻居  33-34
    3.3.5 元胞的状态  34-35
    3.3.6 元胞发生着火的概率  35-37
    3.3.7 推演规则  37
  3.4 模拟算例及分析  37-47
    3.4.1 模拟算例1——局部环境的改善对火蔓延的影响  38-40
    3.4.2 模拟算例2——风对火蔓延的影响  40-42
    3.4.3 模拟算例3——飞火或者新的着火点对火蔓延的影响  42-44
    3.4.4 模拟算例4——不同风险等级区域对火蔓延的影响  44
    3.4.5 模拟算例5——不同烈度对火蔓延的影响  44-45
    3.4.6 模拟算例6——危险设施对火蔓延的影响  45-47
  3.5 模型对比  47-48
  3.6 小结  48-50
第四章结论及展望  50-52
  4.1 本文工作总结  50-51
  4.2 本文主要创新点  51
  4.3 下一步工作展望  51-52
参考文献  52-55
附录模拟程序  55-57
致谢  57-58
攻读硕士期间完成的论文  58

城市区域地震次生火灾风险评估及火蔓延模拟

内容摘要

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