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1、哈尔滨理工大学学士学位论文哈 尔 滨 理 工 大 学毕 业 设 计 题 目：灰色系统理论在火灾预测中的应用研究 院、 系： 测通学院 姓 名： 指导教师： 系 主 任： 2013 年 6 月 3 目录摘要4Abstract5第1章 绪论61.1.研究背景61.2国内外研究现状6 1.2.1国内研究现状6 1.2.2 国外研究现状81.3研究目的和意义81.4主要研究内容9第2章 灰色系统理论及模型综述92.1灰色系统理论的产生与发展动态92.2灰色系统理论概念、基本原理和内容10 2.2.1灰色系统基本理论10 2.2.2基本原理11 2.2.3主要内容122.3灰色系统理论与火灾预测的结合点
2、132.4 五步建模思想132.5 GM(1,1)模型建模机理16 2.5.1建模步骤16 2.5.2 GM(1,1)模型的精度检验方法17第3章 灰色系统模型在火灾预测的应用193.1 GM(1,1)模型在农村火灾预测中的应用19 3.1.1 GM（1,1）模型的建立19 3.1.2 精度检验22 3.1.3 预测24 3.2 城市的火灾预测25 3.2.1 GM(1,1)在城市火灾预测的应用25 3.2.2 精度检验27 3.2.3 预测29 3.3 人员密集场所的火灾预测29 3.3.1 GM(1,1)在人员密集场所的火灾预测29 3.3.2 精度检验31 3.3.3 预测33结论与建议
3、34致谢35参考文献36附录39摘要作为和人类关系最为密切的灾害种类之一，火灾一直是人们关注和研究的重要对象，利用科学的方法对火灾进行预测，可以掌握火灾的未来发展状况，对火灾安全措施的可行性和实施效果进行合理评价，有效地控制各影响因素，达到减少火灾事故的目的。火灾事故系统的非线性、随机性、动态性以及不确定性特点，决定了作为火灾系统行为特征量的火灾事故的预测的复杂性，在分析现有火灾事故宏观预测模型和方法的基础上，论文研究了适应火灾系统多属性特点的火灾事故预测方法灰色系统理论。论文主要全面详细的介绍了灰色系统理论的产生、发展、原理以及建模思想，搜集了2004年以来全国农村、城市、人员密集场所的火灾
4、数据，在此基础上，通过建立GM(1,1)模型，对它们的火灾状况进行了研究、预测。预测了2011年全国农村、城市、人员密集场所的火灾状况。结果表明：全国农村、城市和人员密集场所的火灾的火灾形势均呈下降趋势，与2011年实际数据比较，准确率均达到98%以上，预测结果与基本情况吻合，为消防安全管理部门探究火灾发展规律提供必要的理论支持。关键词：灰色系统理论 火灾 预测 GM(1,1)模型AbstractAs the human relations and one of the most kinds of disasters close, fire has been an important obje
5、ct of attention and research, to predict the fire using the scientific method, the future development of the situation can control fire, feasibility and implementation effect of fire safety measures are reasonable, effective control of each influence factor, reduce the fire the aim of accidents. Non
6、linear, fire system stochastic, dynamic and uncertain characteristics, determine the complexity of fire as fire accident forecast system behavior characteristics of the fire accident, based on analyzing the current macroeconomic forecasting model and method, the multiple attribute characteristic of
7、fire accident of fire system adaptive prediction method, grey system theory.Thesis detailed introduces the grey system theory, development, principle and modeling, collect the fire data since 2004, the National Rural City, crowded places, on this basis, through the establishment of GM (1,1) model, w
