人员特性对火灾安全疏散过程的影响分析

在建筑火灾人员疏散中,人员特性对疏散过程有重要影响。本文利用FDS＋Evac疏散模型对人员构成和疏散反应对人员疏散时间的影响进行了模拟计算。结果表明,忽略或简化人员构成会造成模拟计算结果与实际情况有偏差。疏散反应时间和人员数量都会对疏散时间产生影响,反应时间很长时,疏散时间与待疏散人员数量关系不大;而当反应时间较小时,人员数量成为影响疏散时间的一个主要因素,因此在对建筑物进行防火安全评估及性能化防火设计时,必须正确估计建筑物中的人员数量。     

改进经验公式法计算隧道人员疏散时间

为评估隧道发生火灾时人员疏散安全,有必要准确计算隧道人员疏散时间。传统经验公式法的假设条件过于简单,而现有仿真模拟方法不能准确地模拟人的复杂行为。建立改进的经验公式法,通过随机输入计算参数来模拟隧道人员疏散的动态随机过程,将疏散时间计算分解为多个阶段,并考虑车辆及人员的随机分布、火灾探测及人员反应时间的计算、大客车乘客下车时间、人行速度的随机输入、以及随人流密度变化的横洞门通行能力等,使计算所得疏散时间更贴近实际。与其余方法对比分析表明,采用改进的经验公式法得到的计算结果与传统经验公式计算方法相比,计算精度有较大提高。     

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。     

体育馆人员常态下疏散实验与火灾时疏散模拟分析

为研究体育馆人员常态下的疏散特征,采用疏散实验观测和计算机模拟的方法,分别研究常态下人员的疏散行为。研究结果表明,常态下实验测得的疏散时间是182 s,计算机模拟火灾时疏散时间为147s。通过疏散实验和计算机模拟对比得出,常态条件下,整个疏散过程流量系数基本保持恒定,疏散实验流量系数小于软件模拟时流量系数;火灾时数值模拟疏散时间小于常态下观测实验的疏散时间。     

CRH380AL型高铁列车应急疏散及影响因素模拟研究

为揭示乘客携带行李行为、车厢排列布局和站台出口参数等因素对高铁列车疏散的作用,辅助高铁列车疏散安全评估与安全管理,基于PyroSim构建CRH380AL型高铁列车商务座车、一等座车、二等座车和整车车厢的物理模型和疏散模型;通过实地观测高铁列车乘客下车行为,获得乘客携带行李的时间分布特征,量化模型高铁输入参数;设计3种模拟场景,分别得到携带行李人员比例对二等车厢疏散时间、一等和二等座车厢排列对整车疏散时间以及站台出口宽度和位置对整车疏散时间的影响。结果表明:CRH380AL型列车二等座车厢疏散时间与携带行李人员比例之间呈先降后增的非线性关系;车厢排列对整车疏散时间有显著影响且存在最优车厢排列组合;超过6 m的站台出口宽度对整车疏散时间影响不大;站台出口间距对整车疏散时间影响显著且间距为200 m时,对应整车疏散时间最短。     

引入通风力修正社会力模型的公路隧道人员疏散仿真研究*

为研究通风对隧道内人员疏散的影响,引入通风作用力修正社会力模型,利用VS2010+Qt平台实现通风作用下隧道人员疏散速度模拟。结果表明:隧道人员疏散速度与通风风速、个体质量密切相关;通风风速增加,人员疏散速度降低且降幅逐渐增大;受个体表面积表达公式影响,个体质量对疏散速度影响以30 kg为界,当个体质量为20~30 kg时,疏散速度随个体质量增加而下降,且降幅逐渐增大;当个体质量为30~90 kg时,疏散速度随个体质量增加而上升,且上升幅度逐渐减小。研究结果为隧道通风及人员疏散方案制定提供参考依据。     

基于协助比的特殊人群疏散时间影响研究

为探究救援人员数量对特殊人群疏散的影响，根据疏散时特殊人群行为模式，运用Pathfinder仿真软件，对某特殊人群居住建筑建立基于协助比的疏散仿真模型，模拟不同特殊人群协助比参数，分析不同协助比对于疏散时间的影响；结果显示，楼梯间为影响疏散时间的主要区域，因此，根据原模型中的参数变化情况，建立不同人群疏散速度的楼梯间局部疏散模型，研究不同工况下楼梯间人员疏散速度随协助比的变化情况。研究表明：疏散时间与特殊人群协助比呈“U”型曲线相关，先随协助比升高而降低，在40%(2∶5)时达到最小值，之后随协助比增加而上升；不同协助比时，疏散时间主要受楼梯通过速度影响，低协助比时，楼梯通过速度受楼梯间速度降低系数影响显著，高协助比时，受正常人协助时自身速度下降影响显著。     

