基于火灾疏散安全指数的飞机客舱防火设计

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1、2015年7月第41卷第7期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJuly2015V01．4lNo．7http：／／bhxb．buaa．edu．cajbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2014．0489基于火灾疏散安全指数的飞机客舱防火设计张青松‘，戚瀚鹏，罗星娜(中国民航大学安全科学与工程学院，天津300300)摘要：为研究飞机客舱设计对防火性能的影响，首次提出火灾

2、疏散安全指数(FESI)的概念．利用PyroSim及Pathfinder仿真软件对飞机客舱的火灾场景和疏散过程进行模拟，确定不同客舱内表面积、出口宽度和高度及搭载人数下出口的FESI，分析以上设计因素对客舱火灾疏散能力的影响．使用BP神经网络算法确定几种窄体飞机在确保火灾疏散安全情况下的最大搭载人数．并以B737—800飞机为例对其疏散方案进行优化，模拟结果表明：客舱的内部表面积、舱门尺寸及座位数都是显著影响客舱防火性能的设计因素，典型布置下的B737-800飞机最大承载人数为154人，在疏散方案优化后可增加

3、至175人．所提出的FESI不仅可对现有飞机的防火性能进行评估，优化客舱布局及人员疏散方案，还可为国产大型飞机客舱防火设计提供依据，同时为其他领域的消防研究提供参考．关键词：飞机客舱；火灾；疏散；火灾疏散安全指数(FESI)；防火设计中图分类号：V223+．2；X932文献标识码：A文章编号：1001，5965(2015)07．1165-06近几年来，包括美国航空公司1420航班空难、华航120航班空难、伊春空难在内的民航客机火灾事故频发．而客舱结构和布局会对火灾疏散时的人员安全产生很大的影响，因此，分析飞机

4、客舱的防火性能并科学合理地指导乘客进行疏散，成为了民航安全领域的重点研究方向之一．为对飞机客舱的防火性能进行研究，美国联邦航空管理局(FederalAviationAdministration，FAA)进行了一系列的全尺度火灾实验，对火灾时客舱内的温度、能见度、毒性气体浓度等进行了研究¨⋯．Wang等"1基于FAA的C-133机身全尺度模拟数据，利用SMARTFIRE对飞机客舱火灾进行数值模拟，并预测了轰燃发生的时间．Galea∽3利用airEXODUS仿真软件，研究火灾疏散时飞机的安全标准要求．Sharma

5、。71应用multi·agent研究人为因素对飞机客舱人员疏散的影响，开发了AvatarSim软件来模拟紧急情况下客舱人员疏散．张炜等¨1基于Delmia软件建立客舱模型，根据元胞自动机原理得到客舱紧急情况下人员安全疏散的路径和时间．张青松等"-利用提出的拟合算法设计了飞机客舱火灾仿真环境，基于性能化的理念提出了客舱防火设计的方法．这些研究多关注于特定的火灾场景和人员行为，并没有研究客舱结构及布局变化对防火性能的影响，而这是在飞机客舱防火设计阶段就需要考虑的问题．为此，本文提出了飞机客舱火灾疏散安全指数(Fi

6、reEvacuationSafetyIndex，FESI)的概念，并以B737型飞机结构为基础，分析不同设计条件下各出口的FESI，研究客舱结构及布局对防火性能的影响，得到了若干窄体单通道飞机在确收稿日期：2014-08-01；录用日期：2014-1I-20；网络出版时间：2014一12-1711：13网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20141217．1113．007．html基金项目：国家自然科学基金委员会与中国民用航空局联合资助项目(u1333123)；

7、中央高校基本科研业务费专项资金(sY一1442)t通讯作者：张青松(1977一)，男，河北晋州人，副教授，nkzqsong@126．corn，主要研究方向为安全评价与规划、公共安全．融甩格式：张青松，成髓鸱．罗星娜÷基t、火灾疏散安全指数的飞机客舱防、欠设计【1]．北京航空航天大学学报，2015．41(7)：1165·1170．,?,hangQs，qiHP，LuoXN．Fireprotectiondesigninaircraftcabinbasedon6reevacuationsafetyindexC

8、]．J

9、oumalofBe咖ngUniversityofAeronauticsandAstronautics，2015，41(7)：1165—1170(inChinese)．1166北京航空航天大学学报2015年保火灾疏散安全情况下的最大搭载人数，并基于FESI的概念对B737—800飞机的疏散方案进行了优化．本研究不仅可对现有飞机的客舱火灾疏散能力进行评估，优化客舱布局及人员疏散方案，还可为国产大型飞机客