中国安全科学学报 ›› 2023, Vol. 33 ›› Issue (11): 117-125.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2023.11.2219
郭震1,2(), 贾笑岩1, 李富民1, 胡妍3, 闫秋艳3
收稿日期:
2023-05-20
修回日期:
2023-08-21
出版日期:
2023-11-28
作者简介:
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郭震 (1978—),男,江苏徐州人,博士,副教授,主要从事建筑结构防灾减灾理论研究方面的研究。E-mail: z.guo@cumt.edu.cn。 |
李富民 教授
闫秋艳 教授
基金资助:
GUO Zhen1,2(), JIA Xiaoyan1, LI Fumin1, HU Yan3, YAN Qiuyan3
Received:
2023-05-20
Revised:
2023-08-21
Published:
2023-11-28
摘要:
为了迅速预演或重现火场,实时调整火场救援策略,并为建筑设计提供有利于消防工程的空间构成方案,利用火灾动力学软件(FDS)和机器学习技术,研究建筑火灾的关键影响因素。以单室火灾烟气溢出为案例,利用11种空间构成参数和7 776组火灾工况,采用5类机器学习算法训练火场模拟结果数据,并完成算法效率评估。结果表明:机器学习算法适用于建筑空间这类离散型的参数学习与评估预测,它能够直观地给出各参数的权重,挖掘火灾动力学系统中的关键信息,实现火场数据可视化;其中,随机森林(RF)算法具有最高的预测效率,其最佳预测准确率可达91.82%。
郭震, 贾笑岩, 李富民, 胡妍, 闫秋艳. 基于机器学习的建筑火灾蔓延快速预测[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(11): 117-125.
GUO Zhen, JIA Xiaoyan, LI Fumin, HU Yan, YAN Qiuyan. Fast prediction for building fire spread based on machine learning[J]. China Safety Science Journal, 2023, 33(11): 117-125.
[1] |
|
[2] |
钟茂华, 厉培德, 卢兆明, 等. 多层多室建筑火灾烟气运动的网络模拟[J]. 火灾科学, 2002, 11(2): 103-107,125.
|
|
|
[3] |
doi: 10.1007/s10694-014-0408-3 |
[4] |
doi: 10.1016/j.firesaf.2016.03.009 |
[5] |
钟茂华, 刘畅, 史聪灵. 地铁火灾全尺寸实验研究进展综述[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(10):51-63.
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.10.009 |
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.10.009 |
|
[6] |
陈俊沣, 程辉航, 魏旋, 等. 隧道火灾全尺寸实验中温度测量误差[J]. 清华大学学报:自然科学版, 2022, 62(10):1618-1625.
|
|
|
[7] |
李国能, 周昊, 凌忠钱, 等. 标准火灾测试房间温度场和速度场的大涡模拟[J]. 浙江大学学报:工学版, 2006, 40(2):294-297.
|
|
|
[8] |
doi: 10.1016/S0379-7112(02)00030-9 |
[9] |
朱杰. 超高层建筑竖井结构内烟气运动规律及控制研究[D]. 合肥: 中国科学技术大学, 2008.
|
|
|
[10] |
朱杰, 马金梅, 彭莉. 不同通风方式下地下环形受限空间火羽流卷吸特性研究[J]. 安全与环境工程, 2019, 26(2):145-155.
|
|
|
[11] |
朱杰, 罗笛书. 不同火源功率下地下环道火羽流运动机理研究[J]. 消防科学与技术, 2019, 38(9):1228-1231.
|
|
|
[12] |
朱杰, 杨天佑, 张立龙, 等. 单纯热烟浮力作用下竖井结构内火灾烟气温度变化规律研究[J]. 工程力学, 2011, 28(8):198-207.
|
|
|
[13] |
朱杰, 张子洋, 程友鹏. 不同火源位置对地下环形受限空间火羽流运动规律影响研究[J]. 安全与环境学报, 2019, 19(4):1166-1174.
|
|
|
[14] |
童艳, 施明恒, 何嘉鹏. 单室火灾烟气运动的双层区域模拟[J]. 东南大学学报:自然科学版, 2008, 38(3):449-453.
|
|
|
[15] |
褚燕燕, 张辉, 杨锐, 等. 基于火源和疏散信息的建筑火灾烟气控制策略模拟[J]. 清华大学学报:自然科学版, 2010, 50(8):1158-1162.
|
|
|
[16] |
马德仲, 丁文飞, 刘圣楠, 等. 基于贝叶斯网络的地下空间火灾风险评估方法研究[J]. 中国安全科学学报, 2013, 23(11):151-156.
|
|
|
[17] |
孙树立, 韩旭东, 陈璞. 建筑结构安全分析方法与评估技术综述[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(9):37-48.
