舰船火灾结构建模及消防系统故障分析研究

摘要

随着海军力量的不断增强，舰船的数量不断增加，舰船火灾的发生次数也成逐年上升趋势。由于舰船空间狭窄，舱室布置复杂紧凑，各种管路系统极为繁杂，而且海上环境恶劣多变，舰船火灾一旦发生，救援工作通常很难实施。不仅使得起火部分失去本身的功能，如果不及时扑救，还有可能会造成全船的战斗力受到巨大影响，对人生命安全造成极大的威胁，甚至直接导致舰船无法修复，直接对国家造成巨大损失。因此，关于舰船火灾的研究已越来越受到专家学者的重视。
　　 目前的研究也大都集中在单独舱室火灾危险源的评估或者火灾机理以及探测技术、灭火技术的研究上，都过于专注于某一个方面的研究，缺乏整体性，难免脱离实际情况。本文以退役后作为游览参观舰船的“基辅”号为实体研究对象，建立了该船的近似结构模型，选用这艘舰船作为研究对象主要有两方面原因，首先这艘舰船作为游览舰船已经被解密，且船的资料全面准确，另外对于大型舰船的火灾研究，“基辅”号具有典型性。试图根据实际情况分析研究舰船火灾以及舰船消防系统，并根据火灾发生机理上的不同将舱室划分为四大类。以机库、飞行甲板、机舱、医院四个舱室为例，其中既有舰船典型舱室也包含了一些大型舰船独有的特殊舱室，利用故障树分析法对四个舱室进行火灾危险源分析，尤其对于机库还进行了定性分析以及定量计算，主要为了与消防综合故障树所得结果进行对比。
　　 同时本文也完成了舰船火灾自动报警系统的故障分析，并结合建立的近似结构模型以及火灾报警系统的设计原则初步完成了区域舱室探头布置工作。在舰船火灾从产生到发展的过程中，着火源起火后，火灾自动报警系统发生失效才能造成火灾的大面积爆发。因此本文在最后建立了包含有火灾危险源以及报警系统故障分析的综合消防故障树模型。由于建树过程比较复杂且计算量较大，因此只以机库模型作为研究对象，利用故障树分析软件对模型进行了定性分析及定量计算，并对结果做了详细分析，针对分析结果出现的问题提出了相应对策，并且与第三章中得出的火灾危险源故障树顶事件概率做了比对分析。为今后运用复杂系统理论在舰船火灾研究中的应用提供依据。
　　 在本文结尾，简要阐述了复杂系统连锁性失效理论在舰船消防系统研究中的可行性，并对前景作了展望。为今后建立完善的舰船消防系统测评技术以及可靠性分析做好铺垫。