能见度对个体疏散速度及路径选择的影响研究

为提供火灾条件下人员疏散基础数据,基于4层教学楼疏散平台,开展了不同能见度环境下个体疏散实验,研究了能见度对人员疏散速度及路径选择的影响。研究结果表明:正常能见度条件下,人员的平均疏散速度为(2.37±0.23)m/s,个体间疏散速度差异明显,随着能见度降低,人员的平均疏散速度呈现均匀下降趋势,个体疏散速度最终均趋近于(0.36±0.10)m/s;人员水平疏散速度显著大于下行疏散速度,且水平疏散速度受能见度影响更大;当能见度较高时,人员以视觉作为寻路方式,倾向于选择自己最熟悉的路线进行疏散;能见度较低时,人员主要依靠触觉作为寻路方式,即借助墙或楼梯扶手进行疏散,此时人员的路径选择受到周围围挡物的共同作用。     

能见度对个体疏散速度及路径选择的影响研

为提供火灾条件下人员疏散基础数据,基于4层教学楼疏散平台,开展了不同能见度环境下个体疏散实验,研究了能见度对人员疏散速度及路径选择的影响。研究结果表明:正常能见度条件下,人员的平均疏散速度为（2.37±0.23）m/s,个体间疏散速度差异明显,随着能见度降低,人员的平均疏散速度呈现均匀下降趋势,个体疏散速度最终均趋近于（0.36±0.10）m/s;人员水平疏散速度显著大于下行疏散速度,且水平疏散速度受能见度影响更大;当能见度较高时,人员以视觉作为寻路方式,倾向于选择自己最熟悉的路线进行疏散;能见度较低时,人员主要依靠触觉作为寻路方式,即借助墙或楼梯扶手进行疏散,此时人员的路径选择受到周围围挡物的共同作用。     

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。     

智慧城市背景下的火灾实时疏散系统

为尽可能减少火灾给城市居民带来的生命威胁与财产损失,首先提出基于物联网(IoT)技术的智慧城市火灾实时疏散系统构建思路;该系统由感知层、数据处理层和应用层组成,其中,感知层主要通过窄带物联网(NB-IoT)技术、超宽带(UWB)技术,实时采集并传输建筑内的火情信息和人员位置信息;数据处理层主要基于Floyd算法和建筑拓扑图规划人员最优疏散路径;应用层则根据疏散路径规划结果指导人员疏散。然后以天津市智慧城市建设示范区域中的学术交流中心为例,选取人员密集区域分析UWB基站布置原则,将建筑平面结构拓扑化;并结合建筑内火灾危险源位置,利用Floyd算法规划疏散路径,同时利用三维模型展示疏散路线;再借助Pathfinder软件模拟优化前后的人员疏散情况,对比所用疏散时间和疏散距离,结果表明：人员自由疏散选择的路径距离较长,算法优化后的疏散距离为34.9 m,缩短了11 m,疏散用时为30.9 s,减少了9.7 s,提高了疏散效率。     

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。     

超高层建筑人员电梯辅助疏散及其影响参数研究

针对传统疏散方式很难在短时间内有效地将人员疏散至室外安全区的难题,研究分析了超高层建筑中人员疏散策略以及电梯作为辅助人员疏散方式的可行性。首先,对人员疏散速度进行了研究,对电梯运行特性进行了分析;然后,利用数值模拟的方法,对影响电梯辅助疏散的参数进行研究,以对超高层建筑人员疏散以及疏散电梯的设计提供理论参考。结果表明,电梯与疏散楼梯相结合的疏散方式能够快速地完成高层建筑内部人员疏散。该组合疏散方式中决定总疏散时间的主要因素是疏散人数、电梯运行速度、电梯容纳人数、电梯疏散人员比例。当电梯疏散人数占总体疏散人数的40％时,疏散总时间最短。     

在校大学生肩宽及疏散速度的测量研究

为了确定疏散软件中符合中国人的疏散基本参数,采用现场测量的方法对在校男大学生的肩宽及各种情况下的疏散速度进行统计,并对测量结果进行分析。结果表明,在校男大学生平均肩宽为46．5 cm,正常状态下水平行走速度为1．37m／s,上楼速度为0．66m／s,下楼速度为1．36m／s,上坡速度为1．34m／s,下坡速度为1．59 m／s;在无障碍的情况下,紧急状态的疏散速度要比正常状态下的速度快得多,测量得到肩宽和疏散速度的数据,为疏散软件的改进及进一步研究人员疏散问题提供科学依据。     

