障碍墙对人员疏散影响的数值模拟研究

为了研究出口前障碍墙对人员疏散的影响,采用数值模拟的方法分析了不同人员密度以及不同障碍墙设置条件下的人员疏散过程。结果表明,障碍墙的存在增加了疏散距离,从而增加人员疏散时间,且人员密度越大,疏散时间的延滞越严重;障碍墙与出口的距离不宜小于出口宽度,两者距离小于出口宽度时会严重降低出口的流量系数,增加人员疏散时间,两者距离达到出口宽度时对人员疏散的影响较小;障碍墙的长度不宜超过出口宽度,长度不超过出口宽度的障碍墙对出口的流量系数影响较小,长度大于出口宽度的障碍墙严重降低出口的流量系数,增加疏散时间。随着出口宽度增加,疏散时间减少,障碍墙会降低出口的有效宽度。研究结果为实际工程设计及应用提供了一定的参考依据。     

基于元胞自动机的人员疏散出口选择博弈模型

为提高人员出口选择行为的疏散效率，针对紧急情况下多出口房间的人员疏散过程，提出了一种结合博弈论方法和元胞自动机模型的出口选择优化模型。该模型基于博弈论中的最佳反应动力学概念，考虑了疏散人员之间的相互影响，其中每个人员通过对其他人的选择策略做出最佳响应。分析了影响人员出口选择行为的关键因素，包括人员的耐心坚定程度、出口可见性和出口熟悉度、出口布局以及最佳出口间距等。并将此模型与模拟软件Pathfinder的进行对比，验证了其高效性。结果表明，低耐心程度会导致人员犹豫徘徊行为，不利于疏散。对于单出口选择情况，出口位置分布在墙壁中间时人员疏散效率最高。对于多出口选择情况，当两个出口位于同一墙壁时，出口的最佳间距应设为所处墙壁长度的0.5倍。而位于不同墙壁时，出口对称设计下的人员疏散选择时间最短。     

不同房间结构下人员疏散的CA模拟研究

采用元胞自动机模型分别对不同房间结构中的人员疏散进行了模拟,重点研究了人员密度和出口条件对疏散时间的影响.结果表明,疏散时间随着人员密度线形增加;根据建筑结构的不同,采用多出口对疏散时间有不同程度的减少.该模拟结果对于出口的设计和人员的安全疏散具有一定的指导意义.     

公路隧道人员疏散时间计算模型及应用

为精确计算隧道人员疏散时间并为疏散通道合理设计提供理论依据,综合人员疏散距离、运动速度、隧道宽度、出口流量以及交通量等参数对人员疏散时间的影响,提出一种新型公路隧道人员疏散时间计算经验模型,全面考虑出口处发生交通堵塞的临界条件、堵塞开始时间及堵塞持续时间;基于该模型,以某水下隧道为例,分析隧道设置不同横向/竖向疏散通道时,隧道人员荷载密度、人员运动速度对人员疏散时间和出口堵塞状况的影响,提出横/竖向通道等效设置间距基本关系。结果表明:在隧道横/竖向通道不同疏散方式下,人员疏散时间受行走速度影响程度不同,而与人员荷载密度关系极大;同等条件下隧道横通道疏散能力明显大于竖向疏散通道。     

障碍物对人员疏散影响的分析

为了研究障碍物对人员疏散的影响,采用数值模拟的方法分析了不同障碍物布局和布置形式下的人员疏散过程。结果表明,障碍物位于出口中心线上时增加了疏散距离,降低人员疏散效率,人员密度越大,障碍物距离出口越近,疏散时间延滞越严重;障碍物位于出口边界线上时对人员疏散影响较小,障碍物与出口距离为0 m时,可以有效地提高疏散效率,减少疏散时间;障碍物纵向布置较有利于人员疏散,横向布置则较不利于人员疏散。     

人员疏散的二维元胞自动机随机模型研究

用自主研发的二维元胞自动机(CA)随机模型模拟人员疏散过程,不仅给出了疏散时间,还可观察到疏散过程中的一些典型现象,如门口集结或堵塞.进一步分析了初始人员密度对疏散的影响,结果表明,人员初始密度越大,疏散过程中的出口平均流量越低,即疏散效率越低.在基本模型的基础上,建立了人员疏散二维元胞自动机扩展模型,用以模拟人员倒地行为对疏散过程的影响.结果表明,人员倒地数目增加,疏散时间成非线性增加;若某条疏散路径上有人员倒地,其后续人员可能"舍近求远",改变疏散路径的过程导致疏散时间增加.模型着眼于模拟人的行为细节,从而为以后的细致研究打下了基础.     

