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考虑火灾时空演变的海洋平台人员疏散评估方法.pdf
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考虑 火灾 时空 演变 海洋 平台 人员 疏散 评估 方法
建筑防火设计Fire Science and Technology,November 2023,Vol.42,No.11考虑火灾时空演变的海洋平台人员疏散评估方法王琛,王涛,王彦富,王意如(中国石油大学(华东)机电工程学院 山东 青岛 266580)摘要:考虑海洋平台走廊区域火灾时空演变和人员应急疏散行为,提出一种火灾事故人员疏散后果的动态评估方法,并探索了热释放速率、烟灰产率等因素的变化对疏散人员伤害后果的影响。研究结果表明:热释放速率的增大导致火源附近的温度和辐射值不断升高,直接导致疏散人员伤害值和死亡概率的升高;而烟灰产率的变化则会影响人员的疏散速度,进而影响人员在火灾危害中的暴露时间,间接对人员疏散的伤亡后果造成影响。最后,根据人员的伤亡后果,对人员的疏散危险区域进行识别。关键词:海洋平台;动态评估方法;火灾时空演变;应急疏散中图分类号:X913.4;X928.7 文献标志码:A 文章编号:1009-0029(2023)11-1500-06海洋平台聚集大量易燃材料,一旦发生火灾事故,极易造成严重人员伤亡。应急疏散是海洋平台发生紧急事故时自我保护的第一步,然而诸多海洋平台发生火灾事故造成的人员伤亡均与应急疏散过程有关1。因此,海洋平台疏散过程的安全性评估是海洋平台安全管理评估一项重要指标,开展海洋平台火灾事故场景下的疏散后果评估工作具有重要意义。不断有研究学者开展海洋平台火灾事故场景下的风险评估研究,CHOI M Y 等2提出了基于统计机器学的火灾风险评估模型,建立了逻辑指数、深层神经网络(DNN)和火灾风险指数模型。张兴才等3以影响图和事件树的方法提出了海上油气生产火灾风险评估的最低可行原则和可接受原则。李尚4基于 HCL-HRA 模型和贝叶斯神经网络方法对海洋平台典型舱室进行了火灾风险研究。王 彦 富 等5改 进 了 认 知 可 靠 性 与 失 误 分 析 方 法(CREAM),对海洋平台火灾爆炸进行风险评估。大多数评估研究只考虑火灾危害产物中的单一或某几种因素造成的人员伤亡后果,如考虑火灾热辐射造成的人员不同等级烧伤的概率6-9,火灾产生的毒性气体扩散造成的风险10,或是研究热辐射和毒性气体的耦合风险11-12。上述针对海洋平台火灾事故的危害评估研究均未考虑人员的动态疏散行为;此外,少有研究能综合考虑火灾多因素作用导致的人员伤亡后果。因而,本研究提出了一种考虑人员疏散行为和火灾多因素影响的动态评估方法,该方法考虑人员疏散路线上的有毒气体、热辐射、高温和消光系数等综合影响导致的人员伤害后果,进而获得人员的伤亡概率并对人员的疏散危险区域进行识别与划分,以期更精准地掌握影响人员疏散安全的关键区域,为应急疏散路径的规划和应急决策的制定等提供支持。1动态评估方法的提出1.1累积伤害模型1.1.1有毒有害气体的毒性伤害火灾产生有毒有害气体的毒性伤害是基于 SFPE 手册中13有效分数剂量(FED)计算得到,如式(1)所示。其中FEDi表示第i种有毒气体的FED值,由式(2)计算,可考虑有毒有害气体包括CO、NOx、CN等。假设CO2只影响过度换气,由CO2诱导的过度换气因子由式(3)计算,低氧导致的FED变化则由式(4)计算得到。Ci(t)(10-6)是指第i种有毒有害气体时间在t时刻的体积分数,例如CCO2(t)和CO2(t)分别代表t时刻CO2和O2的体积分数。(Ct)i(10-6)是人员可耐受的第i种有毒有害气体的最大体积分数阈值,超过这一阈值将导致人员残疾或死亡。FEDgas=i=1nFEDi HVCO2+FEDO2(1)FEDi=t1t2Ci(t)(Ct)idt(2)HVCO2=exp()0.190 3CCO2()t+2.000 47.1(3)FEDO2=t1t2dt60 exp 8.13-0.54()20.9-CO2(t)(4)1.1.2热量伤害与有毒有害气体类似,热量导致的失能剂量模型根据式(5)将辐射热和对流热分量相加计算得到。FEDheat=t1t2(1trad+1tconv)dt(5)失能时间(trad,s)与辐射强度(q,kW/m2)的关系见式(6)。其中r(kW/m2)4/3s 是使人丧失活动能力的热辐 射 剂 量。