計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用

福建福州閩候消防大隊(duì) 繆旭鋒 王家春

計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用

福建福州閩候消防大隊(duì) 繆旭鋒 王家春

社會(huì)的發(fā)展促使國民經(jīng)濟(jì)水平提升的同時(shí)造成了災(zāi)害的頻發(fā)，火災(zāi)作為日常生活中的常見事故，只有調(diào)查清楚每件災(zāi)難背后的原因才能在日后的工作生活中有所防范，加上以往災(zāi)情發(fā)生后經(jīng)常出現(xiàn)權(quán)責(zé)不明確的現(xiàn)象，因此借助新環(huán)境下計(jì)算機(jī)的發(fā)展來調(diào)查火災(zāi)的具體情況十分便捷，計(jì)算機(jī)模擬的技術(shù)在以后也將普遍應(yīng)用于災(zāi)情調(diào)查領(lǐng)域，旨在提升火災(zāi)的調(diào)查進(jìn)度，保障社會(huì)人民的安全。

計(jì)算機(jī)；模擬技術(shù)；火災(zāi)調(diào)查

眾所周知，火災(zāi)調(diào)查的最終目的就是尋找出災(zāi)難發(fā)生的具體原因，盡可能地發(fā)現(xiàn)更多細(xì)節(jié)，探查應(yīng)承擔(dān)責(zé)任的關(guān)系人，并根據(jù)災(zāi)情整理出火災(zāi)發(fā)生的相關(guān)規(guī)律，日后再出現(xiàn)類似狀況時(shí)能夠加以防范。然而，火災(zāi)事故的現(xiàn)場通常難以維護(hù)，經(jīng)過撲救后的火災(zāi)現(xiàn)場后果嚴(yán)重，倘若出現(xiàn)人員傷亡還要進(jìn)行大規(guī)模的搜救，很難在調(diào)查中查找出有用信息，再加上現(xiàn)在建筑物中的用料多樣，易燃性較強(qiáng)，想要在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問題便難上加難，所幸電子技術(shù)的發(fā)展日趨完善，計(jì)算機(jī)模擬環(huán)境下的調(diào)查技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工搜尋，根據(jù)現(xiàn)場的計(jì)算機(jī)模擬，掌握災(zāi)情的具體情況，從而實(shí)現(xiàn)火災(zāi)調(diào)查工作的順利開展。

1.計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用現(xiàn)狀

根據(jù)計(jì)算機(jī)中的模擬功能，火災(zāi)的現(xiàn)場勘查將會(huì)更加便利快捷，通過對(duì)災(zāi)情的重建，能夠幫助工作人員對(duì)現(xiàn)場情況展開具體分析，促使火災(zāi)管理借鑒更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒?。?jì)算機(jī)模擬的關(guān)鍵是塑造火災(zāi)現(xiàn)場的模型，并根據(jù)情況建立多種選擇，繼而逐一排除，以免錯(cuò)過事故發(fā)生的可能性，在不同的模型分析中，若最終的數(shù)據(jù)資料顯示較為一致，那么即斷定該模型的現(xiàn)實(shí)場景，然后將責(zé)任交由相關(guān)人?，F(xiàn)存的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)應(yīng)用于火災(zāi)調(diào)查中主要有區(qū)域、網(wǎng)格、經(jīng)驗(yàn)等多種模型，技術(shù)人員要通過不同的狀況使用。

首先，區(qū)域類的模型操作主要根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場的不同區(qū)域設(shè)定，將各區(qū)域中的數(shù)值設(shè)定為統(tǒng)一計(jì)量單位，不同區(qū)域中間能夠發(fā)生能量的互傳與交替。另外，在一個(gè)密閉空間中要把上半部分劃定為熱氣領(lǐng)域，下半部分劃分為冷氣領(lǐng)域，這樣一來便模仿了簡單的物理模型，即通過此裝置來觀看火災(zāi)發(fā)生后的逃生路線與濃煙的滾動(dòng)方向，方便工作人員在后期改善火災(zāi)現(xiàn)場的設(shè)施，這種模型普遍應(yīng)用在建筑工程的設(shè)計(jì)方面，包括在消防人員的工作中也有所涉及[1]。

