基于Pathfinder的某高校图书馆人员疏散模拟研究

本文基于Pathfinder计算机安全疏散模拟软件(试用版),对典型人员密集场所某高校图书馆人员疏散进行了研究。首先通过导入学校图书馆的建筑施工图合理简化建立疏散模型。然后通过Pathfinder软件进行人员疏散模拟分析研究了图书馆是否使用备用疏散楼梯对疏散时间的影响,量化了使用备用楼梯的作用。分析结果表明:楼梯内人员疏散速度缓慢是导致该楼人员全部疏散完毕时间较长的主要原因。同时,模拟、分析、比较、计算出在所需安全疏散时间(RSET)的条件下图书馆所能容纳的最大人流量。     

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.     

基于元胞自动机的复杂建筑物中人员逃生模型研究

针对复杂建筑物中人群安全疏散问题,在原有的元胞自动机行人流模型基础上,利用不同人员行进速度、不同方向行进速度的差异以及疏散连续性等特征优化该模型,使其在模拟逃生规律和疏散时间方面更加合理、可靠。通过多组人群行进速度测定试验,利用曲线拟合方法,获取不同属性人群向不同高度的台阶行进的速度,并制定台阶等级划分规则,优化人员速度计算方法,结合累积位移量,构建复杂建筑元胞自动机模型。利用Matlab软件建立原有疏散模型及复杂建筑元胞自动机模型,分别模拟某海豚表演馆疏散情况。结果表明,复杂建筑元胞自动机模型的模拟数据与实际演习数据相比,在疏散总时间方面存在5%~8%相对偏差,相比原有疏散模型,在模拟复杂建筑疏散问题中更具说服力。     

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.     

基于Pathfinder的地铁乘客疏散风险量化与分级研究

为合理控制人员数量,避免地铁在紧急状态下发生拥挤踩踏事故,根据相关标准对疏散时间的要求,将地铁人群疏散风险等级设定为4级;应用Pathfinder仿真软件建立仿真模型,针对不同地铁乘载率,模拟疏散过程,获取与4个风险等级对应的地铁站台可疏散人员数量及人群密度,并将地铁疏散风险量化分级;结合北京地铁实际情况,分析不同风险等级下地铁承载率与地铁站台人群密度间的函数关系。结果表明:随着站台人群密度及地铁承载率的增加,疏散风险等级提高;在疏散时间一定时,人群密度与地铁承载率有二次多项式关系。     

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。     

基于Pathfinder和FDS的火场下人员疏散研究

为了探究高层建筑发生火灾时人员行为对疏散的影响,以上海静安区失火大楼为背景,运用试用版灾难逃生软件Pathfinder,对人员行为进行模拟.实验得到了人员在不同行为模式下逃生时所用的时间和楼梯间内拥挤情况,并探究家庭成员的行为对逃生的影响.利用Pathfinder进行SFPE模式和指导模式模拟以确定哪种模式中的行为属于安全的疏散行为.以《建筑防火规范》规定的允许疏散时间为标准计算出规定时间内的疏散的人数,从而确定处于危险状态下的人员数量和时间.建立了一个简化的高层建筑模型,采用FDS模拟软件对高层建筑火灾进行了火灾模拟,得出了烟气蔓延速度、温度、CO浓度以及能见度的变化规律,为高层建筑火灾烟气的有效控制、人员疏散、火灾扑救提供了一定的理论依据.     

火灾情况下某城市地铁换乘站内大规模人群疏散特征研究

近年来,地铁出行已成为居民出行的重要途径,但地铁带来便利的同时,也产生了地铁站火灾和消防安全的问题。地铁换乘站是一种人流量大、空间复杂的地下空间,一旦发生火灾,人员疏散困难,极易发生群死群伤的重大灾害性事故。开展了火灾情况下某城市地铁换乘站内大规模人群疏散特征研究,选取某个地铁换乘站作为计算仿真案例,对地铁换乘站内的建筑环境进行调查,确定出该地铁换乘站内的待疏散人数、疏散人群特点及疏散通道限制条件;运用人员疏散模拟软件Pathfinder分别对高峰时期和列车满载这2种不同疏散规模进行了仿真模拟,在16个火灾场景下分析了地铁换乘站火灾情况下大规模人群疏散的瓶颈,获取了火灾情况下某城市地铁换乘站内大规模人群的疏散时间;并根据疏散瓶颈,优化了人员疏散的路径,缩短了总疏散时间,发现在高峰情况下,人员疏散基本满足地铁设计规范的6 min要求。     

高校学生公寓应急疏散模拟与优化

运用应急疏散软件Pathfinder对某高校学生公寓的人员疏散进行了模拟,结果表明,休息时间段内公寓发生的突发事件更容易造成人员疏散运动时间的延长;同等条件下女生比男生所需要的人员疏散运动时间更长。通过合理规划疏散路线,对原有模型进行了优化,并使用人员疏散运动时间和单位有效疏散宽度使用率两个指标,来定量对比优化前后人员疏散的均衡度和疏散效果,给高校学生公寓的应急和安全管理工作提供参考。     

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。     

北京地铁1号线A站乘客疏散行为实测研究

地铁作为人员密集场所,一旦发生突发事件,如何在突发事件下合理快速的组织地铁乘客疏散至安全区域,是地铁运营部门急需解决的重大问题。通过对北京地铁1号线A站常态下人员疏散情况的实测,分析研究不同人群在不同地点的疏散速度及乘客在疏散路径选择上的差异等行为特征,并通过实测,统计出乘客从站台疏散至地铁各出入口所需的时间。研究结果为地铁乘客疏散行为特征研究及疏散计算模型边界条件的设置提供支撑。     

