走廊弯腰疏散行为试验研究

为研究走廊里人群弯腰疏散行为,组织45名学生进行6组不同初始密度疏散试验,通过录像分析得出不同密度时弯腰疏散基本图,将结果与行走及爬行疏散比较。试验结果表明:弯腰和行走疏散的速度分别是1.4 m/s和1.7 m/s,而爬行疏散速度为0.73 m/s;在密度小于0.5人/m2时,3种疏散方式的流动速度相当;在密度大于0.5人/m2时,3种移动方式速度有明显差异;得出弯腰疏散的速度频率分布图,速度均值为:女生1.02±0.16 m/s,男生1.09±0.2 m/s;在低速度区,女生占很大比重,男生在高速度区的频率较高。     

体育馆建筑内青年学生疏散预动作时间调查和分析

通过组织火灾应急疏散逃生演习、现场问卷调查等方式,统计了体育馆内人员的疏散预动作时间,进而建立多分变量逻辑斯蒂回归模型对该统计数据进行了研究.发现:男生选择疏散预动作时间为＜30 s的可能性是女生的0.886倍,选择疏散预动作时间为30-60 s的可能性是女生的2.818倍.预测人员疏散预动作时间为＜30 s、30 -60 s、＞60s的概率,男生分别为15.45％,75.61％、8.94％,而女生分别为24.14％,39.72％、36.14％;研究结果表明:人员性别的不同对疏散预动作时间有一定的影响,在体育馆类建筑中,青少年人员疏散预动作时间基本上小于60 s.     

基于Pathfinder的高校教学楼出口人员疏散仿真研究

针对高校教学楼出口人员疏散问题,基于现场观测数据,运用Pathfinder2015软 件平台设置建筑物和人员运动参数,对某高校教学楼进行人员疏散模拟仿真。通过设计 调整教室排课疏散场景,仿真不同场景下各楼梯出口的疏散时间、累计疏散人数和平均 人流量变化情况,利用Origin9.1数据图形可视化对比分析教室排课调整使用前后教学 楼的人员疏散情况。结果表明:充分利用低楼层教室排课,适当将人数较多班级分散安 排至靠近楼梯出口教室,疏散时间从609.3 s缩短至591.6 s;5楼可疏散人数由410人减 至187人,且部分楼层楼梯出口人群分布均匀;4、5楼楼梯出口平均人流量降低且小于1 人/s。因此高校应该对各班级合理安排课程,适当控制学生人数,调整教学楼的人群分 布,提高低楼层教室使用率,且充分利用各楼梯出口,缩短较高楼层人员疏散时间,提 高疏散效率。     

邮轮火灾动态蔓延情况下的最优疏散路径规划

为解决邮轮火灾应急疏散过程中,由于邮轮内部结构复杂、通道狭窄、人流量大导致人员难以短时间安全疏散的问题,应用基于火灾蔓延预测数据的A^*算法求解邮轮火灾的人员疏散路径。首先,根据SAFEGUARD项目中的邮轮数据建立二维网络拓扑结构,定义网络中节点的CO体积分数、烟雾可见度和温度3类指标的阈值,并基于火灾发生的地点和程度,模拟火灾动态蔓延的情况,实时判定疏散网络中各个节点的危险状况;然后,结合火灾蔓延的实时数据改进A^*算法,并求解人员的最优疏散路径;最后,使用同一邮轮作为模拟人员疏散的场景,模拟邮轮火灾动态蔓延情况下的人员疏散过程,分析人员疏散路径的可行性。结果表明：改进后的A^*算法所求路径能成功绕开网络中受火灾影响较大的危险节点,同时疏散规模为700人的时间比使用基本A^*算法所求的疏散时间缩短50%。     

建筑火灾中智能疏散诱导系统对人群疏散影响的仿真

采用改进的元胞自动机模型,引入视觉效应和听觉效应系数,模拟不同人员在混合行为模式下的疏散过程,通过改变诱导信号对人群疏散的作用范围,研究智能疏散诱导系统的视觉诱导、听觉诱导及双重诱导对人员疏散过程的影响,给出一种基于多参数的智能动态标识算法.结果表明:该系统通过对声、光指示器等诱导标识的实时控制,给出人群疏散的动态标识路径,指示疏散人员选择合理的疏散行为模式,从而提高疏散效率;在不同行为模式下,借助声、光双重诱导机制,选择正确的疏散诱导标识的数量、位置和方向,扩大疏散诱导标识的影响范围,可以有效缩短疏散时间;根据基于多参数的智能动态标识算法,控制动态疏散线路标识的工作状态,给出疏散人群的动态标识路径,能够提高人群的疏散效率.     

