本發(fā)明屬于火場(chǎng)模擬，更具體地，涉及一種基于火災(zāi)蔓延算法的交互式損管模擬方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、損管器材是指在應(yīng)對(duì)火災(zāi)、洪水、爆炸、結(jié)構(gòu)破損等緊急情況時(shí)，幫助控制損害、保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全的各種設(shè)備和工具。通常在船舶、建筑物、工廠等復(fù)雜環(huán)境中使用，主要用于減少事故帶來的損失。以下是一些常見的損管器材：

2、滅火器材：

3、滅火器（干粉滅火器、二氧化碳滅火器、泡沫滅火器等）；

4、滅火毯：用于覆蓋小型火源，切斷氧氣。

5、消防水帶和水槍：用于大規(guī)模火災(zāi)的滅火，通常與消防水泵一起使用。

6、但是現(xiàn)有技術(shù)中并沒有一種數(shù)字孿生方案，能夠考慮火場(chǎng)蔓延情況的同時(shí)，為用戶提供損管器材的交互方案，從而提高滅火效率，減小損管設(shè)備資源浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于火災(zāi)蔓延算法的交互式損管模擬方法，包括：

2、實(shí)時(shí)獲取火場(chǎng)信息，其中，所述火場(chǎng)信息包括：火場(chǎng)中的風(fēng)速、氧氣濃度、物體的活化能、損管器材的滅火最大抑制強(qiáng)度和損管器材的滅火抑制強(qiáng)度；

3、設(shè)置火場(chǎng)蔓延模型，并根據(jù)所述火場(chǎng)信息，對(duì)火場(chǎng)進(jìn)行模擬，模擬火場(chǎng)蔓延情況，并設(shè)置物體結(jié)構(gòu)損傷模型，計(jì)算火場(chǎng)中物體的物體結(jié)構(gòu)損傷度；

4、設(shè)置損管器材交互模型，并結(jié)合用戶對(duì)損管器材下達(dá)的滅火指令，使火勢(shì)、物體損傷程度和損管器材資源利用最小。

5、進(jìn)一步的，所述火場(chǎng)蔓延模型包括：

6、，

7、其中，為時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處的溫度，為溫度的第一調(diào)整因子，為時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處的溫度梯度，為火場(chǎng)中的風(fēng)速，為反應(yīng)速率常數(shù)，表示火場(chǎng)中物體的燃燒活化速率，為在火場(chǎng)中位置處物體的可燃性數(shù)值，值越高表示物體越易燃，為時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處氧氣濃度，為在火場(chǎng)中位置處物體的活化能，表示物體開始燃燒所需的能量，為氣體常數(shù)，為損管器材的滅火最大抑制強(qiáng)度，為時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處損管器材的滅火抑制強(qiáng)度，為溫度的第二調(diào)整因子。

8、進(jìn)一步的，時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處的溫度包括：

9、，

10、其中，為初始溫度，為時(shí)間調(diào)整因子，為溫度的波動(dòng)幅度，為火場(chǎng)中溫度沿軸方向的波數(shù)，表示火場(chǎng)中溫度沿軸方向的傳播頻率，為火場(chǎng)中溫度沿軸方向的波數(shù)，表示火場(chǎng)中溫度沿軸方向的傳播頻率，為火場(chǎng)中溫度沿軸方向的波數(shù)，表示火場(chǎng)中溫度沿軸方向的傳播頻率。

11、進(jìn)一步的，所述物體結(jié)構(gòu)損傷模型包括：

12、，

13、其中，為時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處的物體結(jié)構(gòu)損傷度，為可燃性數(shù)值的調(diào)整因子，為在第個(gè)方向上作用在第個(gè)面上的應(yīng)力張量，為應(yīng)力張量的調(diào)整因子，為物體的應(yīng)力張量極限值，為物體的損傷活化能，表示物體開始損傷所需的能量，為應(yīng)力張量梯度的調(diào)整因子，為在第個(gè)方向上作用在第個(gè)面上的應(yīng)力張量梯度，為損管器材對(duì)損傷控制的修正項(xiàng)。

14、進(jìn)一步的，所述損管器材交互模型包括：

15、，

16、其中，為時(shí)間時(shí)用戶對(duì)損管器材下達(dá)的滅火指令，為溫度的第三調(diào)整因子，為物體結(jié)構(gòu)損傷度的調(diào)整因子，為損管資源的調(diào)整因子，為時(shí)間時(shí)損管器材的剩余數(shù)量。

17、本發(fā)明還提出一種基于火災(zāi)蔓延算法的交互式損管模擬系統(tǒng)，包括：

18、獲取信息模塊，用于實(shí)時(shí)獲取火場(chǎng)信息，其中，所述火場(chǎng)信息包括：火場(chǎng)中的風(fēng)速、氧氣濃度、物體的活化能、損管器材的滅火最大抑制強(qiáng)度和損管器材的滅火抑制強(qiáng)度；

