基于多项Logistic的危化品槽罐车火灾类型判别

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.01.1871

中国安全科学学报 ›› 2024, Vol. 34 ›› Issue (1): 231-237.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.01.1871

基于多项Logistic的危化品槽罐车火灾类型判别

刘勇¹^,²(), 李肖¹, 施式亮¹, 鲁义¹, 王正武³, 施星宇⁴

¹ 湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201
² 湖南科技大学公共安全与应急管理研究院,湖南湘潭 411201
³ 长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙 410114
⁴ 长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙 410114

收稿日期:2023-08-26 修回日期:2023-11-13 出版日期:2024-01-28
作者简介:
刘勇 (1984—),男,湖南宁乡人,博士,副教授,主要从事危化品道路运输安全、海泡石防火阻燃等方面的研究。E-mail:yliu1@hnust.edu.cn。
施式亮,教授
鲁义,教授
王正武,教授
施星宇,副教授
基金资助:
国家自然科学基金面上项目资助(52074118); 湖南省教育厅科学研究项目(21A0306); 湖南省交通科技项目(201920)

Fire type discrimination of hazardous chemicals tanker based on multinomial Logistic

LIU Yong¹^,²(), LI Xiao¹, SHI Shiliang¹, LU Yi¹, WANG Zhengwu³, SHI Xingyu⁴

¹ School of Resources Environment and Safety Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan Hunan 411201,China
² Institute of Public Security and Emergency Management, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan Hunan 411201,China
³ School of Traffic & Transportation Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha Hunan 410114, China
⁴ School of Electrical & Information Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha Hunan 410114, China

Received:2023-08-26 Revised:2023-11-13 Published:2024-01-28

摘要/Abstract

摘要：

为有效防控危化品槽罐车火灾事故,准确判别槽罐车火灾类型,运用Python统计我国2013—2020年危化品槽罐车道路火灾案例;在确定火灾事故特征的基础上,将3种危化品槽罐车火灾类型(喷射火灾、池火灾与沸腾液体膨胀蒸气爆炸火灾(BLEVE))作为被解释变量类别,确定空间与道路特征、时间与气象特征、人员因素、车辆及设备因素以及危化品因素5个方面共15项火灾因子;构建基于多项Logistic危化品槽罐车火灾类型判别模型;开展准确性检验和显著性检验以及实例应用,获得3种火灾类型的发生概率,并提出相应的火灾防治措施。结果表明:实例中液化天然气(LNG)罐车最有可能发生池火灾,其概率为0.55;其次为喷射火灾,BLEVE火灾的概率最小。采取提高危化品容器机械强度、减小碰撞强度等措施,可避免容器出现较大尺寸的泄漏孔,减少池火灾发生概率;采取减缓泄漏速度、控制泄漏范围、迅速合理灭火等应急措施可以减少LNG池火灾危害后果。

关键词: 多项Logistic, 危化品, 槽罐车, 火灾类型判别, 道路运输

Abstract:

In order to effectively prevent and control fire accidents of hazardous chemical tanks during transportation, it is necessary to identify the type of tank fire quickly and correctly. The statistical data of domestic hazardous chemicals tanker fire accidents from 2013 to 2020 was analyzed with Python software. According to the characteristics of fire accidents, a regression model with multiple logistic regression theory was established. The three common fire types of hazardous chemicals tankers, namely, jet fire, pool fire and BLEVE(Boiled Liquid Evaporate Vapor Explosion)fire, were regarded as the categories of explained variables. Through the analysis of accident data, a total of 15 fire factors in five aspects, namely, space and road characteristics, time and meteorological characteristics, personnel factors, vehicle and equipment factors, and hazardous chemicals factors, were determined. A multiple logistic regression equation of fire probability of hazardous chemicals tankers was constructed, and the explicitness and accuracy of the equation were tested. The determined model was proved by examples. The probability of three types of fire in hazardous chemicals tankers was obtained. The accident prevention measures were proposed. The results show that it is the most likely a pool fire for a liquefied natural gas tanker, with a probability of 0.55. The second one is jet fire, and the last one is the boiling liquid expanding vapor explosion fire. To reduce the probability of pool fires, measures such as improving the mechanical strength of the container and reducing the collision strength could be adopted to prevent leakage holes of large size in the container. Measures such as slowing down the leakage rate, controlling the leakage range and efficient scientific fire extinguishing are adopted to decrease sequences of tank fire.

Key words: multiple Logistic regression, hazardous chemicals, tanker, fire type discrimination, highway transportation

中图分类号:

X937

刘勇, 李肖, 施式亮, 鲁义, 王正武, 施星宇. 基于多项Logistic的危化品槽罐车火灾类型判别[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(1): 231-237.

LIU Yong, LI Xiao, SHI Shiliang, LU Yi, WANG Zhengwu, SHI Xingyu. Fire type discrimination of hazardous chemicals tanker based on multinomial Logistic[J]. China Safety Science Journal, 2024, 34(1): 231-237.