其次，網(wǎng)格類的模型在火災(zāi)調(diào)查中也能夠適用。網(wǎng)格模型的設(shè)置是指將災(zāi)難發(fā)生場地的整體情況通過模型展現(xiàn)出來，注重系統(tǒng)性，把每個(gè)密閉的空間看作是一個(gè)分界點(diǎn)，在空氣流通過程中，各條線路都會(huì)在分界點(diǎn)處相互連接，這時(shí)工作人員就能夠根據(jù)計(jì)算機(jī)模型中的現(xiàn)象進(jìn)行煙霧流動(dòng)、壓力與傳播方向的計(jì)算，根據(jù)相關(guān)公式推算出現(xiàn)場的火災(zāi)情形，評(píng)判火災(zāi)的性質(zhì)與現(xiàn)場的調(diào)控情況。

再就是經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膭?chuàng)建。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭饕揽坎粩嗟貙?shí)驗(yàn)測試出準(zhǔn)確性較高的數(shù)據(jù)，并以此為條件陸續(xù)開始驗(yàn)算，結(jié)合物理常識(shí)設(shè)立模型。由于群眾對(duì)火災(zāi)的發(fā)生普遍有一定見解，并且在長時(shí)間的新聞熱點(diǎn)事件中學(xué)習(xí)到了相關(guān)的知識(shí)，懂得火災(zāi)發(fā)生后要做哪些彌補(bǔ)工作，通過這些經(jīng)驗(yàn)來幫助火災(zāi)后的重建，也有利于工作人員的采訪詢問，從中獲取重要的線索?？傊?，有經(jīng)驗(yàn)的模型建設(shè)能夠更加直觀地反映出現(xiàn)場情況，與單純地計(jì)算機(jī)模擬不同，這樣的經(jīng)驗(yàn)性操作對(duì)火災(zāi)的評(píng)估更具說服力[2]。

除此之外，場模型作為一種物理學(xué)的典型，其突出特點(diǎn)是能夠準(zhǔn)確計(jì)算出火災(zāi)中的煙霧流動(dòng)狀況與熱量的傳遞方向，并且把現(xiàn)場的區(qū)域劃分為多個(gè)小空間，根據(jù)物理學(xué)定律來解釋各個(gè)空間中的熱量散發(fā)狀況，然后通過前面所提到的網(wǎng)格，計(jì)算出火災(zāi)當(dāng)時(shí)的氣溫、煙霧散發(fā)的速度等，場模擬的方式能夠使不同的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在分工中整合，用二維甚至三維的圖像來展現(xiàn)，我國現(xiàn)在的火災(zāi)調(diào)查對(duì)這種方式的信賴度較高。

2.計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 節(jié)省資金

近年來，我國的火災(zāi)事故發(fā)生頻繁，給群眾帶來了多方面的損害，但部分火災(zāi)的善后問題仍舊沒有得到解決，群眾只有大范圍的了解火災(zāi)的發(fā)生前后關(guān)系，才能準(zhǔn)確地衡量火災(zāi)帶來的傷害，繼而對(duì)災(zāi)情的發(fā)展有系統(tǒng)的認(rèn)知。火災(zāi)的發(fā)生偏向于隨機(jī)，即發(fā)生火災(zāi)造成的損失與傷亡不可預(yù)先計(jì)量，倘若進(jìn)行火災(zāi)的現(xiàn)場試驗(yàn)，則會(huì)浪費(fèi)大量的人力物力，因此借助計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場重現(xiàn)，能節(jié)省大量的資金消耗，縮小現(xiàn)場的真實(shí)大小，在計(jì)算機(jī)中通過放大來觀察，精確的研究火災(zāi)發(fā)生時(shí)氣體的流通渠道。

2.2 理論與實(shí)踐相結(jié)合

火災(zāi)的調(diào)查不能只根據(jù)現(xiàn)場零碎的數(shù)據(jù)進(jìn)行，由于火災(zāi)事故的特殊性，大部分線索都化為灰燼，或者在消防過程中造成線索的誤導(dǎo)，因此在現(xiàn)場實(shí)踐探索的同時(shí)，要考慮到理論資料的作用，參考數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，用理性的思維考慮事情。近年來，火災(zāi)研究員通過對(duì)實(shí)際災(zāi)情的考察，提出了微分?jǐn)?shù)據(jù)組，并借助物理、熱力等知識(shí)點(diǎn)對(duì)火災(zāi)發(fā)生時(shí)散發(fā)的能量展開探查，用數(shù)據(jù)說話，先通過程序推算災(zāi)情的可能原因，再結(jié)合實(shí)踐數(shù)據(jù)分析具體情況，估測災(zāi)情中濃煙濃霧的參數(shù)[3]。