根 据 SFPE 手 册 的 建 议,r值 设 置 为 600(kW/m2)4/3s。热对流导致的失能时间(tconv,s)与高温(T,)的关系见式(7)。trad=rq1.33(6)tconv=3 109T-3.4(7)基金项目:国家自然科学基金面上项目(52171353)1.1.3消光系数对速度的影响低能见度是火灾危害的一个重要因素,其主要影响火场中人员的疏散速度14-15。能见度V(m)与消光系数Ks(m-1)的关系如式(8)所示。V=CKs(8)式中:C为常数,对于反光标志,设为 3。在数值模拟中,FDS+EVAC 16考虑了烟雾对移动速度的影响,影响机理如式(9)所示。其中v0i(Ks)表示人员i在 烟 雾 中 的 疏 散 速 度,其 最 小 步 行 速 度 为v0i,min=0.1v0i,v0i(m/s)为正常能见度下的疏散速度。系数和的值分别为 0.706 m/s 和-0.057 m2/s。v0i(Ks)=maxv0i,min,v0i(1+Ks)(9)1.1.4耦合伤害模型在本研究中,提出了一种考虑有毒气体、热辐射、高温和消光系数 4 种火灾因素影响的耦合伤害模型,见式(10)。FED=i=1n0tKsCi()t(Ct)idt HVCO2+0tKsdt60 exp 8.13-0.54(20.9-CO2()t)+0tKs(q1.33600+T3.460 5 107)dt(10)式(10)考虑了不同有毒气体、消光系数、热辐射和高温的影响,其中,消光系数通过影响疏散速度影响人员在火灾危害中的暴露时间tKs(s)。消光系数越大,人员暴露于火灾危害中的时间越长,对人员的伤害越高。消光系数Ks(m-1)对暴露时间tKs(s)的影响如式(11)所示。其中S(m)表示疏散路线的长度,v0Ks(m/s)为受消光系数影响的疏散速度。为确保人员在浓烟中继续缓慢移动,设置人员的最小运动速度为v0Ks,min=0.1 v0i16。根据 JIN T14的 实 验 数 据 拟 合v0Ks和Ks之 间 的 关 系,如 式(12)所示。tKs=Sv0Ks=Smax(v0Ks,min,v0Ks)(11)v0Ks=v0i()1-0.61Ks,Ks 1 m-10.39v0i()1-0.08Ks,1 m-1 9.29 m-1(12)1.2累积伤害的计算方法为计算疏散人员i在疏散路线上的累积伤害FED值的情况,采用网格划分人员计算区域,并对每个网格进行编号并设置探头以监测火灾数据。采用 FDS软件模拟火灾的蔓延过程,从而获取网格内有毒有害气体浓度、消光系数、热辐射强度和温度等参数随时间的变化情况。如图 1所示,假设疏散人员的初始位置为Px1y1z1,疏散终点为Px4y3z1,人员的疏散轨迹见式(13)。Pxyz(t)=Px1y1z1()t,Px2y1z1()t,Px3y1z1()t,Px3y2z1(t),Px3y3z1(t),Px4y3z1(t)(13)使用 MATLAB 软件编写数据查询并实时更新的算法,其中人员的运动速度vt会根据人员在不同时刻所处位置的消光系数发生变化,变化机制见式(12),速度的演变过程见式(14)。vxyz(t)=vx1y1z1()t,vx2y1z1()t,vx3y1z1()t,vx3y2z1()t,vx3y3z1()t,vx4y3z1()t(14)由 此,根 据 式(10)即 可 计 算 出 疏 散 人 员 沿 轨 迹Pxyz(t)运动的累积伤害FED值。1.3伤亡后果的计算已有研究表明,疏散人员的预疏散时间越长,总疏散用时会延长,火灾产物对人员造成的危害也就越大17。根据 IMO18的建议,客船人员的预疏散时间服从对数正态分布 N(3.44,0.942),分布函数见式(15)。y=1.008 082 0.94x-(ln(x)-3.44)22 0.942(15)式中:x为预疏散时间,s,取值范围设置为 20,60;y即为预疏散时间x的概率密度函数。而疏散人员初始速度的不同,也会影响人员在火灾危害中的暴露时间。借鉴海洋平台上的实测疏散实验数据19,设置疏散人员的初始疏散速度v0i服从正态分布 N(2.1,0.22),初始疏散速度的取值范围为 1.9,2.3。采用蒙特卡洛模拟的方法对预疏散时间和疏散速度进行 N次的随机取样,结合累积伤害的计算方法获取 N 次取样后人员在不同位置的平均伤害值FEDMC,见式(16)。FEDMC=i=1NMCFEDNMC(16)式中:NMC即为蒙特卡洛模拟的次数。然而,使用蒙特卡洛模拟获得的FEDMC值可以用来确定人员是否死亡,却并不适合用于风险评估的工作。