基于可编辑VR实验平台的突发事件下跟随效应研究

建立了可编辑VR疏散动力学实验平台,并招募100名大学生开展地铁车厢内的虚拟实验,探究突发事件下的跟随效应。每次实验有一名实验人员和20名虚拟乘客(NPC)参与,共设置5个场景探究不同比例的运动NPC对参与者预动作行为和运动行为的影响。通过分析问卷、预动作时间、出门选择、运动距离等数据,发现在实验中存在跟随等待人群和跟随运动人群两种跟随效应,而人群的运动是更为强烈的信息,当等待和运动NPC占比从0%提升至50%,等待和运动参与者占比分别提高10%和60%。因此,在突发事件场景中,应及时对局部人群施加有效的同向引导,以提升整体疏散效率。     

一种基于Dijkstra算法的火灾动态疏散指示系统

为实现建筑火灾人员的安全疏散,提高疏散出口的综合使用效率,从疏散理论和系统整体构建切入,以实际适用性和火灾动态扩散为要点设计了系统疏散模型,基于功能需求对功能模块内容和硬件网络进行了构造,提出了一种基于Dijkstra算法的火灾动态疏散指示系统.以某商场建筑为实例,运用Pyrosim软件进行建筑内火灾模拟,采用疏散指示系统算法得到该火灾场景下的最优路径,通过在Pathfinder软件中增设6处定时通行禁区达到人员服从系统算法规划的疏散效果.结果表明:在试验设定下,该系统算法的总疏散时间比Pathfinder软件缩短了 1.5 s,最长疏散距离比Path-finder 软件缩短了 6.86％;系统算法通过科学导流提升了商场左、下出口的利用率及右出口的疏散效率,从而减少了总疏散时间,验证了该火灾动态疏散指示系统的可行性和有效性.     

公路隧道火灾发生位置与人群疏散通道仿真研究

利用EXODUS建立隧道的仿真场景,确定疏散人群仿真参数,并将出口工效OPS作为评价疏散效率的指标,分析不同火灾发生位置对疏散时间的影响。采用K-means算法分别对火灾发生位置和人群疏散通道位置进行聚类,并建立基于两者影响下的出口工效模型,通过对该模型求偏导,得出隧道火灾发生位置和人群疏散通道选择之间的关系。研究结果表明:火灾发生位置越接近人行横通道,疏散时间波动越大,人行横通道和隧道入口的疏散时间随人群疏散区域分界线变化,当火灾发生距人行横通道20~110 m时,变化明显,当距140~350 m时,变化平稳;出口工效OPS总体呈现不稳定的阶梯状变化趋势;火灾发生位置和人群疏散通道的最优位置呈线性递减关系。研究结果可应用于隧道应急指挥中心管理人员制定有效疏散路径和采取诱导分流人群措施。     

火灾时人员疏散预动作时间的CDF表征法研究

为表征建筑物火灾环境下人员疏散预动作时间随机性,提出累积分布函数表征法,并给出根据已知累积分布曲线产生随机预动作时间的方法和步骤。对1993年发生在美国纽约2幢世贸中心双子大楼(WT1和WT2)的火灾案例进行分析。结果表明,前人提出的正态分布、威布尔分布等概率分布表征人员疏散预动作时间,具有一定的局限性,对WT1的数据比较适用,对于WT2数据完全失效。而应用累积分布函数法分别对WT1和WT2的数据进行表征,结果表明,模拟生成随机预动作时间的累积分布与原始数据的累积分布曲线完全吻合。同时,随机预动作时间的均值和标准差几乎与样本大小无关。     

