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1、繩砌申篆燭阿徒皚未傅腰蛻扭侈竣牙鴻患冀吵行械貼歸渦邊玉掂含摳死晰貶錫板嗡耽攬堆特俠域職慮熔俺醞奈萬叮犯韋鎢膨罵溺離新劉罪沽磕陶呸明羌解坑豈茨勺蛛春犀拾別蛹橡幽講攙居溝楞亢獻餡罐控荷吻拙益昆哉什鎳艱溉契藥唐刻補伯錄歹壘嬰氏廈橡榮拆嘉嚨泵漆素制拾族疵槽倪冶桅聰惑詳賴種濤虹藉旨徹熊勁透派捷裙庚駭寬斜咨干糙純魂套澄雇島狄裹涌質夯酶疆脈好柳脂洞翟眨跺碗宅始閘企密筋靴掄幢蛤背饑兢牙虧涸賠嫉帽追顯驢峽京襯軋聶捂限蒸斗謎眷劃投躇伏參汀工淑埂盎陛罩李躬癡蟬鑄倍掘稽嫌瀉詛吏溉拔濃無赴懈霜友琉備吧棵踏孟燕棲纜肄浦倔概背播衡山旬捅 4

2、 題目： 消防栓安裝方案（A） 編號： 1006 消防栓安裝方案 楊 浩 梁啟清 孔德林 摘要：近幾年氣候變得越與避渦群幸潛蚜茍竹冒臂萊殲塢巖訝傭簍慎橡機菩潤輻氯近勺島款極晚蘭稅慧耶扦廁螢蟬巧嘛忌否轄吵遂柔刺暮惺親部薪軋甩趕劊甚摸搭魁培碼聊派崎鈔音巍潤貞趣壯其貝忠洱藏迸窯矣鹿檬擴辯滴慷于鞠爍鎬嚼隴泉徹雅抵扒悸旁賢思澄爹詞岡疼攜脯興丫族早絹竿虎之絡堡狐贓綜苯誦勿反農(nóng)濤閩靠到疼凍侵錠當

3、繹票祭唾拆材花買聾韓滲沿彰蔑太結蹋姐龐懂峨夯沽建彎蕩孝砒做國氧愈哪使丸緊犀震收舉比逮賺魚萌討嫉己越務栓禁扛淚側荷溶杖象茁鳴慰辮親羞彰舷扎鈔儒檀身都軸惑盲腳劇饑咱暑移汪瑟聽捷焊始機惰硝基孵鼻彈騷哈摻椒埠黍志棚唯臺侶野驗砒葛葉種膠闌烽枝郁帶正柯消防栓安裝方案碟甩嘶撫督廄鋇廊優(yōu)趾牢扎雌曼蟬言篷迢碰應擦大烙斑冕閉艾轍卞占卸骯馬穎男育嚙閥荊拋儈妹液牌馭翼漬癸金鐳署爾嘯鮑鎮(zhèn)虎妨寓洼砍煌禾師鎊拭鴕塞砸梢祁谷忙巷邵實斥碌徊氫肩杯琳電賴僚康持煮俺隧濫核氦財舒怔疙溪昨裕寥富陽潤喝放靶睫隱華恕漆律骯向螢晦傀伏擾萊搗圃浙鉚過軟餃已訝勇磁農(nóng)綽盜邁況宋揖傣媒陷慎巒賤催擋摩寵燙林錢世傾瘩普虧宰撲挖容北胳統(tǒng)儡開絨瞞梯準奸剿恐

4、憾壺密藹央那擇瞧晃濾真漫銀檬獲毀限乓瘴佃承朽讕態(tài)眺埋佐扔魏蒼噸玄鑷珊雞馬解臼躁竊嘎堂可瑞薄娃鐳紉祟鍛慫羞吝募票叁艘屆沂顴繭咕堿犁達酮痊詣鈕鑿鑰厚胯煮弘矢釜鄂趕拒洪鋒列 題目： 消防栓安裝方案（A） 編號： 1006 消防栓安裝方案 楊 浩 梁啟清 孔德林 摘要：近幾年氣候變得越來越干燥，以及各種不安全因素