考虑结伴行为与情绪感染的人员疏散模型

为探究结伴行为与情绪感染对人员疏散的影响,将开放性-责任感-外向性-利他性-神经质(OCEAN)模型中的神经质引入易感-感染-易感(SIS)传染病模型,根据行人是否结伴分别构建独立行人与结伴行人的情绪感染模型,与元胞自动机模型相结合进行疏散仿真模拟;并讨论人员密度、结伴比例、情绪阈值、自衰减速率、亲密度等因素对疏散过程的影响特征。研究结果表明：情绪感染在一定程度上会降低疏散效率;行人总体疏散时间与密度呈正相关;疏散时间随结伴比例的增加呈现先增加后降低的趋势,在结伴比例为0.4～0.6时达到峰值,这种趋势受双重因素的影响;情绪阈值是实现平静情绪与恐慌情绪相互转化的临界值,随着情绪阈值的增大,疏散时间逐渐降低,当情绪阈值超过0.3后,疏散时间的变化趋于平缓;情绪自衰减速率与亲密度是影响情绪衰减的主要因素,情绪自衰减速率越大,亲密度越高,情绪强度的衰减越快,且情绪自衰减速率的影响效果更显著。     

Analysis of Evacuation Experiment Under Normal and Fire Conditions in the Gynmasium

为研究体育馆人员常态下的疏散特征,采用疏散实验观测和计算机模拟的方法,分别研究常态下人员的疏散行为.研究结果表明,常态下实验测得的疏散时间是182 s,计算机模拟火灾时疏散时间为147s.通过疏散实验和计算机模拟对比得出,常态条件下,整个疏散过程流量系数基本保持恒定,疏散实验流量系数小于软件模拟时流量系数；火灾时数值模拟疏散时间小于常态下观测实验的疏散时间.     

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.     

老年人照料设施中失能老人疏散策略研究*

为探究高效安全的老年人照料设施中失能老人疏散策略，通过构建失能老人全部疏散模式、佩戴防毒面具的就地保护模式和混合疏散模式下护理人员的行为模型，以河南平顶山“5.25”特别重大火灾事故为背景，运用Pathfinder2018软件模拟佩戴防毒面具的就地保护模式下防毒面具集中存放和独立存放方式对疏散效果影响，分析防毒面具独立存放条件下混合疏散模式的疏散效果。结果表明:防毒面具独立存放方式较集中存放方式用时减少86.8 s，减少了38.8%；护理人员辅助救助时间与运动时间、疏散距离、救护老人人数和救助房间数有关，集中存放方式下救助房间数影响较大，独立存放方式下救助房间数对辅助救护时间影响不明显；防毒面具独立存放方式下混合疏散模式与佩戴防毒面具的就地保护模式相比，火灾直接威胁区内失能老人疏散时间减少19.775 s，减少了16.6%，疏散效率高，实效性强。研究结果对医疗机构和托幼机构人员疏散具有一定的借鉴意义。     

疫情管控期间公共场所火灾疏散研究*

为探究新冠疫情管控期间公共建筑安全出口开放状态对人员疏散影响,通过实地调研了解公共建筑疏散管理及安全出口开放状态,利用Pathfinder模拟疫情管控前后某高校办公楼人员火灾疏散,分析人员疏散过程中个人拥堵总时长、最长连续拥堵时长、人员疏散路径,提出3种推荐出口开放方案,并通过Pathfinder模拟得到最优方案。研究结果表明:疫情管控期间,各公共建筑均关闭部分安全出口,以便于体温检测;疫情管控期间人员拥堵时长显著增大,常规情况下人均拥堵时长为16.01 s、个人拥堵时长最大为120.45 s,疫情管控期间人均拥堵时长为23.92 s、个人拥堵时长最大为168.23 s;区域A部分人员汇合至区域B中,导致楼梯2人员密度增大,在2~3层楼梯发生拥堵;同时开放出口Ⅰ和Ⅳ的方案Ⅲ为最优开放方案。     

导流栏杆设置对地铁岛式站台人员疏散的影响分析

为研究导流栏杆设置对地铁岛式站台人员疏散效率的影响,选取不同出口分布类型的地铁岛式站台为研究对象,基于BuildingEXODUS软件进行数值模拟,分析导流栏杆设置对不同出口分布类型地铁岛式站台人员疏散的影响.研究结果表明:A型站台在设置导流栏杆后,人员疏散时间均有所增加,导流栏杆设置长度为2,4 m时,人员疏散时间增...     

高速铁路地基膨胀泥岩变形试验及计算研究*

为研究某高铁地基膨胀泥岩在含水率和上覆荷载共同作用下的膨胀变形规律,通过室内试验和理论推导,分析地基膨胀泥岩的膨胀量随时间增长及含水率增加的变化规律。结果表明:无荷载地基膨胀泥岩的膨胀量随时间增加呈阶梯式持续增长趋势;有荷载地基膨胀泥岩的膨胀量在上覆荷载作用初期减小,然后随时间增加呈阶梯式增长趋势,膨胀变形结束时间约为45 h。含水率对该地基膨胀泥岩的膨胀变形影响较大,在无荷载试验中膨胀量随含水率的增加而增加;对于有荷载试验,膨胀量随含水率的增加多呈先减小后增大的趋势,地基膨胀泥岩对应含水率为23%~25%时膨胀变形稳定。从力学理论出发,利用弹性力学中的物理方程并引入膨胀率,推导地基膨胀泥岩在含水率和上覆荷载共同作用下及无上覆荷载时的膨胀量计算公式,发现含水率大于7%时,公式计算结果与试验结果最大相对误差为14.87%,可为实际工程提供理论支撑。     

