工业的迅速发展为国家富强、社会稳定及人民安居乐业提供了强有力的保障,同时人民对美好生活向往也离不开工业的发展与支持。据统计,改革开放以来,我国工业生产总值每年都平稳快速地向上增长;2017年,国内工业生产总值已经达到33.46万亿元,占国内生产总值40.46%。但是,时常由于工业火灾的发生却未能迅速采取有效的应急响应行动,导致了多米诺效应的发生,对人民的生命造成更大的威胁,对社会经济造成更大的损失。然而,应急响应由一系列应急响应行动构成的,可以有效地遏制火势的迅速猛烈发展,从而防止火灾的蔓延以减少事故损失。因此,如何做好工业火灾应急响应行动分析是提高应急响应效率、降低多米诺效应发生概率的关键。本文以工业火灾为背景,以应急响应行动为研究对象,考虑应急资源、应急行动间关系以及应急响应时间,结合国内外对工业火灾、应急救援、Petri网的应用等相关领域的研究,提出了基于层次着色时间Petri网的工业火灾应急响应行动建模方法、应急响应时间分析方法以及基于同构马尔可夫链的性能分析方法。首先,流程分析工业火灾应急响应过程,并描述了该过程所需的应急资源、应急行动等;接着,结合Petri网理论,库所表示应急响应现场状态,而变迁表示应急响应行动,网络中托肯的流动表示应急状态的变化,托肯被赋予时间并用不同的颜色加以区分;提出了基于层次着色时间Petri网的工业火灾应急响应行动建模方法。其次,采用该建模方法,重新定义库所、变迁、颜色集以及函数,考虑应急资源、应急行动间关系以及应急响应时间,对工业火灾应急响应建立了通用层次着色时间Petri网模型(HCTPN)。再次,提出了应急响应时间分析方法(即5种不同的时间模式),包括时间串行门、时间输出与门、时间输入与门、时间输出或门以及时间输入或门,分析该模型的时间性能;然后,基于HCTPN,以储罐区火灾为例,讨论在不同的应急响应行动协作模式下应急响应所需的时间和发生多米诺效应的概率,并通过CPN Tools仿真验证。最后,采用基于同构马尔可夫链的性能分析方法对HCTPN模型进行分析;计算每个状态的稳定概率,获得库所平均托肯数和变迁利用率等量化指标,分析其应急响应行动的性能;此外,还对应急响应行动进行敏感性分析,这对模型的优化与评价具有重大意义。通过研究得出,基于Petri网的工业火灾应急响应行动建模方法能够很好地描述应急响应中应急资源、应急响应行动的逻辑关系等,可以对应急响应过程建立Petri网模型;而应急响应时间分析方法能有效分析该模型的时间性能;基于同构马尔可夫链的性能分析方法可以定量分析其性能;这都为提高应急响应效率和降低多米诺效应的概率提供理论和实践指导。