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。     

公众聚集场所人群疏散基础数据的分析

针对直接利用国外的人群疏散基础数据进行我国公共聚集场所人群疏散的模拟将会产生不准确的预测结果、导致这些场所人员安全得不到保证的问题,通过对大量国内外相关数据的搜集、整理和分析,确定了6种基础数据是建立疏散模型和开发疏散模拟软件的必备基础,包括:人员类型和人群的组成、人员水平投影面积和形状、人员密度、人员行走速度、边界效应宽度和预动作时间;总结出获取基础数据的4种主要方法,即直接观测和录像观测、人群疏散演习、个体试验和问卷调查;并确定了可在现有资料中直接获得并使用的数据以及仍需要进一步研究确定的数据。研究结论为公共聚集场所人群疏散问题的研究提供了参考和依据。     

小群体行为作用下的地铁站疏散模型研究

为研究小群体行为作用对地铁站突发事件人群疏散效率的影响，基于社会力模型理论和智能体技术，构建地铁站人群疏散模型。分析小群体趋向性、协调一致性等行为特征，运用社会力模型理论，计算小群体成员移动速度；量化小群体行为对群体内部成员作用大小，修正成员期望速度，确定人群疏散速度；以某地铁站火灾事故为例，分别模拟单人疏散场景和混合疏散场景。研究结果表明:混合疏散场景仿真时间比单人疏散场景仿真时间延长12.29%，平均绕行距离比单人疏散增加38.8%，小群体行为降低了地铁站突发事件人群疏散效率。     

基于Pathfinder软件的飞机人员疏散模拟

为弥补飞机适航审定过程中难以大量开展人员疏散演习的缺陷,使用Pathfinder软件对飞机人员疏散模拟开展了研究.根据波音777-200飞机的疏散设施结构,按CCAR-121-R4部要求的标准人员组成,以及实际中的可信不利的人员组成,分5个场景分别进行疏散模拟.根据模拟结果,对影响飞机人员疏散的疏散出口使用率和人员组成进行了分析.结果表明,标准人员组成的疏散模拟结果超过90s,对疏散出口使用率进行优化后,疏散时间才满足90 s的要求.合理的疏散出口使用比例能够减少11％疏散时间.相同人员数量不同人员组成时,疏散时间变化较大.在老年人占80％的疏散场景2中,疏散时间达到107 s;在青少年占50％的疏散场景5中,疏散时间达到96.52 s.通过设置不同人数的疏散场景,并对结果进行曲线拟合,确定了不同人员组成时满足90 s要求的最大允许容纳的人员数量.疏散场景2、3、4和5在满足疏散时间为90 s时飞机所能承载的最大人数分别为310、316、321和329.     

考虑人群动态分布的可变向应急疏散标识的影响研究

提出了一种可变向的应急疏散标识(EES),能够根据出口距离和人群分布动态改变指示方向,变化的方向利用离散选择模型确定。并对元胞自动机疏散模型进行了改进,使得模型能够模拟EES作用下的人群疏散过程,考虑到惯性效应对疏散行为和EES作用距离进行了修正。通过对双出口场景的疏散模拟,结果表明:变向EES可以有效地提高疏散效率,但前提是EES的数量和变向间隔满足一定条件,对于所研究场景,标识数量需大于2×2小于5×5;当人群密度较高时,随变向间隔增加疏散时间先减少再增加,需设置合适的变向间隔以免变向频繁造成疏散者的信息混乱,最佳变向间隔为300 s;变向EES具有分散人群拥堵的作用,能够减小惯性效应和从众行为的负面影响。     

某地铁站突发事件乘客疏散行为分析研究(1)——统计分析

为了掌握突发事件下,乘客疏散速度,疏散时间等数值;基于某地铁站突发事件区间隧道乘客紧急疏散事故案例,采用统计分析突发事件下乘客在列车车厢、区间隧道平均疏散速度、平均疏散时间、触发列车设备等数据;结果表明:突发事件地铁运营公司反应时间为3分39秒;乘客在列车车厢内总体平均疏散速度0.08m/s,总体平均疏散时间3.31s/人;乘客在区间隧道疏散总体平均疏散速度0.145m/s,总体平均疏散时间4.10s/人等数值。为地铁设计人员、地铁安全评估、仿真模型、地铁运营安全管理、应急疏散预案的编制提供参考。     