房间开门形式和走廊转角条件对人员疏散规律影响的实验研究与数值模拟分析

为了研究房间开门形式和走廊转角条件对人员疏散规律的影响,通过一系列实验并采用计算机数值模拟相结合,对比分析了不同开门形式和走廊转角条件下的人员疏散规律。结果表明:房间开门总宽度一定且出口出现拥堵条件下,只设置一道门,疏散效率最高。当房间需要满足设置两道门时,门应尽量设置在房间的两对边墙上,这样疏散效率较高。两道门设置在房间相邻边墙上时最不利于人员疏散。走廊转角角度从0°增加到90°,疏散时间先增长然后缩短最后又增长。同条件下,圆角疏散能力优于折角。圆角半径大小对人员疏散没有显著影响。研究结果为建筑房间开门形式和走廊设计提供了参考依据。     

障碍物对房间人群疏散过程影响的宏观模拟研究

公共建筑内随机分布的障碍物可能对突发事件下密集人群疏散过程中人员速度、路径选择行为产生影响.考虑较为密集人群疏散过程与宏观流体流动过程的相似性,用连续性方程描述人群密度变化过程,结合障碍物对人员运动行为的影响,建立了考虑障碍物影响的人员疏散宏观模型.采用该模型计算重现了疏散出口附近的高密度人群拱形和椭圆形分布,定量分析了障碍物以不同概率分布于建筑内不同位置时对疏散过程中人员密度演化以及完成疏散所需时间的影响.     

人员密度和出口宽度的不确定性对疏散行动时间的影响

基于Kikuji Togawa所提出的常用人员疏散行动时间经验公式，使用拉丁超立方抽样法，研究房间人员密度和出口宽度的不确定性对疏散行动时间的影响。得出二者服从均匀分布和正态分布条件下，疏散行动时间的概率密度直方图和累积概率曲线。结果表明，人员密度和出口宽度的不同分布形式对疏散行动时间都有显著影响，二者服从正态分布时，计算得到的疏散行动时间范围比服从均匀分布小，且较为集中。而服从均匀分布时，计算得到的疏散行动时间在其范围内则较为均匀、分散。在小概率0～0．1区间范围内，人员密度和出口宽度服从正态分布时，计算得到的疏散行动时间累计概率值明显较均匀分布小，说明二者服从正态分布得到的疏散行动时间值偏于保守。二者均为不确定参数时，假定人员密度服从均匀分布，出口宽度服从正态分布时计算得出的疏散行动时间值偏于保守。     

走廊-教室建筑结构人员疏散时间控制浅析

建筑物发生火灾后,人员能否从建筑物内安全地撤离,取决于疏散时间的长短。从疏散场所、疏散人员及疏散环境3个角度分析了影响人员疏散时间的因素。运用层次分析法分析疏散时间的影响因素,确定各因素对疏散时间的影响程度。然后,用人员疏散模拟软件并借助正交试验法对影响走廊-教室建筑结构下人员疏散时间的主要因素进行分析,最后提出人为可控度的概念。结果表明,人员密度和出口宽度对疏散时间影响显著,但出口宽度的人为可控程度最高,人员密度的人为可控度最低。     

多层建筑楼梯疏散宽度组合仿真研究

为探究事故发生时楼梯宽度对多层建筑疏散效率的影响，结合多层建筑楼梯疏散特点，建立多层建筑楼梯疏散模型。基于多层建筑疏散过程，以社会力模型为基础，分析多层建筑行人疏散方式，构建楼梯疏散汇流模型；计算各楼层行人汇流时间以及楼梯汇流疏散效率；以某多层教学楼为仿真案例，构建不同楼梯宽度组合疏散场景，仿真多层建筑物疏散过程，获取各楼层汇流时间及楼梯疏散效率。结果表明:楼层平台汇流持续时间与楼层所在位置正相关，楼层所在位置越高，汇流持续时间越长；低楼层楼梯宽度增加有利于优化中间楼层行人汇流作用，提高多层建筑疏散效率，而高楼层楼梯宽度增加则会加剧中间楼层行人汇流对疏散的不利影响，降低多层建筑疏散效率。     

A dynamic cellular automaton model for evacuation process with obstacles

A dynamic cellular automaton (CA) model is proposed to simulate the evacuation process in the rooms with obstacles. Besides the basic parameters such as human psychology, placement of the doors, doors width, position of the obstacles and light of the environment, distribution of the crowd plays an important role in this model. Applying our model, simulation of the evacuation process for a restaurant and a classroom are presented. Also effects of pedestrians distribution, doors position and doors width on the evacuation time are discussed and the obtained results are compared with several static models.     