因而,需要将火灾对疏散人员的伤害转化为人员受伤或者死亡的概率。根据 ISO-1357120,FED与人员失能概率PD符合对数正态分布,概率密度函数见式(17),对应的累积分布函数如式(18)所示。x1y4z1x2y4z2x3y4z2x4y4z2x2y3z2x2y3z1x3y3z1x4y3z1x1y2z1x2y2z1x3y2z1x4y2z1x4y3z3x3y1z1x2y1z1x1y1z1障碍物障碍物出口图 1疏散轨迹网格划分Fig.1Grid division of evacuation trajectory1500消防科学与技术2023年 11 月第 42 卷第 11 期1.1.3消光系数对速度的影响低能见度是火灾危害的一个重要因素,其主要影响火场中人员的疏散速度14-15。能见度V(m)与消光系数Ks(m-1)的关系如式(8)所示。V=CKs(8)式中:C为常数,对于反光标志,设为 3。在数值模拟中,FDS+EVAC 16考虑了烟雾对移动速度的影响,影响机理如式(9)所示。其中v0i(Ks)表示人员i在 烟 雾 中 的 疏 散 速 度,其 最 小 步 行 速 度 为v0i,min=0.1v0i,v0i(m/s)为正常能见度下的疏散速度。系数和的值分别为 0.706 m/s 和-0.057 m2/s。v0i(Ks)=maxv0i,min,v0i(1+Ks)(9)1.1.4耦合伤害模型在本研究中,提出了一种考虑有毒气体、热辐射、高温和消光系数 4 种火灾因素影响的耦合伤害模型,见式(10)。FED=i=1n0tKsCi()t(Ct)idt HVCO2+0tKsdt60 exp 8.13-0.54(20.9-CO2()t)+0tKs(q1.33600+T3.460 5 107)dt(10)式(10)考虑了不同有毒气体、消光系数、热辐射和高温的影响,其中,消光系数通过影响疏散速度影响人员在火灾危害中的暴露时间tKs(s)。消光系数越大,人员暴露于火灾危害中的时间越长,对人员的伤害越高。消光系数Ks(m-1)对暴露时间tKs(s)的影响如式(11)所示。其中S(m)表示疏散路线的长度,v0Ks(m/s)为受消光系数影响的疏散速度。为确保人员在浓烟中继续缓慢移动,设置人员的最小运动速度为v0Ks,min=0.1 v0i16。根据 JIN T14的 实 验 数 据 拟 合v0Ks和Ks之 间 的 关 系,如 式(12)所示。tKs=Sv0Ks=Smax(v0Ks,min,v0Ks)(11)v0Ks=v0i()1-0.61Ks,Ks 1 m-10.39v0i()1-0.08Ks,1 m-1 9.29 m-1(12)1.2累积伤害的计算方法为计算疏散人员i在疏散路线上的累积伤害FED值的情况,采用网格划分人员计算区域,并对每个网格进行编号并设置探头以监测火灾数据。采用 FDS软件模拟火灾的蔓延过程,从而获取网格内有毒有害气体浓度、消光系数、热辐射强度和温度等参数随时间的变化情况。如图 1所示,假设疏散人员的初始位置为Px1y1z1,疏散终点为Px4y3z1,人员的疏散轨迹见式(13)。Pxyz(t)=Px1y1z1()t,Px2y1z1()t,Px3y1z1()t,Px3y2z1(t),Px3y3z1(t),Px4y3z1(t)(13)使用 MATLAB 软件编写数据查询并实时更新的算法,其中人员的运动速度vt会根据人员在不同时刻所处位置的消光系数发生变化,变化机制见式(12),速度的演变过程见式(14)。vxyz(t)=vx1y1z1()t,vx2y1z1()t,vx3y1z1()t,vx3y2z1()t,vx3y3z1()t,vx4y3z1()t(14)由 此,根 据 式(10)即 可 计 算 出 疏 散 人 员 沿 轨 迹Pxyz(t)运动的累积伤害FED值。1.3伤亡后果的计算已有研究表明,疏散人员的预疏散时间越长,总疏散用时会延长,火灾产物对人员造成的危害也就越大17。根据 IMO18的建议,客船人员的预疏散时间服从对数正态分布 N(3.44,0.942),分布函数见式(15)。y=1.008 082 0.94x-(ln(x)-3.44)22 0.942(15)式中:x为预疏散时间,s,取值范围设置为 20,60;y即为预疏散时间x的概率密度函数。而疏散人员初始速度的不同,也会影响人员在火灾危害中的暴露时间。借鉴海洋平台上的实测疏散实验数据19,设置疏散人员的初始疏散速度v0i服从正态分布 N(2.1,0.22),初始疏散速度的取值范围为 1.9,2.3。