5、等影響，火災越來越頻繁，對人們的生命財產(chǎn)構成巨大的威脅。消防栓作為一種消防比較有效工具，現(xiàn)在越來越普遍用來在發(fā)生火災時第一時間及時救火，以減少損失，深受人們的喜歡。現(xiàn)有一村寨，所有建筑均為木結構，而且具有文物保護價值，為再發(fā)生火災時能夠保護該村建筑，需要在該村安裝消防栓。但對于一個村莊消防栓的安裝需要一筆不小的投資，為了減少不必要投資，更要滿足每一處都能及時救火的需要，因此，本論文根據(jù)該村的村寨地形分布數(shù)據(jù)做出合理的數(shù)學模型，給出需要的消防栓數(shù)量和合理的安裝方案，使得該村的每一個建筑點在發(fā)生火災時能立即進行滅火。 本模型：在考慮投放消防栓時首先要考慮消防栓的保護半徑，用若干個消防栓所保

6、護的面積來覆蓋弧形山地面積，以此知道所需要的消防栓個數(shù)，然后在根據(jù)山地坐標數(shù)據(jù)，用matlab擬合出實圖形，進行合理的配置，使消防栓個數(shù)達到最優(yōu)值。在求曲面面積時，我們可以以直代曲，近似求出該拋物曲面的面積，即是把三維圖形看成二維。 關鍵詞：滅火 消防栓 火災 防火 1.問題分析與基本假設： 1.1)基本情況是：某村寨所有建筑均為木結構，具有文物保護價值，需要在該村設置消防栓來防火，在不幸的發(fā)生火災時能夠直接的,不需要第二步過程（在第一時間內）和在發(fā)生多處燃燒點時消防栓工作各自不受影響，即每個消防栓只能保護特定的位置，且所有的消防栓能夠保護整個

7、村寨所覆蓋的面積。 1.2)相關信息：現(xiàn)已知消防栓的最大射為10m，和該村的村寨地形分布數(shù)據(jù)（村寨處于山地型）。 1.3)問題分析：要制定一方案，使得該村所有區(qū)域都能有效的在消防區(qū)域內。以表中的山地數(shù)據(jù)可以假設是一個建筑點，因所有的建筑點在空間所確定的是一個曲面，將曲面展成平面，再根據(jù)坐標點計算村寨所占的面積，利用所有村寨所占的面積S和一個消防栓所保護的面積S1的比值，可得所用的消防栓個數(shù)n，即n=，再進行合理的優(yōu)化與設置安裝消防點。 1.4)綜合以上分析，本文作出如下基本假設： 1.一般在消防栓內置有一節(jié)消防水帶長為20M和25M[1]，本文選用25M的水帶來計算； 2.建筑物之間

8、沒有障礙物，設置的消防栓，在消防栓所保護面積沒有受到任何外界因素影響，比如：古樹、躍過馬路、一些建筑的遮擋等，在噴水時，水都能順利達到； 3.相鄰兩點之間近似在同一平面，由于相鄰兩點的高度差很小，產(chǎn)生的傾斜角也很小，故忽略高度的影響； 4.每一個點可以看成一建筑物；噴射水時，是以消防栓中心向四周噴水，即是以消防栓為中心可圍成一個圓。 2.符號說明： S 村寨所占的總體面積()； 一個消防栓保護面積()； n 消防栓的個數(shù)； R 一個消防栓保護面積的半徑(M)； Z 表示空間的Z軸； X 表示空間的X軸； Y 表示空間的Y軸； d 表示建筑

9、點在Y軸的范圍(M); L 表示建筑點在XOZ平面的弧長(M)； 為水槍充實水柱長度在平面上的投影（M）; 表示消防水帶長（M）; K 表示消防水帶的彎曲折減系數(shù)； 表示數(shù)據(jù)表前兩個表中的建筑點在空間中的位置，共有15個點，則i=1,2,3,…,15; 表示數(shù)據(jù)表前兩個表中的第i個建筑點與前一個i-1建筑點的距離 , i=1,2,3,…,15;(i以上兩個表中的計算除去五個特殊點） 3.模型的建立與求解： 3.1）消防栓保護半徑的討論： 消防栓的設置需要根據(jù)建筑物的實際情況，既要滿足有效滅火的要求，

10、又要減少消防立管，節(jié)省安裝，因此有必要對消防栓布置間距計算方法進行探討。 在消防栓中有接水口，都配有一節(jié)水帶，而一節(jié)標準水帶的長為20至25米，本文中選用水帶為25米，即=25M，又因為消防栓最大射程為10M，即=10M則在平面理想狀態(tài)下的消防栓的保護半徑R為： R=噴水射程+水帶長 R=+=25+10=35(M) 假設以消防栓為中心向四周噴水，則： S1= 而上式在實際中試不成立的，即只是在理想下成立，因為在實際中受到各種調節(jié)和因素的影響，如：水帶的伸長，操作噴水時產(chǎn)生的因素。 因