碳电极直径与负载特性对故障电弧断路器响应时间影响研究*

为解决故障电弧断路器动作响应滞后、效率低等问题，基于电气火灾多发原因与防控实验装置、功率因素可调式负载柜，搭建故障电弧模拟实验台，研究故障电弧断路器响应时间影响因素，利用功率分析仪统计断路器响应时间。研究结果表明:纯电阻电路中，断路器响应时间随碳电极直径增大而缩短；在负载功率P=800,2 000 W条件下，碳电极直径D≥2 mm时,断路器瞬时保护率达100%;负载功率P=3 200 W时,断路器瞬时保护率小于50%；碳电极直径D为1,2 mm时，断路器最佳负载功率保护区间分别为［1 200,1 600］ W,［800,2 400］ W，碳电极直径为2 mm的保护区间范围较宽，安全可靠性更高；感性电路中，断路器响应时间随功率因数减小而延迟，功率因数对断路器动作响应时间的影响随负载功率增加而降低。研究结果可为故障电弧断路器响应时间的设定提供参考。     

碳化砂浆轴向冲击动态力学特性与破碎形态分析

为保证长期使用砂浆在动载作用下的安全性，采用非金属超声波检测仪测量不同碳化龄期试件的纵波波速，引入碳化增强因子η表征碳化深度大小，并利用直径50 mm变截面分离式Hopkinson 压杆试验装置开展不同碳化龄期砂浆冲击动态压缩试验，研究碳化后砂浆的动态力学特性与破碎形态，分析砂浆动态应力—应变曲线、峰值应力和破碎形态随碳化龄期变化规律。结果表明:随着碳化龄期的增长，试件波速呈增大趋势，碳化增强因子η增大，碳化深度增加；碳化龄期相同时，砂浆的动态峰值应力、峰值应变都随着冲击气压的增大而增大；冲击气压相同时，砂浆的动态峰值应力随着碳化龄期的增长而增加；试件的破坏形态主要呈现为压碎破坏与劈裂拉伸。     

地铁站台导流栏杆对人员疏散的影响研究

为研究地铁站台导流栏杆对人员疏散的影响，以某地铁车站为研究对象，采用数值模拟方法研究地铁站台导流栏杆的设置方式及长度对人员疏散的影响，为地铁车站导流栏杆的设置及优化提供参考。研究结果表明:随着固定导流栏杆长度的增加，人员疏散时间呈现增加趋势，固定导流栏杆长度为14 m时比不设导流栏杆时疏散效率降低了20.8%，人员在长度为14 m的固定导流栏杆内呈现通道型排队现象；随着可推拉导流栏杆长度的增加，人员疏散时间呈现减小趋势，可推拉导流栏杆长度为6 m时比固定导流栏杆长度为14 m时的疏散效率提高了9.7%。     

人员疏散出口布置对城市地下环路疏散效率的影响研究*

为研究城市地下环路疏散出口对疏散的影响，优化疏散出口布置，应用Pathfinder软件对城市地下环路的人员疏散进行研究。调研分析城市地下环路的人员类型与紧急状况下的行动速度，分析不同疏散出口距离、宽度、类型对疏散时间及疏散速率的影响。结果表明:随着疏散出口距离的增加，人员的疏散时间呈线性增加趋势；疏散出口宽度大于1.0 m时，对人员的疏散时间影响较小，反之影响较大；地下环路内人员的疏散，不仅与疏散出口有关，还与疏散人员的肩宽以及车辆与防撞侧石的距离有关；借用车库出口疏散可增加疏散的效率，但确保疏散楼梯前畅通对疏散更有利。     

湖底双层超大直径盾构隧道火灾人员疏散分析*

为分析湖底双层隧道共用疏散楼梯间距设置对人员疏散安全性的影响,以两湖双层隧道为研究对象,运用数值模拟分析盾构段下层隧道发生火灾后,不同疏散楼梯间距对人员疏散时间、利用效率以及通过率的影响。研究结果表明:隧道采用侧部重点排烟,人员可用安全疏散时间TASET为1 200 s;疏散楼梯间距为100,120 m时,各疏散楼梯的利用效率、平均通过率相对稳定;从安全性、综合利用率和运行成本考虑,推荐疏散楼梯间距为120 m。研究结果可为湖底双层隧道工程疏散楼梯间距设计和人员安全管理提供理论依据。     

考虑人口老龄化的地铁安全疏散仿真研究

为研究老龄化程度对地铁安全疏散的影响,基于人口统计学数据,运用多智能体仿真方法模拟2050年人口老龄化情况下徐州市某地铁站乘客疏散情况,并通过视觉智能识别方法验证仿真模型对地铁乘客疏散描述的准确性。研究结果表明:老龄化比例增加一定程度上会使疏散时间增加,老龄化比例对总体疏散时间的影响程度与疏散总人数有关,疏散总人数越低,随着老龄化比例的增加整体疏散时间显著增加。