采用蒙特卡洛模拟的方法对预疏散时间和疏散速度进行 N次的随机取样,结合累积伤害的计算方法获取 N 次取样后人员在不同位置的平均伤害值FEDMC,见式(16)。FEDMC=i=1NMCFEDNMC(16)式中:NMC即为蒙特卡洛模拟的次数。然而,使用蒙特卡洛模拟获得的FEDMC值可以用来确定人员是否死亡,却并不适合用于风险评估的工作。因而,需要将火灾对疏散人员的伤害转化为人员受伤或者死亡的概率。根据 ISO-1357120,FED与人员失能概率PD符合对数正态分布,概率密度函数见式(17),对应的累积分布函数如式(18)所示。x1y4z1x2y4z2x3y4z2x4y4z2x2y3z2x2y3z1x3y3z1x4y3z1x1y2z1x2y2z1x3y2z1x4y2z1x4y3z3x3y1z1x2y1z1x1y1z1障碍物障碍物出口图 1疏散轨迹网格划分Fig.1Grid division of evacuation trajectory1501Fire Science and Technology,November 2023,Vol.42,No.11P(x)=1x2e-()lnx-222(17)f(x)=12+12erf()ln()x-2(18)本研究中,人员失能即视为人员死亡。FED=1.0时,失能概率为 50%;FED=0 时,失能概率为 0%。由此可确定人员累积FEDMC值与死亡概率PD的计算公式,见式(19),其中=1,=0,变化曲线如图 2所示。根据上述内容可以计算出人员在不同初始位置沿对应运动轨迹疏散的伤亡后果。PD=12+12erfln FEDMC2(19)2应用研究2.1火灾场景设置选取海洋平台某走廊区域作为研究对象,尺寸为 20 m3 m3 m,其中火源位置设置在走廊中间位置,火灾类型为t2型,火灾增长系数为 0.187 8,烟灰产率为 0.08,稳定燃烧阶段的平均热释放速率达 4 000 kW/m2。本研究采用 FDS 6.7.721模拟火灾的发展过程,根据 FDS 指导手册中对网格的计算精度要求,网格尺寸选用 0.5 m0.5 m0.5 m。2.2模拟结果分析使用 1 m1 m 的均匀网格对模拟区域进行划分,生成的二维均匀网格如图 3所示。假设人员由图 3所示起始位置沿绿色轨迹进行疏散,其中考虑火灾危害因素,包括有毒有害气体、高温、热辐射和能见度的影响,由上述 1.3节伤亡后果的计算方式获得人员完成疏散的伤亡情况。设定蒙特卡洛模拟的次数为 1 500次,最终获得的平均伤亡值FEDMC和平均死亡概率PD随模拟次数的变化情况如图 4所示。当模拟次数超过 500 次以后,模拟结果逐渐趋向于稳定,人员的平均伤害值FEDMC和平均死亡概率PD分别收敛于 0.493 5 和0.240 0。由此可获得不同初始位置处的人员完成疏散的平均伤害值和平均死亡概率,图 5和图 6为分布云图。本研究所提出的评估方法考虑了疏散人员的疏散行为和火灾危害产物的时空分布情况,位于走廊左侧的疏散人员需经过火源区域向逃生出口运动,而走廊右侧的疏散人员则无须经过火源区域便可完成疏散。因此,左侧区域人员的平均伤害值FEDMC明显高于右侧人员,由此导致的左侧人员死亡概率PD也高于右侧。2.3热释放速率影响分析上述案例中,热释放速率的变化会导致温度、热辐射发生变化,影响疏散人员的伤亡后果。因而,本节主要探FEDMC0 1 2 3 4 5 61.00.80.60.40.20.0PD图 2FEDMC与死亡概率的变化曲线Fig.2Variation curve of MC and probability of death0 5 10 15 203y/mx/m图 3走廊区域几何构型及仿真设置Fig.3Corridor region geometry and simulation settingsNMC/次0 300 600 9001.20.90.60.3FEDMC1 2001 500N次模拟的平均伤害值N次模拟的平均死亡概率0.50.40.30.20.10.0PD图 4平均伤害值和平均死亡概率随模拟次数的变化情况Fig.4The mean damage value and mean probability of death change with the number of simulations0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20y/m3210 x/mFEDMC1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10图 