高层建筑电梯楼梯协同人员疏散的优化模式研究

高层建筑利用电梯楼梯协同疏散有利于提高人员疏散效率。通过数学建模研究了多种因素影响下的协同人员疏散优化模式,结果表明:当电梯仅在某直达层停靠,电梯停靠层及以上楼层采用电梯疏散而以下楼层采用楼梯疏散时,存在最优的电梯停靠层;在每层疏散人数均匀分布的条件下,该最优层数不受疏散人数影响,随建筑高度增加呈线性增长,随电梯最大承载量增加呈阶梯式下降,随电梯平均运行速度增加呈阶梯式下降。     

高层公寓式住宅建筑电梯协同楼梯疏散策略研究

为探索高层建筑利用电梯协同楼梯疏散以提高疏散效率的可行性,基于现有的电梯协同楼梯疏散研究成果,运用Pathfinder构建某高层住宅建筑实例模型,研究楼层总数及电梯数量对电梯最佳停靠层的影响,提出2个电梯协同楼梯的疏散策略,并对策略进行优化分析。结果表明:电梯最佳停靠层随楼层总数的增加,呈现“平台阶变”的特征和线性增加的趋势,但随楼层总数的增加,最佳疏散层在“平台阶变”后会更加远离顶层;策略1（顶层优先策略）下因存在最佳分离楼层使得该策略下的总疏散时间最短,策略2（分段顶层优先策略）可有效提高电梯利用率,通过对策略2下的人员使用电梯比例进行控制,可进一步提高疏散效率,该优化策略可将总疏散时间从仅楼梯无电梯疏散的804 s缩短到580 s,使疏散效率提升27.9%。     

高层建筑楼梯与电梯耦合的安全疏散策略研究

人员疏散是高层建筑火灾应急管理中重要问题之一。仅依靠楼梯无法在火灾初期安全快速地大批量疏散人群,必须引入其他疏散途径,才能达到安全疏散的要求,而引入电梯,实现楼梯电梯耦合疏散,成为未来高层建筑火灾垂直疏散的新趋势之一。运用Building EXODUS从不同建筑高度、不同人群密度、不同人员类型3个方面,运用楼梯模式、A型Shuttle Floor模式、B型Shuttle Floor模式、Sky Lobby模式4种模式进行模拟,提出每种情况的最优疏散策略。研究结果表明:任何层数的高层建筑都存在1个或数个最佳分离楼层使楼梯电梯耦合疏散的效率最高;在运用楼梯以及耦合方案2时,疏散时间与建筑高度呈线性关系,且随着楼层的增高耦合方案2所用疏散时间越来越接近楼梯疏散时间的二分之一;不同人群密度与最佳分离楼层无关;当人员平均疏散能力较高时,最佳分离楼层会上移反之则会下降。     

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。     

地下商业建筑疏散楼梯形式与宽度对人员疏散的影响分析

为探究事故灾害发生时疏散楼梯的形式与宽度对地下商业建筑人员疏散的影响,基于人员上行疏散行为的特征参数,采用计算机数值模拟方法,分析了不同楼梯形式及宽度下的疏散过程。对疏散时间、行人密度分布等疏散指标进行分析,结果表明,楼梯宽度与形式对疏散效率均有较大的影响。疏散时间随楼梯宽度增加呈现先减后增趋势,且单位宽度增加对疏散时间的减少量呈现边际递减效应,当楼梯宽度为2.5 m时,达到基于疏散效率的楼梯宽度临界值。不同楼梯形式的疏散效率存在差异,直跑楼梯的疏散效率最高,折跑楼梯次之,双跑楼梯的疏散效率最低。疏散过程中楼梯平台上的拥堵程度较小,而梯段的起始和转角位置易发生拥堵。此外,人员密度与疏散时间呈现线性正相关,且人员密度越大,楼梯形式对疏散时间的影响越显著,相应的楼梯宽度临界值也越大。     

考虑被疏散者汇流的楼梯疏散模型

为探究楼梯汇流过程中被疏散者流的运动规律,提高楼梯疏散时间计算的准确性,首先,以社会力模型为基础,分析汇流过程中人员受力情况,运用动量方程与能量守恒方程,推导计算出汇流过程中被疏散者的动量变化率与动能变化率,进而构建楼梯疏散汇流模型,用以描述楼梯疏散过程;然后,以实际楼梯疏散环境为背景,模拟被疏散者流汇流过程,计算楼梯汇流时间,归纳汇流过程被疏散者流运动状态变化规律。结果表明:随着汇流时间的增加,楼层人流量逐渐增长,并达到稳定状态;被疏散者运动速率先增后减,最终趋于稳定。对比实际疏散时间与模拟疏散时间,各楼层最大疏散时间差异值为4.4 s,证明楼梯疏散模型有高的有效性。     

