李海濤

摘要：本文模擬制絲車間突發(fā)火災(zāi)啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)流程，解決了車間火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)及人員逃生過程中時(shí)間不確定、銜接時(shí)機(jī)不容易把握的難點(diǎn)。本文提出將Petri網(wǎng)建模和統(tǒng)計(jì)思想結(jié)合形成火災(zāi)逃生的模型，對應(yīng)急響應(yīng)流程進(jìn)行繪制與分析，模擬響應(yīng)的全過程時(shí)間。

關(guān)鍵詞：制絲車間;Petri網(wǎng);統(tǒng)計(jì);火災(zāi);應(yīng)急響應(yīng)

在應(yīng)急系統(tǒng)的管理過程中對此歧義特性的不當(dāng)考慮將不可避免地影響應(yīng)急系統(tǒng)的安全性和有效性。田峰等[2]討論了在Petri網(wǎng)序列，并行性，選擇和循環(huán)結(jié)構(gòu)下的模糊時(shí)間推斷規(guī)則，并實(shí)現(xiàn)了協(xié)同設(shè)計(jì)的時(shí)間驗(yàn)證。Ye等[3]采用模糊Petri網(wǎng)分析多列火車運(yùn)行及其沖突時(shí)間。它們?nèi)恳揽磕：惴ㄟM(jìn)行計(jì)劃分析，這可能導(dǎo)致在不同規(guī)則下產(chǎn)生不同的計(jì)算結(jié)果。本文的作者建議將Petri網(wǎng)建模理論與模糊仿真技術(shù)相結(jié)合，以建立緊急救援模型。CPN Tools平臺(tái)上的模型仿真計(jì)算使您能夠確定滅火過程的時(shí)間并完成可靠的分析。

1 著色模糊Petri網(wǎng)概念與定義

1.1 著色時(shí)間Petri網(wǎng)

著色時(shí)間Petri網(wǎng)是描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)行為（例如并發(fā)，同步，異步，資源爭用和協(xié)調(diào)、協(xié)作）的有效工具。 它不僅具有豐富的仿真功能和豐富的分析方法，而且易于使用和理解。同時(shí)，CPN工具是具有嚴(yán)格語義的數(shù)學(xué)建模工具，可進(jìn)行系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行定性和定量分析[4]。

1.2 模糊時(shí)間

常見的模糊時(shí)間概念有“清晨、第一時(shí)間、大半年”等等，以這些模糊的時(shí)間為論域，記作U。論域U上的一個(gè)模糊子集，記為，為模糊子集的隸屬函數(shù)。對于任何的，都存在1個(gè)數(shù)作為第個(gè)工序的模糊時(shí)間的隸屬函數(shù)[6]：

2 基于Petri網(wǎng)的車間應(yīng)急響應(yīng)流程

針對傳統(tǒng)的模糊Petri網(wǎng)分析方法的缺陷，該方法導(dǎo)致計(jì)算過程復(fù)雜，結(jié)果不一致。 本文提出了協(xié)同過程建模與分析方法。該方法是通過有效整合Petri網(wǎng)和模糊仿真技術(shù)而創(chuàng)建的。 它補(bǔ)充了使用Petri網(wǎng)和執(zhí)行模糊算法分析的現(xiàn)有建模方法導(dǎo)致建模和計(jì)算之間的脫節(jié)的現(xiàn)象。它可以充分利用Petri網(wǎng)的作用和優(yōu)勢。

2.1 模型構(gòu)建

如果制絲車間發(fā)生火災(zāi)，消防部門首先建立了現(xiàn)場指揮部，并安排了以下任務(wù)和決定：火情勘測小組對火災(zāi)現(xiàn)場和外圍設(shè)備進(jìn)行了調(diào)查，資源保障小組準(zhǔn)備了水資源和消防沙以滿足滅火小組和冷卻小組要求的現(xiàn)場相關(guān)資源要求;運(yùn)輸小組將準(zhǔn)備好的物資運(yùn)輸?shù)街付ǖ膮^(qū)域;滅火小組在滅火點(diǎn)進(jìn)行滅火操作，以防止直接火勢蔓延并減少熱輻射;冷卻小組對周圍的設(shè)備和管道以降低了道路的溫度，以使周圍的設(shè)備和材料接收到的熱輻射不會(huì)超過閾值并引起多米諾骨牌效應(yīng)。

2.2 模型分析

車間火災(zāi)應(yīng)急流程實(shí)際運(yùn)行一次共計(jì)使用465秒，實(shí)際中不可能進(jìn)行多次滅火演練，會(huì)造成人力物力的極大浪費(fèi)。因此，我們將每個(gè)步驟對應(yīng)的變遷賦予隨機(jī)的樂觀時(shí)間，最有可能時(shí)間，悲觀時(shí)間，用CPN軟件模擬50000次。

我們將整個(gè)火災(zāi)應(yīng)急流程所有耗時(shí)標(biāo)準(zhǔn)為500秒，少于500秒情況下，應(yīng)急流程合格。發(fā)現(xiàn)整個(gè)流程下來有278次超過500秒，在500秒內(nèi)概率為99.444%，查看西格瑪水平競爭力表.

