摘要：目前国际贸易总运量的一半以上都是利用海上运输，对于在水面上航行的船舶，对它们的安全存在最严重的威胁——船上的火灾。因为船舶经常在远离陆地的水域航行，通常只依靠自己的消防设施，即使进行快速搜索，也要扑灭和弥补损失，烧掉船上的东西。统计数据显示，近年来，每年船舶火灾占海事事故的近四分之一。我国是航运大国，船舶火灾事故经常发生，为了满足船舶大型化、智能化的要求，因而建立一个船舶消防系统进行智能化监控以及对消防系统失效模型的建立与分析，对减少船舶损失有非常重要的现实意义。
关键词：船舶消防系统；智能监控；失效模型；建立
1船舶消防系统智能监控及灭火
目前船用消防的设计及制造主要依据的标准为IMO及SOLAS公约和国际消防安全系统规则》及各国船级社的入级规范。按规范要求船用消防系统主要有水基灭火系统、C02灭火系统、泡沫基灭火系统等。船舶火灾的防治正处于从人工防治到智能防治的转换过程中。从降低船舶营运成本和未来船舶大型化、智能化及无人机舱的发展越来越要求灭火系统的智能监控。而且通过对船舶火灾形成原理和形成过程分析，在船舶使用中经常是因为人为因素和电气设备造成火灾，这就需要对系统及设备进行智能监控，可以提早发现火灾，保障船舶安全。智能船舶消防系统包括火灾智能监控以及自动灭火系统。
火灾智能监控主要是对船舶上可能出现火灾的位置进行监控，主要通过智能式火灾探测器和传感器，可根据不同位置布置对应的火灾探测器，形成一个传感网络。可以监测船舶不同地方的温度、烟雾以及烟光等信息，接收从火灾现场传输来的报警信号，然后判断是否发生火灾。如果经过处理后的声光报警显示发生火灾，会将报警信号发送到监控中心。智能船舶火灾系统中，当发生火灾时，会触发触发件的火灾报警信号，能自动启动相关消防设备，比如消防泵和水幕灭火系统或CO2灭火系统等，并显示火灾现场位置信息。自动灭火系统的控制装置，会在驾驶室或集控室进行远程操控，能对消防栓的控制，对空调通风系统的控制以及火灾应急广播、火警报警装置、通信设备、应急照明等进行部分或全部控制。
2船舶消防系统的联锁性失效研究
对国内和国外消防灭火系统的分析方法主要是通过树模型来检查的，而目前对船舶消防系统链失效模型的研究不多，可以借鉴其他系统链失效模型的研究。它将船舶灭火系统视为一个庞大而复杂的网络，研究其拓扑特性，然后通过一个系统的模型结合节点负载研究它的层叠失效。如果系统设备具有很高的初始负载，初始故障会产生级联故障。该方法可以识别消防系统很多关键部件，也可以用于灭火控制系统的故障预报和设计。随着设备系统负荷的增加，更有可能出现大规模的停电事故。他们研究了停电平均区域临界负荷的快速增加，以验证在真实停电数据中是否会显示停电的状态数据。本文采用三种不同的模型，提出了一种新的联锁失效分析模型，该模型将改进系统的不足表现为联级效益。我们研究了系统的连通性失效，发现虽然分布是均匀的，但是其介质分布其实是不均匀的。通过深入的研究表明，小型世界网络对随机攻击具有很强的稳健性，但对故意攻击却极为脆弱。结果还表明，级联失效事件具有稳健性和脆弱性的双重特征。它主要与中位数非均匀的分布有关，与程度分布无关。要么我们所引用过来的网络数据是指定的，否则我们在使用统一网络和非统一网络时要非常小心谨慎。该数据模型主要包括两个方面：一是系统故障的数据响应，二通过结合电力需求增长的需要来进行简单自组织的层次。根据不同的动态特性，确定了两种类型的停电。有一种停电线路达到负荷极限，但线路断路时不存在任何形式的负荷损失。第二种类型的停机与多条线路的中断因素有关。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一种形式的优点是它依赖于操作环境和外围系统，这是它的两个关键点之一。第一个点是线路的运行与节点的负荷极限有关。第二点是识别发电机容量增长，然后对需求负荷增长的做出快速的响应。