不同楼梯布局条件下行人疏散效果仿真研究

为研究不同楼梯类型的行人疏散效果,改进传统社会力模型,模拟4种常见梯形中行人的疏散过程,并通过总疏散时间和平均疏散速度指标以及微观速度密度分布图分析其疏散效果中存在的内在物理机制。研究表明:从安全和高效疏散角度上看,在限定空间中,单跑无平台梯形布局有利于低密度人群下人员的快速疏散;在中、高密度人群中,双分梯形的分流特点更有利于人员安全、快速疏散。从微观密度、速度分布图可看到这4种梯形在人员疏散过程中均易造成人员聚集拥堵,但发生事故风险的位置不同。单跑有、无平台梯形在楼梯上端和下端均易发生拥堵,且此时速度值大,发生事故的风险高;双分与双跑梯形在楼梯与平台的转角处易发生拥堵。     

多因素影响下深埋地铁电梯辅助疏散效率研究

为提高深埋地铁疏散效率,基于典型标准地铁车站,构建深埋地铁电梯辅助疏散模型,选取平均疏散时间为评估指标,仿真计算分析地铁埋深、客流强度、乘客选择电梯疏散比例、电梯运行参数、电梯数量、可接受排队人数等多种因素耦合影响下疏散效率变化特征。结果表明：当地铁埋深大于30 m时,使用电梯辅助疏散具有较为明显的优势。当乘客不改变疏散路径时,乘客疏散时间与选择使用电梯的乘客比例在平峰期成反比,而在高峰期则成正比。当乘客因排队规模改变疏散路径时,不同地铁站埋深场景下疏散效率都有一定提高。在地铁埋深为90 m,可接受排队为30人时,可使整体疏散效率最高。规划地铁出口时,合理增加电梯数量和额定荷载、提升运行速度可达成疏散效率与成本控制的平衡。     

商业综合体中楼梯、自动扶梯和电梯多通道耦合疏散策略研究

为选择最优疏散模式,提高商业综合体应急疏散效率,运用Pathfinder仿真软件,求解最优自动扶梯与楼梯双通道耦合模式,并探讨自动扶梯、楼梯与电梯多通道耦合疏散模式实效性.结果表明:自动扶梯与楼梯双通道耦合疏散模式中,自动扶梯双下行与楼梯耦合疏散模式疏散效果最好,疏散时间最短,总疏散时间465.95 s,比单一楼梯疏散...     

某连通型地下空间商业开发对既有地铁车站疏散能力影响

为避免或降低连通型地下空间商业开发对车站疏散带来不利影响,基于地铁车站现场调研数据,利用仿真软件模拟了某连通型地下空间商业开发前后车站的疏散过程,分析了该地下空间商业开发对既有地铁车站疏散能力的影响,并针对不利影响提出了对策措施。研究结果表明:当地下空间与车站之间的防火卷帘不落下时,商业开发虽然对站台层的疏散无影响,但会增加与地下空间相邻2个出口的疏散人数,导致2个出口产生拥堵,增加了疏散时间;车站和商场可以通过工作人员或利用广播引导乘客向各出口均匀疏散的手段来降低商业开发带来的不利影响。提出的研究方法可以评估连通型空间开发对车站疏散能力的影响,为此类商业开发的设计提供参考。     

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。     

一种高层建筑楼、电梯疏散模型的模拟研究

通过分析目前楼、电梯疏散的研究成果,提出了新的楼、电梯疏散模型,给出了两种具有可行性的电梯运行方案:(1)电梯停靠某一层完全疏散此层及以上所有人员,此层以下人员使用楼梯疏散;(2)7层以上的各层按一定比例选择使用电梯疏散,剩余人员选用楼梯疏散.进一步阐述了楼、电梯疏散时间的计算公式.通过对新提出的楼、电梯疏散模型的模拟计算可知:两种运行方案均可有效地降低总的疏散时间,相比之下第二种运行方案疏散效果更佳,但考虑到实际情况第一种方案可操作性更强.最后讨论了电梯速度对疏散的影响,得出疏散时最好选用运行速度较高的电梯,可提高疏散效率.     

