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宋卫国（教授）简介(资料简历图片)

火灾,森林,模型宋卫国（教授）简介(资料简历图片)

发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

宋卫国，男，博士，中国科学技术大学教授、博士生导师。

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人物经历

1991.9-1996.7中国科学技术大学热科学与能源工程系，获工程热物理专业工学学士学位。

1996.9-2001.7 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，获工程热物理专业博士学位。

2001.6-2003.7 中国科学技术大学博士后联谊会理事长。

研究方向

1、火灾科学

2、行人与疏散动力学

3、火灾风险评估与性能化设计

社会兼职

1) 安徽省安全生产专家组消防专家；

2) 全国消防标准技术委员会通讯委员；

3) 973项目“火灾动力学演化与防治基础”管理办公室副主任。

主讲课程

①. 主讲本科生专业基础课《火灾学概论》；

②. 主讲研究生学位必修课《火灾学II》；

③. 主讲工程硕士研究生专业课《火灾科学》；

科研项目

①. 国家自然科学基金项目：“烟气环境中公共建筑瓶颈处的人员疏散模型和诱导方法”；

②. 国家自然科学基金项目：“基于自组织临界性的森林大火预测方法研究”；

③. 国家博士后科学基金项目1项，名称“城市火灾系统自组织临界性的探索性研究”；

④.中科院王宽诚博士后工作奖励基金项目：“森林火灾的自组织临界性研究”；

⑤. 国家十五科技攻关二期项目子专题1项：“大型公共建筑疏散引导系统研究”；

⑥. 国家科技攻关计划奥运科技专项子课题：“奥运体育场馆疏散设计方法”；

⑦. 国家安全生产监督管理局安全评价项目：“秦山三期（重水堆）核电站工程人员疏散分析”；

⑧. 973项目：“火灾动力学演化与防治基础”（作为研究骨干）；

⑨. 国家十五科技攻关二期项目：“合肥市城市公共安全试点示范研究”（作为执行组长）。

科研成果

1) 发现了中国森林火灾的自组织临界性特征，即稳定的幂律分布规律。

通过对中国全国范围内40年来森林火灾数据的分析，发现中国森林火灾具有“频率―面积”幂律分布规律，并且不随森林尺度和时间发生变化，表明中国真实森林火灾系统具有自组织临界性特征；对不同国家的森林火灾分布规律进行了比较，发现不同国家的火灾分布具有相同的性质，并且与经典自组织临界性森林火灾模型得到符合，从而验证了森林火灾自组织临界性的普遍性。代表性成果发表于Ecological Modelling、Chinese Science Bulletin、自然科学进展等学术期刊。国内外学者评价认为：“研究发现火灾频率－面积分布具有幂律分布，表明火灾尺度分布具有自组织临界性，这个发现暗示了自然景观具有自恢复能力。比较了随机元胞自动机模型和中国的森林火灾数据，模型结果与数据得到了很好的符合，研究结果新颖。基于频率－面积幂律分布，利用中、小火灾的发生频率，量化了森林大火的发生风险。”

2) 建立了综合外界影响因素的新的森林火灾模型，解释了实际火灾分布中的平头－重尾、有限尺度效应等现象的产生原因，与实际数据得到符合。

在经典森林火灾模型的基础上，量化了气候、树种、森林类型、防火隔离带等主要影响因素的作用，建立了新的更具一般性的新模型。新模型利用“广义树木抗火性”量化了降水等火灾抵制因素的影响，解释了火灾分布的“重尾”现象；量化了森林尺度的影响，得到了有限尺度效应的定量性质，及其与防火隔离带参数之间的依赖关系；考虑了火灾过程的随机性，解释了森林火灾分布的“平头”现象；量化了树种生长速度和抗火性差异，得到了火灾防治强度对森林树种比例的作用规律。新模型与实际森林火灾得到较好符合，并可望对火灾防治具有实用价值。代表性成果发表于Chinese Science Bulletin、Ecological Modelling等期刊。同行评价认为：“研究引发了对幂律行为产生和验证方面的争论，出现了更加复杂的模型来解释真实的火灾分布。宋等人利用考虑树木抗火性的森林火灾模型，研究了森林大火发生频率与幂律关系之间的偏离现象。火灾面积的分形特性已经被发现：宋等人分析了中国森林火灾的自组织临界性和分形特性，用来研究森林大火的发生频率与幂律关系的偏离。

3) 发现森林火灾时间分布满足具有周期性波动的幂律规律，得到了森林火灾与气象、人口等因素之间的相关性。

从火灾数据入手开展了研究，发现森林火灾的时间间隔分布满足具有周期性波动的幂律规律，而不是以往研究中普遍认为的指数分布，表明经典森林火灾模型无法完全体现真实森林火灾的自组织临界性特征；发现森林火灾发生概率与人口密度之间满足很好的正指数幂律关系；发现森林火灾概率与气象参数之间存在稳定的一元相关性和多元相关性；利用神经网络方法进行多元分析后，可得到稳定的权值矩阵，使得森林火灾风险的预测误差达到10%以内，该成果已经与日本国立消防研究所合作开发了基于神经网络的森林火险分析软件。代表性成果发表和录用于Ecological Modelling、Progress in Natural Science等期刊。同行评价认为：“关于人口密度与火灾概率相关性的研究是创新性工作（innovative），关于火灾时间间隔的研究也是有意义的，整个工作的意义在于它研究了森林火灾的尺度不变性规律。” “探讨了森林火灾发生的概率，研究了几种气象参数下火灾概率的变化特点，有助于认识森林火灾的发生条件”。

4) 发现了城市火灾系统的“频率―损失”幂律关系和Zipf图，并验证了其稳定性和尺度不变性。

对中国、中国安徽省、瑞士等国家和地区的城市火灾数据进行了综合分析，发现：虽然城市火灾系统是一个复杂系统，受到复杂因素的影响，但是作为系统的能量耗散事件，城市火灾的分布却具有简单的规律，即幂律分布；并且不同国家和地区、不同时期的城市火灾分布具有相同的性质，即幂律分布具有稳定性、尺度不变性和空间不变性。这些工作将自组织临界性研究引入了城市火灾系统。代表性成果发表于国际火灾安全科学学会会刊Fire Safety Journal。同行评价认为：该工作“在以往的建筑和火灾领域开展很少”，具有“新颖性和原创性（new and origin）。”

5) 建立了火灾环境中人员疏散的多格子模型和多作用力元胞自动机模型，发展了一种新的人员疏散安全分析方法。

根据火灾动力学发展规律和待疏散人群的心理行为特征，提出了火灾环境与人员行为特征耦合的人员疏散多作用力元胞自动机模型（CAFE）和多格子模型（Multi-grid model），新模型同时具备了与连续性模型相当的计算精度和与离散型模型相当的计算速度，解决了人员疏散模型的计算效率和计算精度的矛盾。代表性成果发表于Physica A，Science in China E, International Journal on Engineering Performance-based Fire Codes等期刊。同行评价认为：“采用了更加细致的格子建立了人员疏散模型，该模型非常容易量化疏散过程中的社会力和人员相互作用，是一个极 好的（excellent）模型。” “提出了改进的元胞自动机模型，其中考虑了人员之间的作用力。研究了拱形分布、阻塞、快即是慢等人员疏散现象，并与社会力模型进行了比较。建立的模型和研究结果有意义。”

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