浅论消防工作中的数学元素

浅论消防工作中的数学元素

王雪峰

武警昆明消防指挥学校王雪峰

摘要：数学作为一门基础学科，在很多领域都有很重要的作用，如：经济、地质、工程技术等。在消防中，数学同样具有举足轻重的作用。本文对数学在消防领域的几个应用进行了介绍。

关键词：数学；消防

随着科学技术和社会的飞速发展数学的应用不仅在它的传统领域——工程技术、经济建设——发挥着越来越重要的作用，而且不断地向一些新的领域渗透，形成了许多以数学为应用手段的交叉学科——计量经济学、生物数学、地质数学、运筹学等等。在消防中，数学亦起到举足轻重的作用。每一次出警都可以根据事故的产生和现有装备的各项数据，应用数学去建立相应的数学模型，这样我们就能更加准确、安全进行抢险救援，使其损失和开支减小到最小，增加效率。消防工作中涉及的数学元素是很多的，如水枪（炮）的射程计算，火灾评价数学模型的建立与分析等，都是数学知识在消防工作中的应用。消防是一个高危险工作，随时都有着生命危险和巨大经济损失，如果能有一个科学精密的处置方案这就能给我们消防和国家带来安全和减少经济损失。此时数学就起到至关重要的作用。本文对数学知识在消防中的应用实例进行了介绍。

一、水枪（炮）的相关计算问题：假设某食品加工厂发生火灾，燃烧面积约为300m2。消防队员使用的火枪出水口直径为19mm，最大射程为28m，火场灭火用水供给强度为0.25L/s·m2；计算出多少支水枪才能控制整个局面？

分析：这是一个简单的数学应用于消防灭火的计算题，根据问题条件可知，只要知道每支水枪的控制面积就可以求解出火场所需的水枪数量。

求解：通过查阅相关技术参数得到，出水口直径为19mm，最大射程为28m的水枪，流量为7.5L/S，由此计算水枪的控制f面积为：2Q7.5f???30(m)q0.25则火场需用的水枪数量N为：

根据计算结果可以得出，实际需要的水枪数量为14支，才能控制整个火灾现场。水枪数量的计算是数学在消防灭火中的简单应用计算。有了这些简单的消防基础计算，我们就可以准确、快速、有效的支配各种消防装备。除此之外，在消防中还涉及一些较复杂的问题，比如，数学模型在消防中的应用。

二、消防设施设置与防火监督中数学模型的建立数学模型是通过数学手段解决现实问题的有效途径，可以使现实问题的解决方案更趋科学化、合理化。在消防设施的设置和防火监督中建立数学模型，可有效降低火灾带来的损失。据相关资料报道，可知燃烧速率与剩余的可燃烧物的质量有关。也就是在燃烧的初级阶段，可燃物较多，燃烧速率是时间的递增函数。在燃烧的后期，可燃物减少，限制了燃烧速率，使其下降。根据以上论述，可以根据相关的数学运算得出消防设施的设置与消防效果间的数学关系：

根据相关实验可以对模型进行简化，因为消防设施的数量和灭火功率是固定值，所以，可以用阶跃函数Au（t-t0）来对

Tt为开始发生火灾到消防设施开始实施救火的时间。0可以利用（5）式对消防设施的设置等情况进行科学评估，并提出相应的防火监督方案。

防火监督适宜采用工作流模型进行研究，工作流模型主要描述能够由工作流执行服务、执行的过程所需要的所有信息，是工作流管理系统的基础。它可以利用第三方的建模工具，形象化地建立流程模型，并通过接口关系，建立系统所需要的控制数据；也可以通过系统本身的流程定义，直接生成控制数据。在流程定义中，要包括流程、活动、转换条件、相关数据、角色、需要的应用等实体。要结合我国消防信息化现状和发展要求，在研究过程中注重OOA、XML、WebServices、SOA等理论、观点和方法的运用，通过对消防工作中的实体、业务和运转机制进行分析和抽象概括，建立概念模型，以消防业务模型为参照，以基础信息标准化为支撑，以面向服务的体系结构为框架，从而实现防火监督的科学化、程序化，提高建筑消防的安全等级，为用户提供良好的消防环境。

三、数学在消防化工企业中的应用

在中国消防2005年第23期中有一篇《低温乙烯罐泄漏扩散危险性分析》的研究性文章，就是一个典型数学在消防中关于化工企业的复杂应用。它是在分析Pasquill-Gifford模型和DEGADIS模型等各种气体泄漏扩散数学模型的基础上，结合低温乙烯泄漏扩散动态过程的特点，以及重力作用和水平风速对乙烯扩散的影响，采用包含几种扩散模型的ALOHA模型软件，对天津某乙烯罐和油罐共建区由于乙烯扩散泄漏造成的危险性进行了模拟分析。从而得出有效控制乙烯泄漏扩散所引起的危害。

四、结论

将数学知识适当的运用到消防工作中，可以准确、有效地处理很多问题。

能适时地将数学应用起来，可以准确、有效地处理很多问题。社会的发展与进步离不开数学技术。消防的发展与前进同样离不开数学技术，数学知识不但在基本的计算中得到广泛应用，而且较复杂的实际问题也可以运用数学知识进行解决。不但降低了火灾险情和损失，而且节省了消防部门的经费开支，为更好的指导我们的工作和研究，提高部队的战斗力奠定了基础。

参考文献：

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[2]杨启帆，方道元.数学建模[M].浙江大学出版社.

[3]施华杰.建筑消防设施的常见问题及数字模型化在防火监督中的应用[J].建筑，2012（05）：63-64.