通過對照可知火災(zāi)應(yīng)急流程完成度已經(jīng)達(dá)到4個(gè)西格瑪水平，意味著較好管理和運(yùn)營能力來滿足客戶。

3 人員統(tǒng)計(jì)分析及其優(yōu)化

對逃生人員逃生所用的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，觀察統(tǒng)計(jì)人員逃生是否會(huì)存在發(fā)生擁堵的時(shí)間，和是否存在逃生滯后的問題。

3.1 逃生人員統(tǒng)計(jì)分析

在T4啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案變遷中，制絲車間內(nèi)部員工也進(jìn)行逃生，車間有三個(gè)逃生出口，分別為：

（1）車間北門逃生通道，對應(yīng)車間北緊急集合點(diǎn);（2）車間西門料房出口，對應(yīng)車間西緊急集合點(diǎn);（3）車間東門逃生通道，對應(yīng)車間東緊急集合點(diǎn)。

車間東門出口疏散通道人員所用時(shí)間中分布疏散較好，均在6-12秒之間完成，不會(huì)疏散通道出現(xiàn)擁堵的情況。

北門疏散通道人員所用時(shí)間中從18-20秒中，出現(xiàn)頻次較高，應(yīng)該改進(jìn)。

（1）首先逃生時(shí)間滯后的應(yīng)該進(jìn)行提前;（2）在6-8秒時(shí)頻次較高，避免疏散通道出現(xiàn)擁堵的情況。

通過記錄的人員分析發(fā)現(xiàn)，這是由于這組中存在兩人較慢，分別為：

（1）劉某某，男，53歲，系梗絲混絲操作工，距離北門疏散通道較遠(yuǎn)，并年齡偏大;

（2）高某某，男，29歲，系葉片增溫增濕工，距離北門疏散通道較遠(yuǎn)。

西側(cè)料房疏散通道人員所用時(shí)間可以看出，料房人員由于距離疏散通道較近，均在5秒內(nèi)完成，6-9秒人員較為稀松，車間出口疏散通道人員所用時(shí)間中分布疏散較好，不會(huì)疏散通道出現(xiàn)擁堵的情況。

3.2 逃生人員統(tǒng)計(jì)分析

由于從北門疏散通道逃生有兩人時(shí)間滯后，重新進(jìn)行了分組，將2人從北門疏散通道改為西側(cè)料房疏散通道，重新進(jìn)行了疏散演習(xí)，進(jìn)行三次，記錄下時(shí)間。

優(yōu)化后的西側(cè)料房與北門疏散通道人員逃生耗時(shí)顯示：逃生過程不存在擁擠隱患，并且沒有人員時(shí)間滯后的情況。因此本次任務(wù)完成。

4 結(jié)論

（1）火災(zāi)情景下，應(yīng)急響應(yīng)各步驟、各自人員間相互配合，是存在一定的銜接和邏輯關(guān)系。同時(shí)，各個(gè)行為動(dòng)作具有模糊性，結(jié)合Petri網(wǎng)理論、CPN建模語言、模糊模擬技術(shù)構(gòu)建預(yù)測模型。

（2）應(yīng)急響應(yīng)Petri網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型很好地描述了車間火災(zāi)救火過程的模糊表達(dá)和各步驟的銜接關(guān)系，通過仿真模擬計(jì)算各步驟可能執(zhí)行的時(shí)間，從中找出改進(jìn)的空間和存在的隱患。

（3）所建立的進(jìn)度預(yù)測模型能夠有助于調(diào)整和組織安排各工序的實(shí)施以及對資源進(jìn)行優(yōu)化配置，更好地對應(yīng)急及逃生進(jìn)度進(jìn)行規(guī)劃、控制和管理。

參考文獻(xiàn)：

[1] YE Yang-dong，WANG Juan，JIA Li-min.Analysis of temporaluncertainty of trains converging based on fuzzy time Petri nets[J].Fuzzy Systems and Knowledge Discovery，2005，26（5）：89-99.

[2] 李海濤，楊波，尹曉玲，等.基于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣和著色Petri網(wǎng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程建模與仿真[J].中國機(jī)械工程，2014，25（1）：108-116.

[3] 祖旭.基于Petri網(wǎng)理論的產(chǎn)品開發(fā)過程建模方法研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2005.

[4] 彭晨.消防響應(yīng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其與城市火災(zāi)規(guī)模相關(guān)性研究[D].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2010.

[5] 楊綸標(biāo)，高英儀.模糊數(shù)學(xué)原理及應(yīng)用[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2005：4-5.