基于Petri网的烟草火灾应急响应系统动态过程建模

时间:2022-09-18 10:10:52

基于Petri网的烟草火灾应急响应系统动态过程建模

摘要:烟草行业系统中烟叶、卷烟以及配套的麻片、麻绳、麻线、纸箱等物质都具有较大的火灾危险性。针对烟草行业火灾事故类型,建立火灾应急响应系统是最大限度地减少人员伤亡、财产损失和社会影响的重要方法。利用Petri Net网对该类型事故的应急响应系统进行动态建模,对应急响应系统的工作流程进行分析与绘制,并结合实际情况定性分析,为烟草火灾事故应急响应系统的制定和优化提供理论依据。

关键词:过程建模 Petri网 动态系统 应急响应系统 烟草火灾事故

1、引言

烟草行业系统企业可燃物多,火灾危险性大,极易造成人员伤亡。烟草行业系统肩负着烟叶的收购、打包、运输、储存、复烤加工和卷烟的储存、销售等工作任务,制丝、卷包、雪茄烟车间和原辅料库、成品仓库及废品站多系烟叶、烟丝、卷烟纸、包装纸、纸箱烟灰等易燃物品,火灾时燃烧迅速,蔓延快,烟火蔓延途径多,容易形成立体燃烧,扑救困难。因生产工艺的保湿要求,车间无机械排烟设施,火灾时高温、烟气易充满整个空间,人员在疏散、逃生中容易出现窒息、中毒等伤亡事故[1]。烟草火灾事故一旦发生,火灾事故应急响应系统立即响应,各组织各部门按照应急预案开展事故应急救援活动。因此,结构合理、信息畅通、部门协调的应急救援响应系统将极大的提高烟草火灾事故应急救援的效率。

Petri Net是一种用图形表示的的组合模型,它直观、易懂和易用的优点使其在描述和分析并发现现象上具有独到的优越之处。Petri Net是严格定义的数学对象并且具有强大的数学分析能力,借助Petri Net的分析方法和技术,既可用于低层次静态的结构分析,又可用于高层次动态的事务管理行为分析与建模[2]。

2、Petri Net简介

从算术的角度,一个Petri Net是由两种不同的节点(库所和变迁)绘制的有向两偶图。库所P用圆形节点表示,变迁t用方形节点表示。库所和变迁之间通过有向弧连接,有向弧从P到t构成输入库所,从t到P构成输出库所。输入库所是一组可以引起变迁发生的库所,而输出库所则是一组变迁发生之后与输出结果相关联的库所。Petri Net的状态由令牌(token)在库所的分布决定。库所可以拥有任意数量的令牌(模型中用黑点表示)。库所中令牌的数量会影响到Petri Net的执行力。如果一个变迁的每个输入库所(input place)都拥有令牌,该变迁即为被允许(enable)。一个变迁被允许时,变迁将发生(fire),输入库所(input place)的令牌被消耗,同时为输出库所(output place)产生令牌.

从建模的角度来说,Petri Nets可以表征为具有分析特性的概念模型。通常的概念模型只是一种图形方法,而分析模型则表征了功能和数学之间的关系。作为一个混合建模方法,Petri Net具有对模拟情景进行仿真分析和描述系统行为的能力。因此,借助Petri Net既可用于低层次静态结构分析,又可用于高层次动态事务管理行为分析与建模[4]。

3、烟草火灾事故应急响应系统

3.1烟草火灾事故应急响应系统组织结构

有效的应急救援系统可有效的降低事故损失,减小事故惩罚。应急救援系统包括事故的预防、应急计划的准备、应急救援系统的组成、应急救援计划的制定、应急培训和演习、应急救援行动,现场清洁与净化、系统恢复和善后处理。其中每一个部分的制定既有指挥层的战略决策参与,专家组的战术策略谋划,也有行动部门具体的现场行动制定。整个过程涉及不同层次、不组织机构的共同协商、相互配合,根据现场事故发展情况,不断调整战略目标、行动计划、战术策略,最后达到应急救援的目的[5]。

各组织机构职责如下:

1、应急指挥中心:协调应急组织中各个机构的运作和关系,主持日常工作,维持应急救援系统的日常运行;

2、事故现场指挥中心:负责事故现场应急的指挥工作、人员调度、资源的有效利用;

3、医疗救护组:负责组织开展现场救护工作,保证现场伤员及时得到救治,现场无法救治的伤员将护送前往医院进行救治;

4、现在秩序维护组:负责组织开展现场秩序维护工作,事故现场设置警戒线,对出入事故现场人员进行严格控制,保证事故现场秩序井然,抢险工作顺利进行;

5、支持保障中心:提供应急物质资源和人员支持的后方保障。

6、救援专家组:有应急救援相关专家组成救援专家组,为抢险方案和组织实施,及调动组织应急救援物资、装备、抢险队伍、消防、医疗、后勤保障等提供专家指导意见,确保应急决策的正确性及合理性。

企业设立应急救援中心,应急指挥中心有相对固定的机构成员,在发生事故、事件时,他们必须立刻聚集,成立一个应急指挥领导小组,赶赴事故现场参与应急行动。当进入应急状态时,应急指挥中心立即成立各专业现场抢险组、医疗救护组、现在秩序维护组、环境保护组、后勤物质保障组、救援专家组等六个小组。火灾应急救援指挥中心立即通知各应急部门进入应急状态;并按照掌握的现场资料制定应急组织方案,报请应急指挥中心批准;协调各类应急资源赶赴现场,通知与发生事故或险情队伍相邻的队伍做好应急救援准备。

4、烟草火灾应急响应系统Petri Net建模及定性分析

4.1烟草火灾应急响应系统Petri Net建模

参考文献:

[1]赵石楠.烟草类物资仓库火灾特点及处置方法初探[J]. 法制与社会.2011,12

[2]吴哲辉.Petri网导论[M].北京:机械工业出版社,2004.

[3]Madjid Tavana.Dynamic process modelling using Petri nets with applications to

nuclear power plant emergency management[J].Int.J.Simulation and Process

Modelling.2008,4(2):130-138

[4]林闯.随机Petri网和系统性能评价[M].北京:清华大学出版社,2005.

[5]Christian Uhr,Henrik Johansson.Analysing Emergency Response Systems[J].Journal

of Contingencies and Crisis Management.2008,16(2):80-90

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