紧急疏散路径选择行为的实验研究

通过可控的人群疏散实验来分析紧急情况下的人群疏散规律。实验选取了建筑物出口位置、出口宽度设置作为实验变量开展。主要关注的参数有疏散时间和疏散速度。疏散人群在实验中自行选择认为最合适的路线。实验结果指出,在紧急情况下出口的距离和宽度共同影响了疏散的整体效率和疏散过程中的拥挤程度。女性的疏散行为值得关注,并且行人在疏散过程中,是分阶段决策疏散路径的,在仿真模型中可通过局部路径规划算法实现。疏散场景的布局对疏散效率的提高有较大影响,单纯增加局部出口的宽度以及缩短疏散路径对于提高整体疏散效率帮助不大。本研究成果对疏散模型的改进以及建筑设计有一定的指导意义。     

出口条件对人员疏散的影响及其分析

采用社会力模型对紧急情况下(如火灾发生时)的人员疏散现象进行了模拟，重现了实际疏散中出现的典型现象，着重研究了出口宽度、出口厚度等建筑结构特征以及期望速度等人群特征与疏散时间之间的关系。结果表明，上述建筑结构特征对疏散时间的影响存在一个渐近关系；随着人群期望速度的变化，疏散时间存在一个最佳值。这些结果可望指导建筑物的疏散设计和建筑火灾等紧急情况下人员的安全疏散。     

双出口疏散吸引区域模型建立与模拟分析

为研究建筑体内人员疏散的出口选择行为,提出基于元胞自动机的人员疏散模型。以学校常见的双出口教室为例进行研究,建立双出口疏散吸引区域模型,得出人员密度较低和较高时疏散吸引区域边界的函数表达式,指出人员密度较高时,边界函数基本满足边界到出口距离的平方之比等于出口的宽度之比;通过对出口宽度、人员数量和出口位置等参量进行仿真分析,充分验证了提出的双出口疏散吸引区域模型的合理性;研究结果有助于合理分配疏散人员,充分发挥建筑疏散的潜在能力。     

安全疏散中人群拥挤踩踏现象的理论和模拟分析

为研究出口宽度对人群拥挤踩踏事故发生的影响程度,以某礼堂为例,建立基于排队论的安全疏散模型,理论分析并数值模拟了出口宽度为2m和4m对人员疏散的影响。研究表明,在发生火灾进行人员安全疏散过程中,当平均服务率大于等于平均到达率时,人群疏散有序,疏散效率较高;然而当平均服务率小于平均到达率时,使得人流不畅,出口过于拥堵。并且理论计算和数值模拟获得的选取适当出口宽度结果一致。对于大型场馆的出口设计具有一定的参考价值。     

Crowding in platform staircases of a subway station in China during rush hours

Crowding during the morning peak hours at a platform staircase in a subway station in China was studied in this paper. Passenger flow was surveyed with normal evacuation time recorded. The evacuation process was simulated with the software buildingEXODUS. Predicted results on the total evacuation time and maximum flow capacity of the selected staircase were compared with the field observations. Two parameters, the width of staircase utilized per person and the maximum upstairs walking speed used in the software were identified to be noticeably different from the field studies. Predictions agreed better with the observations after tuning these two parameters. It is concluded that the evacuation simulation software can be applied for safety design with appropriate tuning on the key parameters through field tests.     

房间开门形式对人员疏散的影响分析

采用计算机数值模拟软件FDS+Evac,对房间开门形式对人员疏散的影响进行分析。建立疏散模型,房间人员密度设置3种情况,着重研究了7种开门形式条件下人员疏散过程。研究表明,房间开门总宽度一定时,只设置一道门,疏散效率最高。当房间需要满足设置两道门时,门应尽量设置在房间的两对边墙上,这样疏散效率较高。两道门设置在房间相邻边墙上时最不利于人员疏散。研究结果为房间开门的设计提供了参考依据。     

基于安全疏散的高速铁路桥梁救援定点站台设计参数研究

应用安全疏散性能化设计的理论方法,研究了桥梁救援定点疏散站台的尺寸参数 ,以保证设计更为安全、经济、合理。首先,采用FDS软件模拟火灾警戒线随疏散时间 的发展趋势,分析ASET对站台长度的影响;其次,采用EVACNET4软件模拟了列车中部和 端部火灾情境下,乘客在站台的疏散运动,研究站台宽度对疏散时间的影响。结果表明 :从火灾警戒范围考虑,站台长度取值为450 m是经济合理的;有效宽度1.75 m为站台 疏散时间特征变化的分界点,有效宽度为1.75 m时的疏散时间均小于有效宽度为1.5 m 时的疏散时间,而当有效宽度大于1.75 m后,疏散时间的变化不大。研究成果可为救援 定点疏散站台的尺寸设计提供参考和依据。