艦船火災(zāi)生命力評估方法研究.pdf

1、爆炸、浸水、火災(zāi)是影響艦船生命力的三大破壞因素。目前的艦船生命力評估側(cè)重于研究爆炸、浸水對艦船生命力的影響，而較少考慮火災(zāi)對艦船生命力的影響。但是不論平時還是戰(zhàn)時，火災(zāi)都是威脅艦船生命力的主要災(zāi)害。為了提高火災(zāi)環(huán)境下的艦船生命力，在艦船設(shè)計過程中需要對設(shè)計方案進(jìn)行火災(zāi)生命力評估，從而判斷艦船生命力滿足作戰(zhàn)使用要求的程度，并找出設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)，用于指導(dǎo)和改進(jìn)消防與生命力設(shè)計。因此很有必要開展艦船火災(zāi)生命力評估方法的研究。
　　本文

2、為解決火災(zāi)環(huán)境下艦船生命力評估缺乏總體框架和評估手段的問題，根據(jù)艦船生命力理論和火災(zāi)風(fēng)險理論，提出了艦船火災(zāi)生命力概念，開展了艦船火災(zāi)生命力評估方法研究，主要工作與成果如下:
　　構(gòu)建了面向任務(wù)的艦船火災(zāi)生命力評估體系。根據(jù)系統(tǒng)學(xué)觀點(diǎn)對艦船火災(zāi)生命力目標(biāo)進(jìn)行分析，將生命力目標(biāo)分為總體層、性能層、系統(tǒng)層和單元層，提出了面向任務(wù)的艦船火災(zāi)生命力目標(biāo)體系，并對相關(guān)概念進(jìn)行了科學(xué)定義;對艦船火災(zāi)生命力進(jìn)行概率分析，建立了艦船火災(zāi)生命力評估

3、模型;借鑒火災(zāi)風(fēng)險評估理論構(gòu)建了艦船火災(zāi)生命力設(shè)計框架與評估流程。該評估體系既延續(xù)了目前艦船生命力評估的基本概念，又結(jié)合了火災(zāi)風(fēng)險評估的理念，形成了以概率論為基礎(chǔ)理論、以艦船任務(wù)為頂層目標(biāo)、既適用于戰(zhàn)時也適用于平時的總體框架和評估流程。
　　提出了耦合火災(zāi)場景分析的艙室火災(zāi)易感性評估方法。對目前的易感性概念進(jìn)行擴(kuò)展，定義了包括起火可能性和火災(zāi)場景發(fā)生可能性的火災(zāi)易感性。在艙室起火可能性分析中，將起火原因分為武器命中起火和事故誘發(fā)起

4、火，針對命中起火，給出了起火點(diǎn)概率分布形式和艙室起火概率模型;針對事故起火，給出了艙室單位面積起火頻率和艙室起火頻率模型。在艙室火災(zāi)場景分析中，基于故障樹分析方法，研究了其在艦船消防措施可靠性分析中的應(yīng)用;提出了基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)場景分析方法，該方法克服了事件樹分析中各個事件必須按照時間順序依次排列的局限性。
　　提出了基于火災(zāi)動力學(xué)模擬的設(shè)備單元火災(zāi)易損性分析方法。在分析單元火災(zāi)損傷指標(biāo)及其判據(jù)的基礎(chǔ)上，建立了基于火災(zāi)數(shù)值模擬

5、與Monte Carlo模擬的單元火災(zāi)易損性評估方法。在戰(zhàn)時火災(zāi)易損性方面，針對戰(zhàn)時火災(zāi)中武器導(dǎo)致的艙室開口具有不確定性這一特殊情況，提出了開口位置參數(shù)(VSH)和開口大小參數(shù)(VW)，并分析了這兩個參數(shù)的不確定性對單元火災(zāi)易損性的影響。在事故火災(zāi)方面，針對某艦船機(jī)器處所艙室，在艙室起火頻率和火災(zāi)場景分析的基礎(chǔ)上，分析了火源及消防系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)不確定性對單元火災(zāi)易損性的影響。
　　提出了多態(tài)系統(tǒng)動態(tài)火災(zāi)生命力評估方法。將隨時間變化的

6、多態(tài)損傷看作時間連續(xù)、狀態(tài)離散的隨機(jī)過程，提出了基于隨機(jī)過程的多態(tài)時變損傷理論。根據(jù)這一理論，在損傷狀態(tài)和時間上對單元火災(zāi)易損性進(jìn)行拓展，提出了多態(tài)單元動態(tài)易損性評估方法。引入通用產(chǎn)生函數(shù)方法用于將多態(tài)單元易損性綜合為多態(tài)系統(tǒng)易損性。對事件樹分析方法在時間進(jìn)行拓展，提出了動態(tài)火災(zāi)場景分析方法。耦合多態(tài)系統(tǒng)動態(tài)易損性分析方法和動態(tài)火災(zāi)場景分析方法，提出了基于風(fēng)險評估理論的多態(tài)系統(tǒng)動態(tài)火災(zāi)生命力評估模型。該模型不僅適用于事故火災(zāi)，更適用于戰(zhàn)