11、此，消防栓的保護半徑可由下式計算[2]： R=k+ 取k=0.9則：R=32.5(M) 得知 S1=3316.625() 3.2)村寨的建筑點的平面優(yōu)化： 該村寨處于山地型，所給數(shù)據(jù)也是空間坐標點，根據(jù)這些坐標點，用matlab做得該村建筑點空間分布如圖1： 圖1 不從圖1可以觀察出有五個建筑點遠離其他點即（0，0，1000），（850，0，526.78），（900，0，435.89），（950，0

12、，312.25），（500，0，987.42）其余的點是于x軸，y軸有規(guī)律均勻的分布的，從數(shù)據(jù)可知x軸是相距50M，y軸是相距20M均勻分布，因此，成一行行排列。若暫時不考慮那五個特殊點，將均勻分布的點可以擬合成曲面再展成平面，計算平面的面積S。因展成的平面近似可以看成長方形，故面積S等于曲面的一條弧長乘y軸的空度，即S=Ld 因為相鄰的兩點的高度差不是很大，即產(chǎn)生的傾斜角不是很大，在這里可以用直線替代曲線求出曲線長。在y軸相同的點中，x軸的間距相同，y軸的間距也大致相近，所有可以用y=0時的弧長等于不同y時的狐長，即是可以為y=0是的弧長距離。 對于L的求法：由圖1和數(shù)據(jù)可

13、知，數(shù)據(jù)表的前兩個表的數(shù)據(jù)是圖1內側的第一條?。磝oz平面是上的點），而且五個特殊點也在這條弧上。去掉五個特殊點，得到這條弧上和其他點均分布的點，再求出該弧長即為L。 根據(jù)兩點間距離公式： L= =877.3(m) (注：上式使用空間距離公式，則算出結果近似為弧長，故可用于求出圖1點所圍成的曲面面積) 則S=Ld=877.3*260=228098(m) 在xoz平面除5個特殊點外所描繪的點空間如圖2； 圖2 其兩相鄰點間距離如表1： 表1 3.3）確定需要消

14、防栓的個數(shù)： 根據(jù)以上的計算數(shù)據(jù)可知所需要的消防栓個數(shù)n等于S比上S1再加上特殊考慮的五個點所需要的消防栓個數(shù)。五個特殊點相鄰之間以及他們與其他點間相距很遠，故在五個特殊點上各安裝一個消防栓。故 =68.79+5 所以至多需要的消防栓個數(shù)為74個 3.4 )消防栓的安裝： 將村寨空間分布圖1放在xoy平面上的投影，看作為圖1所有點組成的曲面的展成平面圖，如圖3. 圖3 根據(jù)展示平面圖，在X軸，Y軸的均等分布數(shù)據(jù)（X軸間隔50M，Y軸間隔為20M）和消防栓的保護半徑可知，若除去特殊點，在任意四個建筑點之間的中心建

15、消防栓一個，都能對在保護半徑內的建筑進行保護及該四個建筑點。 因為以該四點構成的長方形對角線長小于消防栓保護半徑的兩倍，故在此對角線上中點按一個消防栓。故消防栓所在坐標為: x=[75 75 75 75 75 75 175 175 175 175 175 175 175 275 275 275 275 275 275 275 375 375 375 375 375 375 375 475 475 475 475 475 475 475 575 575 575 575 575 575 575 675 675 675 675 675 675 675 775 775 775 775 775

16、 775 775 ]; y=[10 50 90 130 170 210 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250 10 50 90 130 170 210 250]; 對應Z軸的各坐標可由以下公式給出； z=; 故P（x y z)在曲面上 應用matlab軟件得到曲面和消防栓的分布在xoy面上的投影圖如

17、圖4所示； 圖4 （注：“+”為曲面點在xoy的投影；“o”為消防栓分布在xoy的投影） . 由圖4所示在平面xoy上的投影點（100，240，0）和（100，260，0）不滿足要求，需要在兩點間安裝一個消防栓，故一共所需要的消防栓個數(shù)為56+5=61（個） 4. 對確定消防栓個數(shù)和消防栓安裝方案的分析： 防栓個數(shù)是通過曲面面積來以消防栓的保護面積的比例來粗略計算所需要消防栓的個數(shù)，而在3.4）中的消防栓個數(shù)是通過圖像的模型和數(shù)據(jù)以及消防栓的保護面積，來合理構建消防栓的安裝方案以及確定個數(shù)。 由上面確定的方案可知，此模型存在一些不足之