3.計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的完善

相比之下，我國對(duì)火災(zāi)事故的后續(xù)處理做得較為完善，主要因?yàn)榻梃b了計(jì)算機(jī)的模擬技術(shù)，但依舊有許多問題尚待解決。在國外，火災(zāi)研究者曾采用場模擬的技術(shù)針對(duì)一場傷亡慘重的火災(zāi)事故進(jìn)行模擬演練，這場模擬是將火災(zāi)發(fā)生時(shí)采集到的真實(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)用到其中，并且根據(jù)當(dāng)時(shí)室內(nèi)的氧氣含量、壓力、濕度等進(jìn)行了勘測，確保這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在場模擬的測試中發(fā)現(xiàn)，火災(zāi)事故的起因是由于地下室的某電氣設(shè)備走火導(dǎo)致的，在設(shè)備出現(xiàn)故障并迅速在室內(nèi)燃燒后，不斷從天花板處蔓延，最終造成了室內(nèi)其他物品的燃燒，甚至有爆炸情況發(fā)生，十分危急。這次實(shí)踐很好地將計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)運(yùn)用到火災(zāi)調(diào)查中去，并且取得了很好的效果，能夠重現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場的危機(jī)狀況，并根據(jù)模擬的場景為群眾提供警示，起到很好的教育意義。

場模擬相對(duì)其他計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來說是最具發(fā)展?jié)摿Φ模瑖庖呀?jīng)逐步將其推廣到火災(zāi)調(diào)查中，這樣的調(diào)查方式可以減輕現(xiàn)場調(diào)查出現(xiàn)傷亡的可能性，而且推動(dòng)了整個(gè)災(zāi)難調(diào)查行業(yè)的進(jìn)步。場模擬在應(yīng)用于實(shí)踐中時(shí)要考慮到模型本身的可行性，盡量使當(dāng)時(shí)的建筑物復(fù)制到計(jì)算機(jī)中去，包括建筑場地的尺寸大小、易燃性材料、氣溫及濕度等，這些都要在模擬中進(jìn)行具體分析，才能真正將場模擬的優(yōu)勢發(fā)揮出來，計(jì)算出現(xiàn)場的煙氣、氧氣及可見度等關(guān)鍵信息，把模擬場景后計(jì)算的結(jié)果與現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從而縮小排查的范圍，方便消防人員處理現(xiàn)場，提供數(shù)據(jù)資料，幫助火災(zāi)調(diào)查的工作順利進(jìn)行[4]。

4.結(jié)語

概而言之，火災(zāi)的發(fā)生難免造成財(cái)產(chǎn)的損失甚至人員的傷亡，但既然事情已經(jīng)發(fā)生，首先要做的便是針對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行勘查，從中獲取有用的數(shù)據(jù)資料，方便工作人員通過計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)開展模擬實(shí)驗(yàn)，在對(duì)現(xiàn)場的情況有大體了解之后，計(jì)算出具體的數(shù)據(jù)，并參考現(xiàn)場線索開展比對(duì)，真正把數(shù)字技術(shù)使用到火災(zāi)調(diào)查工作中去。由于計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)和火災(zāi)調(diào)查工作屬于不同的類別，二者之間的交叉融合便需要更專業(yè)的人才開展工作，因此計(jì)算機(jī)模擬在火災(zāi)中的發(fā)展還需要進(jìn)一步完善。

[1]湯東元．現(xiàn)代信息技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014,(10)：291．

[2]胡勇．計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在礦井火災(zāi)應(yīng)急救援系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．煤炭技術(shù),2014,(02)：86-88．

[3]魏建民．計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查工作中的應(yīng)用[J]．科技信息,2012,(30)：295．

[4]李云波．現(xiàn)代信息技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用[J]．工業(yè)安全與環(huán)保,2012,(10)：41-43．

繆旭鋒，男，大學(xué)本科，閩候消防大隊(duì)十一級(jí)助理工程師，研究方向：消防監(jiān)督。