19、設(shè)置模型模塊，用于設(shè)置火場(chǎng)蔓延模型，并根據(jù)所述火場(chǎng)信息，對(duì)火場(chǎng)進(jìn)行模擬，模擬火場(chǎng)蔓延情況，并設(shè)置物體結(jié)構(gòu)損傷模型，計(jì)算火場(chǎng)中物體的物體結(jié)構(gòu)損傷度；

20、交互模塊，用于設(shè)置損管器材交互模型，并結(jié)合用戶對(duì)損管器材下達(dá)的滅火指令，使火勢(shì)、物體損傷程度和損管器材資源利用最小。

21、進(jìn)一步的，所述火場(chǎng)蔓延模型包括：

22、，

23、其中，為時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處的溫度，為溫度的第一調(diào)整因子，為時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處的溫度梯度，為火場(chǎng)中的風(fēng)速，為反應(yīng)速率常數(shù)，表示火場(chǎng)中物體的燃燒活化速率，為在火場(chǎng)中位置處物體的可燃性數(shù)值，值越高表示物體越易燃，為時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處氧氣濃度，為在火場(chǎng)中位置處物體的活化能，表示物體開始燃燒所需的能量，為氣體常數(shù)，為損管器材的滅火最大抑制強(qiáng)度，為時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處損管器材的滅火抑制強(qiáng)度，為溫度的第二調(diào)整因子。

24、進(jìn)一步的，時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處的溫度包括：

25、，

26、其中，為初始溫度，為時(shí)間調(diào)整因子，為溫度的波動(dòng)幅度，為火場(chǎng)中溫度沿軸方向的波數(shù)，表示火場(chǎng)中溫度沿軸方向的傳播頻率，為火場(chǎng)中溫度沿軸方向的波數(shù)，表示火場(chǎng)中溫度沿軸方向的傳播頻率，為火場(chǎng)中溫度沿軸方向的波數(shù)，表示火場(chǎng)中溫度沿軸方向的傳播頻率。

27、進(jìn)一步的，所述物體結(jié)構(gòu)損傷模型包括：

28、，

29、其中，為時(shí)間時(shí)在火場(chǎng)中位置處的物體結(jié)構(gòu)損傷度，為可燃性數(shù)值的調(diào)整因子，為在第個(gè)方向上作用在第個(gè)面上的應(yīng)力張量，為應(yīng)力張量的調(diào)整因子，為物體的應(yīng)力張量極限值，為物體的損傷活化能，表示物體開始損傷所需的能量，為應(yīng)力張量梯度的調(diào)整因子，為在第個(gè)方向上作用在第個(gè)面上的應(yīng)力張量梯度，為損管器材對(duì)損傷控制的修正項(xiàng)。

30、進(jìn)一步的，所述損管器材交互模型包括：

31、，

32、其中，為時(shí)間時(shí)用戶對(duì)損管器材下達(dá)的滅火指令，為溫度的第三調(diào)整因子，為物體結(jié)構(gòu)損傷度的調(diào)整因子，為損管資源的調(diào)整因子，為時(shí)間時(shí)損管器材的剩余數(shù)量。

33、總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

34、本發(fā)明通過以上技術(shù)方案，能夠?qū)饒?chǎng)蔓延進(jìn)行準(zhǔn)確模擬，同時(shí)考慮損管設(shè)備的情況，為用戶提供損管交互策略。

技術(shù)特征：

1.一種基于火災(zāi)蔓延算法的交互式損管模擬方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于火災(zāi)蔓延算法的交互式損管模擬方法，其特征在于，所述損管器材交互模型包括：

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于火災(zāi)蔓延算法的交互式損管模擬方法，其特征在于，通過蟻群算法或梯度下降法對(duì)所有調(diào)整因子進(jìn)行擬合。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于火災(zāi)蔓延算法的交互式損管模擬方法，其特征在于，為用戶實(shí)時(shí)顯示火勢(shì)、物體損傷程度和損管器材資源利用程度。

5.一種基于火災(zāi)蔓延算法的交互式損管模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種基于火災(zāi)蔓延算法的交互式損管模擬方法及系統(tǒng)，該方法包括：實(shí)時(shí)獲取火場(chǎng)信息，其中，所述火場(chǎng)信息包括：火場(chǎng)中的風(fēng)速、氧氣濃度、物體的活化能、損管器材的滅火最大抑制強(qiáng)度和損管器材的滅火抑制強(qiáng)度；設(shè)置火場(chǎng)蔓延模型，并根據(jù)所述火場(chǎng)信息，對(duì)火場(chǎng)進(jìn)行模擬，模擬火場(chǎng)蔓延情況，并設(shè)置物體結(jié)構(gòu)損傷模型，計(jì)算火場(chǎng)中物體的物體結(jié)構(gòu)損傷度；設(shè)置損管器材交互模型，并結(jié)合用戶對(duì)損管器材下達(dá)的滅火指令，使火勢(shì)、物體損傷程度和損管器材資源利用最小。

技術(shù)研發(fā)人員：黃曉明,朱強(qiáng)華,金晶,李意全,王衛(wèi)星,劉朝,商永敬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波麥思捷科技有限公司武漢分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6