悬挂式轨道列车区间疏散模式安全性研究

为探究悬挂式轨道列车火灾时不同疏散模式对人员安全性的影响,首先基于竖向疏散模式的特性,构造人员下行速度与楼梯高度、坡度的耦合关系式;然后采用Pathfinder软件,分析不同疏散模式下疏散设施参数与人员必需安全疏散时间(t_R)的关系。结果表明：采用竖向设施的疏散方式,t_R与列车距地面的高度呈正相关关系,独立楼梯、充气滑梯均满足安全疏散要求;采用双充气滑梯的疏散方式,t_R比采用单个充气滑梯的t_R减小约35.6%;独立楼梯坡度设计宜为30～35°、宽度不小于1.3 m;横渡板宽度优选1.5 m,疏散平台宽度不小于1.3 m;疏散平台+楼梯组合疏散,楼梯间距为200 m时,列车在区间任意位置的t_R约等于415 s,小于900 s,满足安全疏散要求。从经济性和可持续性角度,推荐采用独立楼梯为主、其他设施为辅的疏散方式。     

超高层建筑防灭火对策探析

通过以往超高层建筑的火灾数据和案例,从火灾蔓延速度、人员疏散和主体结构三个方面,分析了超高层建筑物的火灾特点,并针对其火灾特点从防火分区设计、疏散通道避难场所、主体结构、控烟设计、消防应急设施配备、超高层火灾的扑救策略和人员疏散等角度,论述了超高层建筑的防灭火对策,对近些年新出现的超高层消防逃生避难技术进行了探讨。基于超高层火灾较难扑救的情况,城市规划者和建筑设计师应根据现有的消防技术水平,适度发展超高层建筑。     

基于人员心理-环境因素的火灾疏散速度修正方法研究

为探究人在火灾环境下的行为心理对疏散效率的影响，基于火灾下人员行为心理特征具有复杂、抽象、难以直接量化的特性，通过模糊逻辑方法，应用模糊集合、模糊规则和隶属度函数量化人的行为心理，研究其对疏散速度的影响；考虑火灾烟气和群体行为对疏散的影响，通过对高层建筑火灾状况下的烟气进行数值分析，并运用公式法得出人员的疏散速度折减值；以某高层商业建筑火灾疏散为例，将修正后人员的疏散速度和疏散路径引入疏散分析并与未修正的结果进行比较。结果表明:未修正的商业建筑疏散时间为470 s，修正后的疏散时间为670 s，修正后的疏散时间更长，人员危险性更大。     

激励机制下的高层建筑火灾人员疏散效率研究

为探究激励机制对高层建筑火灾人员疏散的影响,采用弗鲁姆期望理论,将效价、期望值、工具性类比到疏散研究中,量化逃生人员可被激发的潜能值,分析对疏散速度的影响;以某高层商业建筑火灾疏散为例,将激励机制对疏散速度的影响导入疏散分析,并与未考虑激励机制的情况进行比较。结果表明:考虑激励机制的疏散时间为500 s,未考虑激励机制的疏散时间为630 s,前者疏散效率整体较高,后者在520 s后,疏散效率接近于0;激励机制显著增加了人体对火灾产物的耐受极限,使得火灾初期的烟气对疏散速度的影响降低,将威胁生命的时间点延后,间接提高了疏散效率。     

人群密度对行走速度及步长影响的试验研究

针对现有的疏散基本参数不符合我国人群特征、导致模拟计算结果及相关法律和技术规范不准确这一现状,以大学生为研究对象,设计人群密度对行走速度及步长的影响试验。试验采用轻质框架固定人群密度的方法,测量2~8人/m~2的人群密度下,人群行走100m所需时间及步数,并计算人群的平均行走速度及步长。对获得的数据进行拟合,分析得到了人群密度对行走速度及步长的影响规律。结果表明,当人群密度小于4人/m~2时,人员的行走速度及步长基本保持不变,约为1.4 m/s和0.75 m,当人群密度超过4人/m~2时,人员的行走速度及步长快速下降,最低约0.4 m/s和0.2 m。当人群密度超过4人/m~2时,行走速度及步长与人群密度之间分别符合二次函数和线性函数关系。     

基于车辆停靠随机性的公路隧道火灾逃生概率研究

为研究公路隧道火灾时横洞口车辆停靠随机性对被困人员逃生概率的影响，基于马尔科夫链分析车辆跟随行为以确定横洞口车辆停靠概率，并通过数值模拟得到营尔岭隧道在不同火灾规模和通风速度下的可用安全疏散时间及横洞口不同车辆停靠情况下的必需安全疏散时间，进而确定各火灾场景下被困人员逃生概率。结果显示：横洞口有车辆停靠会影响被困人员疏散路径，降低门流率，火源位于横洞口时上游横洞口门流率最大值降低约40%;被困人员全体逃生概率随纵向通风速度的提升而增大，在5 MW、20 MW、50 MW的火灾规模下，通风速度分别达到其临界风速1.7 m/s、3.2 m/s、4.0 m/s后，车辆停靠随机性影响可忽略，逃生概率为100%;当风速未达到临界风速时，车辆停靠会降低被困人员安全疏散概率且大型车的不利影响更显著。     