图/表 10

图1

图2

图3

表1

表2

表3

表4

Y=1模型回归分析结果

被解释变量	解释变量及编码	自由度	β	标准差	Wald	P值
Y=1	截距 $α 1$	1	1.526	0.652	3.424	0.000
	X₁	1	2.145	0.254	2.815	0.005
	X₂	1	-1.544	0.546	4.508	0.032
	X₃	1	3.215	0.468	10.253	0.001
	X₄	1	0.234	0.543	2.564	0.000
	X₅	1	-2.151	0.511	2.219	0.000
	X₆	1	1.129	0.169	8.451	0.041
	X₇	1	2.138	0.458	14.263	0.015
	X₈	1	2.548	0.365	10.885	0.023
	X₉	1	0.655	0.344	12.775	0.032
	X₁₀	1	-5.211	0.413	30.281	0.014
	X₁₁	1	6.321	0.405	14.794	0.016
	X₁₂	1	3.549	0.542	9.043	0.029
	X₁₃	1	0.986	0.807	0.054	0.041
	X₁₄	1	0.713	0.675	6.359	0.035
	X₁₅	1	2.689	0.487	13.309	0.011

表4

表5

表6

表7

多项Logistic模型似然比检验

效应	模型拟合标准	似然比检验
效应	简化模型的-2 对数似然值	卡方	自由度	显著性
$α 1$	123.322	0.000	0	—
$X 1$	120.198	7.079	2	0.029
$X 2$	133.986	20.867	4	0.000
$X 3$	125.192	12.074	4	0.017
$X 4$	243.987	32.665	6	0.002
$X 5$	147.562	23.513	2	<0.001
$X 6$	102.541	10.523	4	<0.001
$X 7$	203.324	9.658	4	0.001
$X 8$	105.452	25.124	4	0.012
$X 9$	112.325	65.856	2	0.021
$X 10$	132.548	12.035	2	0.002
$X 11$	153.256	24.507	4	<0.001
$X 12$	165.325	32.658	4	0.024
$X 13$	128.951	26.403	4	0.012
$X 14$	175.682	17.203	4	<0.001
$X 15$	193.514	11.352	4	0.012

表7

参考文献 10

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类别	危险因子
道路特征	道路类型、特殊路段情况、所属区域
时间与气象特征	季节、时段、天气
人员因素	年龄、疲劳情况、驾驶年限
车辆与设备因素	槽罐规模、安全附件状态、充装状态
危化品因素	运输质量、易燃易爆特性、压力状态

变量类别	变量内容及编码	变量定义
道路特征	道路类型X₁	1=高速公路;2=国道;3=城市道路;4=县乡道路
	特殊路段情况X₂	0=否;1=是
	所属区域X₃	1=东北;2=东南;3=中部;4=西南;5=西北
时间与气象特征	季节X₄	1=春季;2=夏季;3=秋季;4=冬季
	时段X₅	1=凌晨;2=上午;3=下午;4=夜间
	天气X₆	1=晴天;2=多云;3=大雾;4=雨天;5=雪天
人员因素	年龄X₇	1≤30岁;2=30~40岁;3=40~50岁;4≥50岁
	疲劳情况X₈	1=疲劳;0=正常
	驾驶年限X₉	1≤2年;2=2~5年;3=5~10年;4≥10年
车辆与设备因素	槽罐规模X₁₀	1=小型槽罐车;2=中型槽罐车;3=大型槽罐车
	安全附件状况X₁₁	0=正常;1=异常
	充装状况X₁₂	0=正常;1=过载
危化品因素	运输质量X₁₃	1≤10 t;2=10~20 t;3=20~30 t;4≥30 t
	易燃易爆特性X₁₄	1=是;0=否
	压力状态X₁₅	1=高压;2=常压

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基于多项Logistic的危化品槽罐车火灾类型判别

Fire type discrimination of hazardous chemicals tanker based on multinomial Logistic

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被解释变量	解释变量及编码	自由度	β	标准差	Wald	P值
Y=2	截距α₁	1	1.545	0.652	3.424	0.000
	X₁	1	1.204	0.254	2.815	0.015
	X₂	1	-0.583	0.546	4.508	0.024
	X₃	1	3.215	0.468	10.253	0.001
	X₄	1	0.234	0.543	2.564	0.002
	X₅	1	-2.151	0.511	2.219	0.000
	X₆	1	1.108	0.169	8.451	0.034
	X₇	1	-5.138	0.458	14.263	0.027
	X₈	1	2.548	0.365	10.885	0.023
	X₉	1	0.655	0.344	12.775	0.032
	X₁₀	1	3.241	0.413	30.281	0.014
	X₁₁	1	6.751	0.405	14.794	0.006
	X₁₂	1	3.549	0.542	9.043	0.029
	X₁₃	1	0.986	0.807	0.054	0.032
	X₁₄	1	0.713	0.675	6.359	0.015
	X₁₅	1	0.239	0.487	13.309	0.011

模型	拟合标准	似然比检验
模型	-2对数似然值	卡方	自由度	显著性
仅有截距	525.071	—	—	—
最终类	123.322	401.749	10	0.001

变量符号	变量内容
Y=1	池火灾
Y=2	喷射火灾
Y=3	BLEVE火灾