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。     

九曲桥行人运动实验与模拟研究

公共场所中的人群疏散是行人疏散动力学研究中的重要内容。基于九曲桥行人运动观测实验对转角区域的行人运动特征进行研究,并利用人员疏散模拟软件Pathfinder模拟了因激励作用所导致的行人速度提高对通行效率的影响。结果表明,由于行人的停留、拍照行为导致转角内区域出现了明显的行人变换走道现象;行人在转角内区域出现的停留、超越行为导致行人速度出现大幅度波动,最低速度约为0.2 m/s,最高速度约为0.7 m/s;与转角后区域相比,行人密度变化对转角内区域的行人速度的影响更小,单位流量的影响更大;由于观测实验中行人停留、拍照等行为的存在,相同密度下转角后区域行人运动速度、单位流量均低于P&M平直通道模型;适当的激励作用有助于减轻行人拥堵,提高通行效率,当行人速度达到较高水平后效果不再显著。     

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。     

室内人员疏散时间快速预测模型研究*

为准确快速估算室内人员疏散时间,基于传统Togawa模型,提出1种基于出口处人员流动速率的室内人员疏散时间快速预测模型,并利用Pathfinder软件模拟某房间人员疏散过程,对比快速预测模型与传统Togawa经验公式计算结果。结果表明:快速预测模型计算量少,可获得更多更精确人员疏散信息。研究结果可为室内人员疏散提供理论支撑。     

基于区域网络人员疏散模型的计算机仿真

在分析国内外已有安全疏散模型的基础上,结合区域模型思想,提出了以功能单元为基础的精细网格区域疏散模型(区域网格疏散模型).区域网格疏散模型根据建筑单元的功能设置各单元的人员密度,而疏散过程中人员运动速度受人员密度的影响.以MATLAB为开发平台,完成了界面窗口建立、各控件内部计算处理函数语句编程等工作,开发了区域网格疏散仿真程序(Zone Grid Evacuation Simulation Software,ZGESS).该程序可显示各楼层不同时刻的人员分布情况及整个建筑物人数随时间的变化.对建筑人员疏散的实例分析表明,区域网格疏散仿真程序能够模拟人员疏散的运动过程,并可将各单元及整个区域内的疏散全过程动态显示出来.     

基于Pathfinder的装配式建筑施工安全应急疏散研究*

为保障装配式建筑现场安全施工,提高紧急事件发生时现场施工人员安全疏散效率,利用Pathfinder软件进行建模,并结合人员体征、疏散速度和人员比例等进行仿真模拟,分析施工现场主体施工阶段预制构件、机械器具等物品堆放数量、位置规划和现场施工人员数量等因素对疏散时间影响。结果表明:装配式建筑现场施工人员疏散瓶颈区域为室内走廊和疏散楼梯口处;施工场地内物品堆放数量和位置规划对疏散时间影响较大;每层现场施工人员数量达到一定数值时,需采取限制措施。研究结果可为装配式建筑施工现场疏散通道合理规划和施工现场安全管理提供理论依据。     

地铁车站火灾人员疏散可靠度研究

研究地铁车站人员安全疏散可靠度,可为其安全疏散设施设置方案提供参考.运用FDS和Pathfinder软件,对某地铁站进行火灾模拟,得到人员可用安全疏散时间和必需安全疏散时间,通过SPSS软件对其进行正态分布检验,计算人员疏散可靠度.结果表明:地铁车站不同火灾类型中,站台列车火灾的人员疏散可靠度最低,开启通风排烟系统可大幅提高;站台和站厅公共区域火灾人员疏散可靠度较高,现有疏散设施可基本满足人员安全疏散需求.     

中庭式建筑紧急情况下人员安全疏散性能研究

为研究公共建筑紧急情况下人员安全疏散性能,建立模拟中庭式建筑人员疏散的二维随机元胞自动机模型,在模型中考虑人员距出口的距离、出口吸引力、人员绕行、墙壁和障碍物的排斥力等因素;对局部人员疏散受限区域,引入局部吸引力增强疏导。以由9个房间和一个中庭构成的建筑为例,计算紧急情况下人员的安全疏散性能,考虑局部吸引力和不考虑局部吸引力的结果进行比较。研究表明:元胞自动机模型能较好地模拟中庭建筑的人员疏散,得到各时刻人员分布情况和平均疏散时间,能反映出疏散过程中的"瓶颈"效应;排斥力和局部吸引力为受限区域人员提供正确的方向,模拟了疏散人群避开障碍物的智慧行为。     

海洋钻井平台火灾疏散仿真研究

为研究影响海洋平台火灾人员疏散的因素,以南海某钻井平台为例,应用火灾模拟软件(FDS)仿真模拟火灾场景,分析火灾情景下温度场、烟气层高度、能见度和热辐射等特征参数的变化;利用疏散模块(EVAC)量化分析出口熟悉度、反应时间和移动速度等因素对人员应急疏散的影响;利用Pathfinder软件分析人员疏散过程中各逃生梯道流率和使用量情况。结果表明:发生火灾时,下甲板东北侧梯道受火灾影响最大,西南侧梯道最安全;人员移动速度、出口熟悉率和反应时间对整体疏散效率影响较大;在疏散过程中东南侧梯道使用量最大,西南侧梯道次之。