基于蚁群算法的烟气中人员疏散路径选择优化

针对火灾烟气环境下的人员疏散问题,分析人员密度以及烟气能见度对疏散速度以及最佳疏散路径的影响。首先,得到烟气及人员密度对疏散速度的修正函数,并将该函数同蚁群算法的启发式信息函数进行耦合;其次,改进蚁群算法求解最佳路径的局限性,建立1种基于蚁群算法的人员疏散路径算法模型;最后,将算法模型应用于实例研究。研究结果表明:所提出的模型可较好地优化人员疏散路径,并进一步提高人员疏散效率。     

基于多智能体建模方法的人群应急疏散模型构建研究——以腾龙芳烃（漳州）有限公司“4·6”爆炸着火重大事故疏散为例*

为从更微观角度分析人群疏散过程中疏散行为及路网设计对疏散效果的影响,基于腾龙芳烃（漳州）有限公司“4·6”爆炸着火重大事故,构建多智能体人群应急疏散模型,模拟人群中个体群组、惯性、就近、从众、信息传播的行为决策及相互交互影响。结果表明:群组行为会严重影响应急疏散效果,在疏散路网两端避难所附近会出现明显拥堵现象,在疏散路网设计和避难所选择时,应尽可能避免出现极端汇流路段或节点;在应急培训中,应告知群众减少群组行为。研究结果可为人群应急疏散提供借鉴。     

单洞双线铁路隧道火灾人员疏散安全性分析

为了分析单洞双线铁路隧道火灾人员疏散安全性,基于单洞双线铁路隧道结构特点,分析不同火灾场景下人员疏散模式,利用火灾动力学模拟软件FDS,建立隧道火灾模型,分别研究火源位于车头和列车中部车厢内时可用安全疏散时间。利用Pathfinder软件,模拟人员折返路线与不同疏散口间距下人员疏散过程,分析必需安全疏散时间及其影响因素。研究结果表明:隧道发生火灾时,人员可用安全疏散时间与火源位置有关,必需安全疏散时间受疏散总人数、疏散口选择、疏散口间距等因素影响很大。在设计隧道疏散系统时,可通过减小疏散口间距和设置明显的疏散设施指示标识,减少人员疏散所用时间。     

人因习惯心理对安全疏散的影响研究

针对人员习惯心理的影响因素及其对安全疏散的影响问题,提出一种综合考虑习惯心理和恐慌、从众心理影响下的人员出口选择计算方法。通过问卷调查和访谈,获得人员在熟悉环境中产生习惯心理的原因,采用Pathfinder软件模拟某高校学生食堂的安全疏散情况,得到习惯心理及恐慌、从众心理综合影响下安全疏散时间、出口使用效率以及人员个体疏散时间的差异。结果表明:“目的导向”是人员在熟悉环境中形成习惯心理的主要因素;在人员聚集程度大的方位设计宽度较大的出口,以及在人员习惯的行进方向设计建筑物的主要出口,可以有效提高建筑物紧急疏散的效率。     

景观地带设置形式对人员疏散流动效率的影响研究*

为研究景观地带设置形式对周边人员疏散流动效率的影响,在实地调研景观地带设置形式基础上,运用Pathfinder软件设计8种情景模拟,探究不同景观点形状、位置和不同流动路径对人员疏散流动效率的影响。研究结果表明:在单边单向通行路径中,方形景观比圆形景观更有优势,将景观点以周边通道宽度的10%向人流输出方向平移设置,可获得最佳人员疏散流动效率;在双边双向通行路径中,圆形景观比方形景观更有利于形成稳定高效的疏散人流。     

基于模拟疏散的连体型宿舍楼预先分区引导疏散策略研究

为研究人员密集的连体型宿舍楼安全疏散问题,通过调查提出预先引导疏散的人员接受度原则,制定3种预先引导疏散策略,采用Pathfinder软件模拟某高校连体型宿舍楼的安全疏散情况,得出不采取预先引导疏散策略和采取不同预先引导疏散策略时,模拟疏散结果存在的差异。结果表明:人员可接受的预先引导疏散路径为最近距离路径或无视线阻碍的第2近距离路径;在不进行预先引导疏散时,疏散过程中各楼梯和出口的利用率差异较大;在进行预先引导疏散时,得出采用按楼梯宽度比例分区划分人数策略可有效提高建筑物的疏散效率。