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.09.2621 |
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.09.2621 |
|
[18] |
舒舜, 张羽杨, 陆梓萍, 等. 基于机器学习的热释放速率实时预测方法[J]. 火灾科学, 2022, 31(1):8-14.
|
|
|
[19] |
朱馨, 李建微, 郭伟, 等. 基于机器学习的森林火险预测模型[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(9):152-157.
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.09.2729 |
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.09.2729 |
|
[20] |
刘全义, 朱博, 邓力, 等. 基于机器学习的双参数火灾探测方法[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(5):90-96.
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0874 |
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0874 |
|
[21] |
GB/50368—2005, 住宅建筑规范[S].
|
GB/50368-2005, Residential building code[S].
|
|
[22] |
doi: 10.1177/10423910260620482 |
[23] |
李玉栋. 木材点燃温度的测定[J]. 火灾科学, 1992, 1(1):25-30.
|
|
|
[24] |
GB/50084—2017, 自动喷水灭火系统设计规范[S].
|
GB/50084-2017, Code for design of sprinkler systems[S].
|
|
[25] |
doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.05.027 |
[26] |
doi: 10.1002/(ISSN)1097-0126 |
[27] |
刘祥君, 张兴华, 席焕久, 等. 中国汉族乡村成年人的身高与体质量的地理性分布[J]. 人类学学报, 2018, 37(3):484-495.
|
|
|
[28] |
doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.08.062 |
[29] |
章涛林, 方廷勇, 卢平. 高层建筑火灾烟气迁移特性研究[J]. 安徽建筑工业学院学报:自然科学版, 2008, 16(5):58-64.
|
|
|
[30] |
doi: 10.1016/j.engstruct.2018.01.008 |
[31] |
doi: 10.1016/j.compstruc.2019.03.004 |
[32] |
|
[33] |
|
[34] |
|
[1] | 牛甜辉, 耿佃桥, 苑轶, 赵亮, 董辉, 王柏. 基于火灾痕迹的起火点判定研究现状及展望[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(1): 238-246. |
[2] | 胡林明, 何彦, 高峰立, 冯军, 张翔, 王金元. 建筑火灾升温条件下电缆耐火性能测试方法[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(9): 129-135. |
[3] | 温惠英, 黄坤火, 赵胜. 基于机器学习的高速公路大型货车追尾风险预测[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(9): 173-180. |
[4] | 靳春玲, 姬照泰, 贡力, 安祥, 周一. 基于WOA-SVM的引水隧洞岩爆烈度评估模型[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(9): 41-48. |
[5] | 段在鹏, 李帆, 郭进, 李炯. 城市易涝区房屋结构安全集成预警模型[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(7): 173-180. |
[6] | 赵伟, 李书全. 基于机器学习的建筑施工人员安全能力预测模型[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(7): 51-57. |
[7] | 张西良, 焦灏恺, 李二宝. 基于迁移学习算法的深部爆破振动速度预测[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(6): 64-72. |
[8] | 段在鹏, 李炯, 李帆, 刘碧强. 农村改造房屋结构安全预警模型[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(4): 100-106. |
[9] | 何淑波, 项薇, 石钟淼. 基于机器学习的电动汽车电池系统的风险预警[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(2): 159-165. |
[10] | 朱彤, 秦丹, 魏雯, 任杰, 冯移冬. 基于机器学习的公交驾驶员事故风险识别及影响因素研究[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(2): 23-30. |
[11] | 陈永强, 吴志鹏, 杨湘娟, 陈璞, 孙树立. 区域地震分析软件研究综述[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(9): 126-136. |
[12] | 朱馨, 李建微, 郭伟, 毕胜, 伍跃飞. 基于机器学习的森林火险预测模型[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(9): 152-157. |
[13] | 张凯, 张科. 基于LightGBM算法的边坡稳定性预测研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(7): 113-120. |
[14] | 刘坤, 焦钰博, 张晓明, 陈晓宇, 蒋朝哲. 基于心电的铁路列车驾驶压力检测研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(6): 31-37. |
[15] | 刘全义, 朱博, 邓力, 石航, 梁光华. 基于机器学习的双参数火灾探测方法[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(5): 90-96. |
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