5人员平均伤害值分布云图Fig.5Average personnel damage value distribution cloud map0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20y/m3210 x/mPD1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10图 6人员平均死亡概率分布云图Fig.6Average death probability distribution cloud map1502消防科学与技术2023年 11 月第 42 卷第 11 期究火源热释放速率的变化情况对疏散人员伤害值和死亡概率的影响。其中,分别选取热释放速率为 1 000、2 000、3 000、4 000、5 000 kW/m2进行研究。以图 3 所示的起始位置为研究对象,不同热释放速率下疏散人员的平均伤害值FEDMC的变化情况如图 7所示。随着火源热释放速率的不断增大,火源附近的温度和辐射值也不断升高,导致左侧疏散人员在向右侧疏散时,人体累积的热剂量越来越高,由此导致人员的平均伤害值FEDMC也逐渐升高。根据蒙特卡洛模拟的计算结果,如图 7 所示,位于图 3 起始位置的人员在不同热释放速率下完成疏散的平均伤害值分别为 0.029 7、0.101 5、0.226 9、0.493 5、0.821 5,对应死亡概率分别为 0.000 2、0.011 1、0.069 0、0.240 0、0.422 1。图 8 为不同热释放速率条件下的人员伤害值和死亡概率分布云图。随着热释放速率的不断增大,除火源附近人员的伤亡后果较严重以外,火灾对位于走廊左侧位置疏散人员的威胁也越来越大。热释放速率达到 5 000 kW/m2时,走廊左侧部分区域的人员伤害值超过 1.0,意味着这些区域人员完成疏散的死亡概率超过 50%。对于海洋平台走廊处发生火灾的情况,疏散人员的危险区域主要在走廊的左侧,在逃生时的路线应由左向右进行有序疏散,同时在设计时考虑在走廊右侧增加逃生通道。2.4烟灰产率影响分析烟灰产率描述了燃料转化为烟雾颗粒的质量分数,进而影响烟雾消光系数。当烟灰产率增加,烟雾的消光系数会增大,由此导致火灾场景的能见度降低,人员的运动速度也会受到影响。如图 9 所示,随着烟灰产率的增大,图 3 所示初始位置的人员完成疏散所需用时增加,致使人员暴露于火灾危害中的时间增长,最终导致人员的平均伤害值FEDMC增大。如图 10所示,根据蒙特卡洛模拟的计算结果,图 3 所示位置的人员在烟灰产率为 0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 下完成疏散的平均伤害值分别为0.130 1、0.252 6、0.399 4、0.493 5、0.531 2。相较于走廊右侧的疏散人员,左侧人员在疏散过程中需要经过火源区域,火源附近的高温和高辐射会对疏散人员造成伤害,因而位于左侧的人员在疏散过程中面临着较大的威胁。而随着烟灰产率的增大,人员疏散速度降低导致在高温和高辐射环境中的暴露时间增长,因而位于走廊左侧位置人员的平均伤害值随着烟灰产率的增大而增大,由此导致的左侧人员完成疏散的伤亡概率NMC/次0 300 600 9001.20.90.60.30.0FEDMC1 2001 5001 000 kW/m23 000 kW/m25 000 kW/m22 000 kW/m24 000 kW/m2图 7不同热释放速率下疏散人员的平均伤害值Fig.7Average injury values of evacuees at different heat release rates0 4 8 12 16 201.00.80.60.40.2030y/mx/my/m300 4 8 12 16 201.00.80.60.40.20PDx/my/m30FEDMC1.00.80.60.40.200 4 8 12 16 20 x/mPD1.00.80.60.40.200 4 8 12 16 20y/m30 x/my/m300 4 8 12 16 201.00.80.60.40.20FEDMCx/m1.00.80.60.40.20PD0 4 8 12 16 2030y/mx/my/m300 4 8 12 16 201.00.80.60.40.20FEDMCFEDMCx/m1.00.80.60.40.20PD0 4 8 12 16 