考虑小群体行为的建筑疏散试验研究

为探究小群体行为对行人疏散决策及运动过程的影响,开展复杂建筑布局内的行人疏散试验。试验人员按照小群体规模以及对建筑物布局熟悉程度分为24组,获取所有组别小群体的出口选择、疏散路径、疏散速度和决策时间等数据。研究结果表明:小群体疏散速度慢于个人疏散,但与小群体规模没有相关性;对建筑物布局熟悉的小群体疏散效率更高;相比个人,小群体需要更长的疏散决策时间;同时,面对多条路径时,行人倾向于选择楼梯等垂直疏散设施继续疏散。     

基于FDS模拟的动车车厢火灾烟气迁移特性研究

运用FDS软件大涡模拟,建立动车组列车两列车厢的火灾模型。研究多火源和单火源情况下,不同风机排风速度对烟气在列车车厢内蔓延以及烟气层高度的影响。结果表明:多火源情况下,当风机排风速率较小(2.5m/s)时,风机在排烟的同时也在一定程度上助长了烟气的蔓延,导致烟区面积扩大,不利于车厢内人员疏散;而当风机风速较大(5.0m/s)时,烟气的横向蔓延会受到明显的抑制。单火源情况下,风机排风速率越大,烟气层高度越高,车厢内温度越低,此时应保持车厢间的连接处畅通,便于人员从临近车厢疏散。     

基于模糊层次分析法的某超高层建筑疏散效率分析

超高层建筑人员疏散效率直接影响建筑安全水平。基于模糊层次分析法(FAHP),构建了评价超高层建筑疏散效率的指标体系,分析了各因素对疏散效率的影响。结果表明疏散宽度和人员数量对疏散效率影响较大。通过人员疏散软件对评估结果进行了验证。疏散效率结果与人员疏散模拟软件的计算结果基本吻合,能较准确地预测各因素变化所带来的影响,但对于人员数量较少时疏散宽度发生变化的情况尚不能完全适用。     

某地铁商业街人员疏散能力分析

通过精细网格计算模拟的方法对某地铁商业街客流高峰时段的人员疏散能力进行计算模拟,分析高峰客流时段公共区域人员所需要的疏散时间、疏散通道及出口设置,并提出相应的对策措施。研究结果表明:该地铁商业街人员疏散能力为6 632人/min,防火分区疏散时间较长的依次是防火分区4(4.94 min)、防火分区6(4.14 min)、防火分区3(3.14 min),出口利用率较高的依次是人员密集区出口11(10.54%)、出口15(9.00%)、出口29(6.20%)。研究方法可有效评估地铁商业街疏散能力,为此类地铁商业街的客流管控和人员疏散提供了一定的参考依据。     

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。     

考虑人-环因素的地铁站疏散速度修正模型与仿真

为提高地铁站突发事件人群疏散效率,构建融合人-环特征的地铁站人群疏散速度修正模型。首先从人员、环境2个方面,分析地铁站突发事件疏散设计要求及人群疏散影响因素,选取地铁结构、携带行李等8个速度影响因子,建立速度影响指标体系;然后采用未确知测度理论,计算速度指标熵值,确定速度修正量值;最后以某地铁站火灾事故为例,修正人员移动速度,设置疏散个体参数,仿真地铁站火灾疏散过程。结果表明:速度修正前地铁站疏散仿真总时间为264.0 s,修正后疏散总时间为337.0 s,仿真修正后的疏散时间更长,人员危险性更大。     

复杂建筑人员密集区域疏散模型

为有效评估复杂建筑人员密集区域发生突发事件时的人员疏散能力,结合人员疏散的移动速度、疏散时间、人群密度等3个方面的动力学控制方程,构建复杂建筑人员密集区域的人群疏散数学模型;以某商场突发事件为例,分别用该模型和Pathfinder软件模拟的方法,计算该商场人员疏散时间。结果表明:移动速度、疏散时间、人员密度等三者相互影响、控制,最终影响疏散效率;人群疏散数学模型与Pathfinder软件仿真模拟的疏散时间相符,并且该模型的计算结果反映出疏散时间主要与建筑物的楼层数目、人群移动速度、人群密度以及楼梯的物理参数等有关;该模型预判出疏散人员在楼梯口易发生堵塞且最占用疏散时间。