一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法

本发明涉及火灾风险评估，具体为一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法。

背景技术：

1、随着城市建设的不断发展，特别是在城市新区将很少看到传统的地面输电方式，进而取代的是地下综合管廊这种方式。综合管廊中容纳了城市正常运转所需的各种市政管线，因此管廊的消防安全问题需要高度重视。风险评估可以系统地对灾害的风险性进行科学的分析与评价，进而给管理者的风险防控管理工作提供理论依据和参考。风险评估在很多领域已得到广泛的研究和应用，诸如船舶、建筑、核电和工业利用风险评估有效的提升了风险管理的水平，因此开展综合管廊电缆舱火灾风险评估研究，对于电缆舱火灾风险的防控管理工作具有十分重要的现实意义。

2、综合管廊作为城市地下受限空间，主要可能发生地震、水涝、火灾等事故，其中火灾事故发生的可能性通常是最高的。一旦发生火灾，会导致管廊中设施设备以及管廊体结构的损坏，更严重的是可能导致电力、通信市政管线线路中断，影响城市部分区域的正常工作，造成巨大的经济损失。而且，由于我国管廊的发展处于刚起步阶段，针对城市地下综合管廊消防安全的研究比较少，且大部分研究都集中在综合管廊火灾燃烧发展规律和消防防控设计上，而针对管廊火灾风险评估的研究几乎没有，即便有也较为单一，针对城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估不够准确。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法，解决了现有方法中针对城市地下综合管廊消防安全的研究比较少，针对火灾评估风险评估不够准确的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法，具体包括基于电缆舱火灾后果分析研究和电缆舱火灾场景概率分析研究的方法步骤：

5、s1.通过事故树和事件树分析方法分析得到电缆舱的火灾致因过程和火灾发展场景，构建电缆舱火灾从致灾因素到火灾后果的蝴蝶结模型；

6、s2.通过映射方法和综合分析，实现蝴蝶结模型到贝叶斯模型的优化；

7、s3.通过数据库、文献、专家打分法三者结合得到基本事件的发生概率；

8、s4.将基本事件发生概率和安全屏障可靠性代入贝叶斯软件genie中，得到各火灾场景发生概率，并通过贝叶斯推理分析电缆舱致因事件的敏感性和最大致因链；

9、s5.对火灾场景进行蒙特卡洛模拟，通过对不确定性输入参数进行抽样组合得到火灾模拟输入集，并代入火灾动力学软件cfast中，得到火灾场景的温度、热释放速率演化规律，与火灾后果判据进行对比得到火灾后果评估结果；

10、s6.通过定义风险矩阵，对各电缆舱火灾场景的概率和后果分别进行等级评定，得到电缆舱火灾场景的风险等级。

11、优选的，所述电缆舱火灾场景概率分析研究还包括贝叶斯网络及模型转化、贝叶斯网路基本事件先验概率分析和火灾关键风险致因因素识别。

12、优选的，所述电缆舱火灾后果分析研究还包括火灾模型选择、火灾参数不确定性分析和火灾模拟后果判据。

13、优选的，所述方法还包括电缆舱火灾风险矩阵。

14、优选的，所述电缆舱火灾风险矩阵包括电缆舱火灾场景发生概率、电缆舱火灾场景的后果定量表达和风险矩阵。

15、优选的，所述电缆舱火灾场景概率分析研究还包括基于bt的贝叶斯模型转化。

16、(三)有益效果

17、本发明提供了一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法。具备以下有益效果：

18、本发明提供了一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法，该火灾风险评估方法主要有两个部分，一是电缆舱火灾场景概率分析研究，二是电缆舱火灾后果分析研究，电缆舱的火灾场景以及发生概率是通过将蝴蝶结模型转化为贝叶斯网络模型，并结合基本事件概率和安全屏障可靠性概率计算得到的电缆舱各火灾场景的发生概率，其中，通过蝴蝶结模型向贝叶斯网络模型的转换，很好的解决了不能表达事件间的不确定性因果关系，同时针对部分无法从相关数据库和文献中获取的电缆舱火灾基本事件失效概率，利用模糊专家评估法获得，电缆舱的火灾动力学演化以及后果研究主要是通过数值模拟结合参数的不确定性分析实现，其中，火灾模型输入参数的不确定性分析通过蒙特卡洛模拟实现，利用拉丁超立方抽样方法对火源参数、电缆舱基本参数、消防屏障参数火灾模型输入参数的概率分布进行抽样组合，进而实现了将参数的不确定性分析耦合到电缆舱火灾的数值模拟中，数值模拟采用了双区域模型cfast，通过将电缆舱火灾的模拟结果与电缆舱火灾危险的判据进行了比较，获得了电缆舱各火灾场景的定量后果评估，最后通过耦合电缆舱各火灾场景的发生概率和电缆舱危险的火灾后果，得到电缆舱火灾风险的定量评估，使得本发明提出的火灾风险评估方法相较于传统的基于火灾发生随机不确定性的风险分析，通过耦合火灾动力学数值模拟使火灾风险分析更为准确，另外，与仅开展火灾确定性定律研究的传统火灾风险分析相比，该方法还考虑了火灾模型输入参数的不确定性以及安全屏障的不同组合对火灾风险的影响，因此，此方法更适合于定量火灾风险分析。

技术特征：

1.一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法，其特征在于，具体包括基于电缆舱火灾后果分析研究和电缆舱火灾场景概率分析研究的方法步骤：

2.根据权利要求1所述的一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法，其特征在于：所述电缆舱火灾场景概率分析研究还包括贝叶斯网络及模型转化、贝叶斯网路基本事件先验概率分析和火灾关键风险致因因素识别。

3.根据权利要求1所述的一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法，其特征在于：所述电缆舱火灾后果分析研究还包括火灾模型选择、火灾参数不确定性分析和火灾模拟后果判据。

4.根据权利要求1所述的一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法，其特征在于：所述方法还包括电缆舱火灾风险矩阵。

5.根据权利要求4所述的一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法，其特征在于：所述电缆舱火灾风险矩阵包括电缆舱火灾场景发生概率、电缆舱火灾场景的后果定量表达和风险矩阵。

6.根据权利要求1所述的一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法，其特征在于：所述电缆舱火灾场景概率分析研究还包括基于bt的贝叶斯模型转化。

技术总结
本发明提供一种城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法，涉及火灾风险评估技术领域。该城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法，具体包括基于电缆舱火灾后果分析研究和电缆舱火灾场景概率分析研究的方法步骤：S1.通过事故树和事件树分析方法分析得到电缆舱的火灾致因过程和火灾发展场景，构建电缆舱火灾从致灾因素到火灾后果的蝴蝶结模型；S2.通过映射方法和综合分析，实现蝴蝶结模型到贝叶斯模型的优化；S3.通过数据库、文献、专家打分法三者结合得到基本事件的发生概率。该城市地下综合管廊电缆舱火灾风险评估方法能够全面的分析风险，并进行精准的评估，从而增加管廊电缆舱的安全性。

技术研发人员：米红甫,罗楠,张昊梁,邵鹏,王莉莉,廖凯旋,牛宜辉,王文和
受保护的技术使用者：重庆科技学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12