8、ere studied, to predict their fire condition.The fire of 2011, the National Rural City, crowded places prediction. The results show that: the national rural fire situation, city and crowded places fire decreased, compared with the 2011 data, the accuracy rate reaches above 98%, forecast result accor
9、ds with the basic conditions, to provide the necessary theoretical support for the fire safety management on the development law of fire.Keywords: grey system theory fire forecast (1,1) model第1章 绪论1.1.研究背景火灾是当今世界上严重威肋、人类生存和发展的常发性灾害之一，具有发生频率高、时空跨度大、造成的损失与危害严重等特点。据不完全统计，全球每年发生火灾600万一700万起，火灾经济损失可以达到全球
10、社会生产总值的0. 2%，死亡人数高达10万人1。近些年来， 随着经济的不断发展，城市规模的不断扩大，火灾给人类带来的损失越来越大，而不同区域或方面的火灾情况，具有不同的火灾特点，人们望能对火灾不同方面进行预测，从而防患于未然。对于农村和人员聚居地就具有不同的特点，农村的火灾，由于历史原因很长时间内被忽略，而人员聚居场所的火灾危险性更大。可以用预测理论根据其发展的趋势，通过建立预测模型进行预测。又由于火灾发生包含着一定的已知因素和未知因素，因此，灰色系统理论中的灾变预测可以对火灾的发生进行预测。灰色预测法就是一种以事故的历史和现状为出发点，以调查研究资料和统计数据资料为依据，在对事物发展进行深
11、入的定性分析和严密的定量计算的基础上，研究并认识事物的发展规律，进而对事物的未来变化预先作出科学的推测。灰色预测对分析当前或者未来一段时间在现有条件下的事故发展趋势，同时合理制定以后火灾事故措施具有重要意义。预测未来事故发生的趋向，把火灾事故管理的“被动”管理变为“主动”安全管理，针对性的采取预防措施，以便减少事故的发生率，这就是本文中提出的火灾事故预测模型需要解决的问题。1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状1982年，邓聚龙教授创立了灰色系统理论，以少数据、贫信息不确定问题为研究对象2。灰色系统理论主要是对“部分”已知信息的生成、开发，提取有价值信息，实现对系统运行行为、演化规律的正确
12、描述和有效监控3 。周爱桃和景国勋等人在改进灰色预测模型在火灾事故预测中的应用中主要研究了GM (1,1)模型预测事故模型的改进方法，并用Matlab语言编程的方法对数据做了处理，结果表明用该方法预测得到的数据与实际数据非常接近4。刘小舟在灰色系统理论在火灾预测中的应用中阐述了灰色理论中灾变预测的特点和其建设过程，并将其用于火灾预测之中5。刘思峰和岳洪江在灰色系统理论的发展、应用与扩散特征研究中通过采集中国期刊网数据库题目中含有灰色系统的文献，对20世纪80年代初以来灰色系统研究成果的规模和增长态势、主要研究机构、期刊、主题和学科分布结构，文献的产生方式、高被引成果等进行分析，揭示了我国灰色系
13、统的产生、发展、扩散特征以及存在的问题6。贾水库和温晓虎等人在灰色系统理论在城市火灾事故预测中的应用中针对城市火灾事故发生的特点，根据灰色理论的基本原理和特性，建立了城市火灾事故灰色理论预测模型，将城市火灾事故分为了高峰期(春节)和非高峰期两个时段并分别进行精确预测城市火灾事故。准确度很高。7张云龙和刘茂在灰色GM(1,1)模型在火灾事故预测中的应用中针对全国火灾事故的统计数据，利用灰色系统理论在不确定因素预测领域的优势，建立了一个火灾事故预测的GM(11)模型.论述了模型的建立和求解过程，用实例阐述了灰色预测模型的应用和局限性.结果表明，模型比较合理地反应灾害事物的发展趋势，为分析火灾事故规
14、律和有效预测提供了科学的方法8。丁敏和崔琳在基于灰色层次分析的高层建筑火灾隐患评估中分析高层建筑的火灭隐患，采用层次分析方法确定高层建筑火灭危险评价指标体系，并计算各影响因素的权重。提出将灰色系统理论与层次分析法相结合的分析方法，根据专家对评价指标的打分分值，确定了各评价指标的灰色评价权向量和权矩阵。证明此方法在高层火灾安全评价领域具有可行性9。刘海生和张鑫磊等人在基于统计数据的全国火灾形势综合评价与预测中运用多元统计分析方法，借助统计软件，对火灾数据进行深层次的分析和研究。同时，针对火灾事故的特点，根据灰色理论的原理和特性，建立了火灾事故灰色系统预测模型，能够对全国的火灾形势进行综合评价，为消防安全管理部门探究火灾规律提供必要的理论支持10。刘洪义等人在基于灰色系统理论的加油站火灾事故预测中通过对加油站的火灾预测以及发展趋势，为相关部门预测加油站火灾规律提供理论依据11。同时，还有一批国内学者对火灾事故评价进行了多方面的研究，得到了诸多有意义的成果12-17。1.2.2 国外研究现状罗森鲍姆运用灰色系统方法研究影响边坡失稳的因素之间的相互作用，说明运用灰色系统方法方法来预测边坡稳定状态中的应用是成功的18。 柯克（T.B. Kirk）运用灰色系统理论解决机器状态监测磨粒识别分析费时的问题。通过设定不同的参数权重，确定研究的