2030y/mx/my/m300 4 8 12 16 201.00.80.60.40.20FEDMCx/m0 4 8 12 16 20y/m301.00.80.60.40.20PDx/m(a)1 000 kW/m2对应人员伤害值和死亡概率分布云图(b)2 000 kW/m2对应人员伤害值和死亡概率分布云图(c)3 000 kW/m2对应人员伤害值和死亡概率分布云图(d)4 000 kW/m2对应人员伤害值和死亡概率分布云图(e)5 000 kW/m2对应人员伤害值和死亡概率分布云图图 8不同热释放速率的人员伤害值和死亡概率分布云图Fig.8Human injury value and death probability distribution of different heat release ratesNMC/次0 300 600 900100806040总疏散时间/s1 2001 5000.020.060.100.040.08图 9不同烟灰产率下疏散人员疏散总用时分布情况Fig.9Distribution of total evacuation time for evacuees under different soot yield1503Fire Science and Technology,November 2023,Vol.42,No.11也明显高于右侧。图 11 为平均伤亡值FEDMC和死亡概率PD的分布云图。0 4 8 12 16 201.00.80.60.40.2030y/mx/my/m300 4 8 12 16 201.00.80.60.40.20PDx/my/m30FEDMC1.00.80.60.40.200 4 8 12 16 20 x/mPD1.00.80.60.40.200 4 8 12 16 20y/m30 x/my/m300 4 8 12 16 201.00.80.60.40.20FEDMCx/m1.00.80.60.40.20PD0 4 8 12 16 2030y/mx/my/m300 4 8 12 16 201.00.80.60.40.20FEDMCFEDMCx/m1.00.80.60.40.20PD0 4 8 12 16 2030y/mx/my/m300 4 8 12 16 201.00.80.60.40.20FEDMCx/m0 4 8 12 16 20y/m301.00.80.60.40.20PDx/m(a)烟灰产率 0.02(b)烟灰产率 0.04(c)烟灰产率 0.06(d)烟灰产率 0.08(e)烟灰产率 0.10图 11不同烟灰产率的人员伤害值和死亡概率分布云图Fig.11The distribution of injury value and death probability of evacuees at different soot yields相比于热释放速率,烟灰产率对疏散人员的影响较小,但依旧是走廊左侧危险程度高于走廊右侧。可以在设计时考虑在走廊左侧增加通风系统,有效排烟,减小人员的伤亡概率。3结 论1)提出了一种考虑人员疏散行为和火灾多因素影响的动态评估方法,通过建立考虑疏散路线上有毒气体、热辐射、高温和消光系数耦合的人员伤害模型,结合蒙特卡洛模拟随机抽样的方法,获得人员在不同位置完成疏散的平均伤害值与死亡概率,定量评估位于不同位置处人员完成疏散的伤亡后果。2)火灾热释放速率和烟灰产率均会影响人员疏散的伤亡后果。热释放速率的增大会导致火源附近的温度和辐射值不断升高,直接导致疏散人员伤害值和死亡概率的升高;而烟灰产率的变化则会影响人员的疏散速度,进而影响人员在火灾危害中的暴露时间,间接对人员疏散的伤亡后果造成影响。3)根据火灾环境中不同初始位置的人员完成疏散的伤亡后果,结合网格理论对人员的疏散危险区域进行辨识。该辨识方法考虑火灾危害的时空演变情况和疏散人员的实时位置变化,可以对火灾环境中的疏散伤亡后果进行更准确的预测。参考文献:1 SKOGDALEN J E,KHORSANDI J,VINNEM J E.Evacuation,escape,and rescue experiences from offshore accidents including the Deepwater HorizonJ.Journal of Loss Prevention in the Process Industries,2012,25(1):148-158.2 CHOI M Y,JUN S.Fire risk assessment models using statistical machine learning and optimized risk indexingJ.Applied Sciences,2020,10(10):4199.3 张兴才,宋立崧,申仲翰.