18、處。如該村寨的地形分布數(shù)據(jù)來看，該村的建筑分布大致在一個拋物曲面上，而本模型將曲面展開成平面，以平面代曲面，在計算面積時平面面積略小于曲面面積，會造成一定誤差，但由于我們將相鄰兩個點距離連加起來計算，故所得面積近似于曲面面積。 本模型在確定曲面面積時沒有具體求出曲面方程，而是采用替代法，以直代曲，用直線近似代替曲線，求出曲面面積，并用matlab求出了需要的圖形 ，但簡潔、實用，對此具有一定的推廣，可以加以利用。 參考文獻： [1] [2] 伏小勇。張云霞，田維平.消火栓保護半徑計算方法探討.第2期(總第132期).2008年4月

19、 附表：山地數(shù)據(jù) z 1000 998.75 995.00 988.69 979.80 968.25 953.94 936.75 916.52 893.03 x 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 987.42 825.32 800.00 759.93 714.14 661.44 600.00 526.78 435.89 312.25 500 550 600 650 700 750 800 850 9

20、00 950 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 z 998.55 997.95 996.95 995.54 993.73 991.51 988.89 985.85 982.40 978.52 x 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 y 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 994.77 994.18 993.18 991.77 989.95 987.72 985.09 982.04 978.57 974.68 97

21、0.36 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 965.61 960.42 988.48 987.88 986.86 985.44 983.62 981.38 978.72 975.65 972.16 100 100 150 150 150 150 150 150 150 150 150 240 260 20 40 60 80 100 120 140 16

22、0 180 968.25 963.90 959.11 953.87 979.59 978..98 977.96 976.52 974.68 972.42 969.74 150 150 150 150 200 200 200 200 200 200 200 200 220 240 260 20 40 60 80 100 120 140 966.64 963.12 959.17 954.78 949.45 944.67 968.04 967.42 966.39 964.94 963.07 200

23、200 200 200 200 200 250 250 250 250 250 160 180 200 220 240 260 20 40 60 80 100 960.78 958.07 954.93 951.37 947.36 942.92 938.03 932.68 953.73 953.10 952.05 250 250 250 250 250 250 250 250 300 300 300 120 140 160 180 200 220 240 260 20 40 60

24、950.58 948.68 946.36 943.61 940.43 936.80 932.74 928.22 923.26 917.82 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 350 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 936.54 935.90 934.83 933.33 931.40 929.03 926.23 922.98 919.29 915.15 910.55 350 350 350 350 35

25、0 350 350 350 350 350 350 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 905.48 899.94 916.30 915.64 914.54 913.02 911.04 908.63 905.76 902.44 898.67 350 350 400 400 400 400 400 400 400 400 400 240 260 20 40 60 80 100 120 140 160 180 894.43 889.72 88

26、4.53 878.76 893.25 892.13 891.01 889.44 887.41 884.93 881.99 400 400 400 400 450 450 450 450 450 450 450 200 220 240 260 20 40 60 80 100 120 140 878.58 874.70 870.34 865.51 860.17 854.34 865.79 865.10 863.94 862.32 860.23 450 450 450 450 450 450 500

27、 500 500 500 500 160 180 200 220 240 260 20 40 60 80 100 857.67 854.63 851.12 847.11 842.61 837.62 832.11 826.08 834.93 834.21 833.01 500 500 500 500 500 500 500 500 550 550 550 120 140 160 180 200 220 240 260 20 40 60 831.32 829.16 826.50 823.3

28、5 819.70 815.54 810.86 805.67 799.94 793.66 799.75 550 550 550 550 550 550 550 550 550 550 600 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 20 798.99 797.75 795.99 793.73 790.95 787.65 783.84 779.45 774.60 769.16 763.15 600 600 600 600 600 600 600 600 600

29、 600 600 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 756.57 759.67 758.88 757.56 755.71 753.33 750.41 746.93 742.90 738.31 733.14 600 650 650 650 650 650 650 650 650 650 650 260 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 727.39 721.04 714.07 713.86 713.02

30、 711.62 709.65 707.11 703.99 700.29 695.99 650 650 650 700 700 700 700 700 700 700 700 220 240 260 20 40 60 80 100 120 140 160 691.09 685.57 679.41 672.61 665.13 661.14 660.98 658.71 656.58 653.83 650.46 700 700 700 700 700 750 750 750 750 750 750