基于涟漪扩散算法的元胞自动机人员疏散模型研究

为探究大型公共场所内应急疏散调控策略的合理性、有效性和安全性，开展了2类场所的应急疏散调控策略的仿真研究，记录疏散时间、疏散拥堵时间和路径拥堵程度作为衡量应急疏散调控措施的指标，建立以多对多涟漪扩散算法为核心的线性元胞自动机模型。结果显示，与原有的疏散路线相比，使用算法规划的应急疏散路径可以缩短疏散时间；与仅仅使用算法规划应急疏散路径相比，考虑单一的路径拥堵情况或路网结构而增加的调控措施可能与疏散初衷相悖；但在使用算法规划路径的基础上，综合考虑路径拥堵情况和路网结构而增设的调控措施，其疏散效果是最好的。研究结果可为应急疏散管理者提供紧急情况下的调控策略，避免疏散过程中出现的拥挤、踩踏等二次事故的发生，进而保障人群的疏散安全。     

基于格子气模型的宿舍火灾人群疏散研究

为在宿舍发生火灾时给疏散人员提供最优的人群疏散方案,提高抢险救灾能力,将疏散过程分为两个阶段--学生发现火灾离开宿舍向走廊疏散,再由走廊向两端的出口疏散.综合考虑社会力因素,将优势方向权重算法与偏向随机行走格子气模型结合建模,对宿舍不同人数进行模拟,并通过Anylogic进行仿真计算.结果表明,格子气模型和优势方向权重算法能够真实模拟宿舍火灾疏散场景.     

基于图论与排队论的人员疏散优化模型研究

以办公楼火灾事故为场景,着重对人员疏散运动时间进行优化,主要考虑缩短应急疏散过程中的人员反应时间及疏散运动时间,通过选择图论理论对疏散最短路径进行优选,对壅滞时间的优化则选用排队论理论,提出了防止人群排队壅滞的安全判据,构建了一个基于图论与排队论的疏散优化模型。以某办公楼建筑为例进行疏散模拟,研究了其在火灾场景下的出口宽度,疏散通道长度,分支入口数、宽度以及人员移动速度等对疏散时间的影响。结果表明,建立的基于图论与排队论的疏散模型,对于合理设计疏散路线和优化建筑物的出口和通道结构具有一定的实用价值。     

考虑熟悉度与恐慌效应的人群引导疏散仿真算法研究*

为研究紧急情况下人群疏散行为特点,结合势场理论和多出口选择模型,建立考虑引导、熟悉度和恐慌效应的PFT-LMES人群疏散算法。通过搭建有障碍和无障碍2种室内场景,研究不同环境熟悉度以及行人密度下引导作用对人群疏散效果的影响。研究结果表明:引导作用能够提高疏散效率,平衡各出口利用率,引导效果随行人密度增加更加显著;总体疏散时间随引导强度的提高表现为先减小后增大;当接受引导的人数占总数的42%时,2出口各自选择人数与出口通行能力比例基本一致,引导效果达到最优;相对于环境熟悉度较高的人群,不熟悉环境行人的引导效果更为显著。研究结果可为大型场所的紧急高效疏散提供参考。     

体育馆中人员安全疏散的仿真分析

针对现今公共活动中的人群踩踏事故频发问题,应用计算机仿真技术研究紧急情况下建筑物中人群逃生规律及设施优化方法。设置人员体质、移动余值、出口逃生条件等因素,扩展元胞自动机(CA)行人流模型。利用Matlab语言实现可视化模拟。对莱阳市某体育馆进行人流疏散模拟,分析得到其安全设施的最佳设定参数,实现优化目的。结果表明:该体育馆仿真疏散完成总时间为103.5 s,可引发踩踏事故的疏散危险期长达49.0 s,疏散危险期长度为判断踩踏事故发生可能性的重要指标;出口宽度、数量均与疏散时间呈负相关,且均存在疏散能力饱和点。据此提出将宽度改建为2.5 m、数量增加到6个的优化方案,此方案疏散危险期为9.0 s,疏散总时间缩短到33.5 s。