3船舶消防系统失效模型的建立
3.1舱室间连接方式
船舶其实是一个非常复杂的系统，目前船舶消防系统的可靠性研究往往只针对各舱室子系统，忽略了舱室间的互动效应。正是互动效应引起的层层失联、失效对整个消防系统的正常使用能力构成了相当大的威胁。在对模型的创建过程中，各舱室之间的连接方式及形式是主要考虑方向。各舱室之间的连接方式反映了各部分之间的耦合连接程度。所以船舶火灾的研究，不能简单地将其定义为仅通过门窗、风道及管道进行连接，还需要考虑许多隐蔽性的连接。根据船舶舱室自身的连接方式，还应考虑火灾的蔓延特性，包括通风管道的连接和舱室壁的传热性。其实往往很多船只失火，它不是关键的防护分隔的火灾，而是相邻隔间由于传热而发生火灾，使得重要的隔间内也着火，这一点需要引起我们的重视，所以后续的研究设计更倾向于这一点。
3.2基于故障树的船舶消防系统级联级失效模型的建立
根据国际的海事组织和各级船级社的统计，每年约有100-200起船舶火灾，而消防系统是控制和扑灭火灾的一个极为重要的系统。实践证明，船舶灭火系统是一个多区域且复杂的系统。船舶具有区域封闭、环境多变、结构复杂、舱室空间狭小、通风性能差等特点，另外根据船舶货物不同还具有易燃易爆物品存在。同时，船舶灭火系统中各系统部件的功能之间也比较复杂，各部件交错众多，具有不确定性和高度相关性。同时也突出了船舶灭火系统的脆弱性和联级失效问题。以往的研究大多是从船舶火灾动力学或火灾风险出发，很少考虑船舶消防系统的联级失效和安全问题。本文将故障树引入到船舶灭火系统的失效研究中，建立了船舶灭火系统的联级失效模型。故障树分析是复杂工程系统中的一种重要可靠的分析方法。本文主要通过系统中的逻辑关系将船舶灭火系统的潜在失效因素与最后出现的失效联系起来，从而全面找出系统的联级失效路径。目前我们通常是将一个完整的船舶灭火系统按照其功能划分为火灾探测系统、灭火控制系统、烟气控制系统和通信报警系统。而本文的研究重点主要在于抑制火灾的蔓延，分析其系统的联级失效。假设船舶着火时，船舶周围环境正常，各系统部件功能失效，确定了故障树的创建范围。其火灾自动报警系统会根据舱室的布局来确定哪些水密区域为防火区域，进而对船舶灭火系统联级失效引起的火灾事故进行分析，找出了导致消防系统失效的主要因素。然后结合船舶灭火系统的运行特点，判断确定该事故的类型，比如连锁故障被认为是顶部事件，失败的原因或被认为是中间事件下顶事件，然后分析每个中间事件顺序，直到不需要进一步的分解然后得出结果，当得到的是最终事件，其逻辑关系仅仅是带水密门和不带水密门区别的系统联级失效模型。再比如当机舱火灾发生火灾时，如果与其联动的设备因故障未能发挥应有的作用时，火灾的蔓延将会导致更多的消防设备故障。也就是说火灾引起的消防设备故障较多，进而船舶失效故障模型就存在了，如果一直存在这种情况，机舱内的消防报警装置和消防联动设备将无法正常工作。
结束语
故而依靠更加合理和智能的消防设计，保证消防系统的可靠性，重点控制会发生具有较大火灾隐患的区域，可以有效降低船舶因火灾而发生链条失效的可能性。这里的联级失效过程不仅包括船舶各舱室的火灾失效过程，还包括在这些舱室内建立的船舶消防系统的失效过程。
参考文献：
[1]郭涛.自动喷水灭火湿式系统分析[J].水轮泵.2016（2）15-17
论文作者:程强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/9
标签：船舶论文; 火灾论文; 舱室论文; 灭火系统论文; 消防系统论文; 模型论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第4期论文;