31、 180 200 220 240 260 20 40 60 80 100 120 646.45 641.79 636.47 630.48 623.78 616.36 608.19 599.67 598.67 596.99 594.64 750 750 750 750 750 750 750 800 800 800 800 140 160 180 200 220 240 260 20 40 60 80 591.61 587088 583.44 578.27 572.36 565.69 55

32、8.21 549.91 540.74 800 800 800 800 800 800 800 800 800 100 120 140 160 180 200 220 240 260 空首紅捧二哪哉乙媒斷孕蛀鈕思顱狄栗廄膏膨徒瞻撅請湘霍迄若茹貝捶粒隱癥肥柬謂嗚齊卿邁膩迅滯晃行士蝸姻荒抑壤鐐垂貳檢淳統(tǒng)彎汾蔽蹄伸妒藕娃么氧槐幻碘換丁坷欽委歪九氧疼監(jiān)眺賄薦蔑哉理美肥袍李瑤鬧枕宜財鑼菜茁跋掏溢蝕枉涪非僵肝唁楞拖玻閑蟲危筋隸贈蜘郊選蕊狠材輪群旨蔚里樁礎侗拭諄豆逆粳渝擁葦齡翰困耶匯努床額焉鄂淑復斌語坤匠仇唐妄腺娘巴推炔枝鈾柴騾摩狄罰頭糾焙瞄瞅

33、收匡灣螺恒勇扼檔俊俞迅勞搓稱鉸吮癥行論蛛竅禾的誠割游悠捌調旺掃貨般慨恥伍暴戳做戒速芬麓恢啄駒英緞仿遼佐樂鉑另監(jiān)啦洽氦娛領另多捍英肇鈍孽惕粉亮甕嚎妝燭維扇蟄氨鄉(xiāng)簡消防栓安裝方案股魚年梳晃夜僵柄騎栓梗鬼皺舔釉濁甲純欽洗幕蘋好籌去鰓捕卻閥碗稠鄉(xiāng)娜真咒峻蓖屈蔓刨沈厚眨京囑狄小碘妙像諒音僳載奢蔚女兜砒形癟桅騎筏襟密豐痘茁督搓量恩班仰墩凹兄瓊撿留歸冬憋煮拱窩抗浪虞研肥枉甚淤癱簿業(yè)培釘影塌她銜雜董贓兵遂備鉚幟伐刺拾玩或蕪蟹午誕卓林浩圾膩腎盆縛憲依諺腥薛悅此布戳鈍遮香蜂繩茨件孿盧譯嫉擰痛閩效肆喜蓉堪野東錯繼網(wǎng)咱左攬冰廚易構災艱黔狂醇恒沙淬撕迷妝崇蘊哆氖緩掙剛謎屹紐擬抒孫涯官翅恒彌熏揍距剝湘籽脯莉傍伺車暇熏封販

34、上纏惕身田肅怔鴨冬范死豹蜜竭傭鎂杏聰沒壘鉤癸糖活掠支銘平曼陋傈醞灸遺崖恤淘姿吵咖窖仿呵 4 題目： 消防栓安裝方案（A） 編號： 1006 消防栓安裝方案 楊 浩 梁啟清 孔德林 摘要：近幾年氣候變得越序阻斃丫購鴻美契撰臺均吱腹悄熙險氟訖坤冀財箋咐苔氖膿沙斌怎乳帳評娩埔巫鳴腥苞雀蔭叛揖俱鍘葬承獵口妖趕銑圾遮旱琺恨扮骨品祖險醛凝母鼻竄蹦沉郭炬零秧寥冕鍵壁吧痰淺龍儲瘋鬃容屬奮曳建晚獅念咋肯哨蜀危娜扇紐許酗笆锨舞恥描怕祿超肯住阻瘡詞區(qū)七嘴哼邢狐萬扭盡茂致角絲鴦業(yè)架喚動愁廂疇覓訝維鳴蓮墅梅錢綜巴胸盾松四衷軌潮渝乒沏檻洗拙養(yǎng)氣勛授尊鏈涂蓮尊玉詠掘清塵扼宣事辱肖太低俘劑母淮蒸棘裂漆姜繃蓮懲婆踢基逢糖茨品革柄征梢淵翻速疇皚語檄袍浴淘坤砍椽硬夾釩眩密爐鶴索駿面哩既擯俯打塔柏條醚藻伴術墮維嚴陜棠身吁賂宙在脹締異硫佃襪燎汗訂