海上油气生产安全风险分析J.中国海上油气工程,1999,11(3):59-64.4 李尚.基于 HCL-HRA 模型的支持平台人员火灾风险评估研究D.哈尔滨:哈尔滨工程大学,2021.5 王彦富,李彪,王静,等.基于改进 CREAM 方法的海洋平台火灾爆炸风险评估J.中国海洋平台,2018,33,(2):74-78.6 RAJENDRAM A,KHAN F,GARANIYA V.Modelling of fire risks in an offshore facilityJ.Fire Safety Journal,2015,71:79-85.7 CHEN M Y,LI H H,LI P,et al.Fireball modeling and thermal hazards analysis of leaked 1,1-difluoroethane in fluorine chemical industry based on FDSJ.Journal of Thermal Analysis and Calorimetry,2021,146:355-366.8 BAALISAMPANG T,ABBASSI R,GARANIYA V,et al.Fire impact assessment in FLNG processing facilities using Computational Fluid Dynamics(CFD)J.Fire Safety Journal,2017,92:42-52.9 DADASHZADEH M,KHAN F,HAWBOLDT K,et al.An integrated approach for fire and explosion consequence modellingJ.Fire Safety Journal,2013,61(1):324-337.10 DADASHZADEH M,KHAN F,ABBASSI R,et al.Combustion products toxicity risk assessment in an offshore installationJ.Process Safety and Environmental Protection,2014,92(6):616-624.NMC/次0 300 600 9000.60.30.0FEDMC1 2001 5000.020.060.100.040.08图 10不同烟灰产率下疏散人员的平均伤害值Fig.10Average injury value of evacuees under different soot yield1504消防科学与技术2023年 11 月第 42 卷第 11 期11 BAALISAMPANG T,ABBASSI R,GARANIYA V,et al.Modelling an integrated impact of fire,explosion and combustion products during transitional events caused by an accidental release of LNGJ.Process Safety and Environmental Protection,2019,128:259-272.12 MUHAMMAD NIAZI U,NASIF M S,BIN MUHAMMAD M,et al.Integrated consequence modelling for fire radiation and combustion product toxicity in offshore petroleum platform using risk based approachJ.MATEC Web of Conferences,2018,225:06013.13 PURSER D A,MCALLISTER J L.SFPE handbook of fire protection engineeringM.Massachusetts:National Fire Protection Association,2016.14 JIN T,YAMADA T.Irritating effects of fire smoke on visibilityJ.Fire Science&Technology,1985,5(1):79-90.15 CHEN J M,WANG J Y,WANG B B,et al.An experimental study of visibility effect on evacuation speed on stairsJ.Fire Safety Journal,2018,96:189-202.16 KORHONEN T,HOSTIKKA S.Fire dynamics simulator with evacuation:FDS+EVAC:techinical reference and users guideJ.Espoo:VTT Technical Research Centre of Finland,2021.17 CAO S C,FU L B,SONG W G.Exit selection and pedestrian movement in a room with two exits under fire emergencyJ.Applied Mathematics and Computation,2018,332:136-147.18 IMO,MSC1/Circ1533.Revised guidelines for evacuation analyses for new and existing passenger shipsR.London:International Maritime Organization,2016.19 ZHANG J,ZHAO J,SONG Z,et al.Evacuation performance of participants in an offshore platform under smoke situationsJ.Ocean Engineering,2020,216(15):107739.20 ISO 13571,Life-threatening components of fire-guidelines for the estimation of time to compromised tenability in firesS.21 MCGRATTAN K,HOSTIKK S,MCDRRMOTT R,et al.Fire dynamics simulator users guideM.Gaithersburg:National Institute of Standards and Technology,2021.22 冉海潮,焦凤龙,孙丽华,等.TGAS 模型及其在建筑火灾中人群安全疏散的应用J.消防科学与技术,2013,32(11):1209-1211.Study on the evaluation method of personnel evacuation consequences considering the spatiotemporal evolution of offshore platform fireWang Chen,Wang Tao,Wang Yanfu,Wang Yiru(College of Mechanical and Electrical Engineering,China University of Petroleum(East China),Shandong Qingdao 266580,China)Abstract:Considering the temporal and spatial evolution of fire in offshore platform corridor and personnel emergency evacuation behavior,a dynamic evaluation method for personnel evacuation consequences of fire accidents was proposed,and the influence of the changes of heat release rate and soot yield on the injury consequences of evacuees was explored.The results show

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