复杂建筑结构人员疏散的元胞自动机模拟研究

为研究复杂建筑结构下人员疏散特征,依据元胞自动机理论建立了多障碍物多出口条件下的疏散模型。该模型结合"静态场+动态场"理论能反映真实场景中的人员疏散过程。利用该模型分别对教室内不同人员密度和不同人员初始分布的疏散过程进行模拟,并重点分析走廊宽度、出口宽度和出口间距对人员疏散效率的影响。研究结果表明:人员疏散时间随着人员密度的增加而增加;并且合理的人员分布可提高出口的利用率及疏散效率。此外,人员疏散时间随走廊宽度的增加呈指数衰减趋势,房间的出口间距较出口宽度对疏散时间的影响更为显著。     

障碍物对人员疏散影响的分析

为了研究障碍物对人员疏散的影响,采用数值模拟的方法分析了不同障碍物布局和布置形式下的人员疏散过程。结果表明,障碍物位于出口中心线上时增加了疏散距离,降低人员疏散效率,人员密度越大,障碍物距离出口越近,疏散时间延滞越严重;障碍物位于出口边界线上时对人员疏散影响较小,障碍物与出口距离为0 m时,可以有效地提高疏散效率,减少疏散时间;障碍物纵向布置较有利于人员疏散,横向布置则较不利于人员疏散。     

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。     

疏散规模对亚区域人群疏散过程影响的模拟研究

为了研究不同疏散规模对疏散动态特征的影响,基于矢量模型构建城市亚区域人员疏散模型,采用个体行为模拟技术和矢量二维连续空 间解析方法对城市亚区域疏散中的个体行为进行模拟。通过设置不同的疏散规模,在Legion平台模拟分析疏散人口数对疏散运动时间、疏散速 率、空间使用率人员密度等疏散动态特征的影响。结果表明,随着疏散人数的增加,总疏散运动时间变长,但其变化率远低于疏散人数变化率 ;最大疏散速率增大,但出现最大疏散速率的时间随之延后;空间使用率增加,沿小区次干路、主干路到小区出口变化明显;拥堵情况增加, 小区主干路、次干路与主干路交叉口及小区出口处拥堵较为严重。     

基于排队论的人员疏散出口方案研究

人员疏散过程潜伏着巨大的安全隐患,合理出口设计是减免伤亡的有效方法。本文运用排队论知识,建立出口服务模型,结合算例分析,在相同情况下,单排队方式较优越,采用单排队方式对不同出口数目的情况进行模拟,将不同出口数目等效表示成单个出口的宽度,从而得出宽度与疏散指标的关系,再结合多排队方式,经多次模拟得到不同出口数目情况下的出口宽度与疏散时间的关系,综合疏散人员总数与安全疏散时间等制约因素,选出符合要求的出口方案。本文有助于人员疏散模型的完善,并对实际的出口方案设计提供了一个导向。     

人员密度和出口宽度的不确定性对疏散行动时间的影响

基于Kikuji Togawa所提出的常用人员疏散行动时间经验公式，使用拉丁超立方抽样法，研究房间人员密度和出口宽度的不确定性对疏散行动时间的影响。得出二者服从均匀分布和正态分布条件下，疏散行动时间的概率密度直方图和累积概率曲线。结果表明，人员密度和出口宽度的不同分布形式对疏散行动时间都有显著影响，二者服从正态分布时，计算得到的疏散行动时间范围比服从均匀分布小，且较为集中。而服从均匀分布时，计算得到的疏散行动时间在其范围内则较为均匀、分散。在小概率0～0．1区间范围内，人员密度和出口宽度服从正态分布时，计算得到的疏散行动时间累计概率值明显较均匀分布小，说明二者服从正态分布得到的疏散行动时间值偏于保守。二者均为不确定参数时，假定人员密度服从均匀分布，出口宽度服从正态分布时计算得出的疏散行动时间值偏于保守。     

地下商业建筑人员疏散时间理论计算与软件模拟分析

采用理论计算和软件模拟的方法对地下商业建筑人员的安全疏散时间进行研究,并对两种研究方法进行了对比分析.分析结果显示:对于待疏散人数较大的地下商业建筑人员疏散行动时间主要受疏散出口宽度影响;理论计算与数值模拟两种计算方法误差仅为8.5s,两种方法均可对地下商业建筑人员疏散时间进行预测,但数值模拟能够更直观的反应人员的疏散过程、安全出口和疏散通道拥堵和瓶颈现象,更适用于地下商业建筑人员疏散方面消防优化设计.     

考虑儿童运动特性的小学教学楼楼梯间人员疏散研究

为研究小学教学楼楼梯间人员运动行为以及影响人员疏散的因素，开展人员疏散实验并构建疏散模拟场景。基于疏散实验研究不同实验场景的出口流量和人员运动速度，通过疏散仿真模拟，分析不同人员运动速度、人员数量及疏散策略对疏散的影响。结果表明:排队下楼的人员运动速度比紧急疏散人员低22.7%，自由上楼人员运动速度比排队上楼人员高8%；人员总疏散时间随人员运动速度的增加而降低，但总疏散时间随速度增加而降低的幅度变小；加入分层疏散策略会增加人群疏散总时间，但整个疏散过程人员分布均匀，在建筑瓶颈不易产生人员过度拥挤现象，因而在疏散过程中应适当采用分层疏散策略。     

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。     

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.     

人员疏散准备时间及其对火灾风险评估结果的影响

火灾时人员的有效避难评估是火灾风险评估中的重要组成部分.作为人员疏散时间中重要组成部分的疏散准备时间服从概率分布,而通常计算中往往将其简单取为常数.将人员疏散准备时间简单取为常数时,有可能产生模拟计算结果比实际偏差大、疏散情形与真实情况不符的情况.以一座办公建筑为例进行了计算,将人员疏散准备时间简单取为常数时与人员疏散时间服从正态分布的情况进行了比较,并分析了对火灾风险评估结果的影响.     

人群分区疏散优化算法研究

在疏散过程中,出口利用不均现象时有发生,距离最短路径并不一定是最快的路径。提出了大规模人群分区疏散优化算法,该算法以疏散时间最短为目标,综合考虑了人群分布、出口位置、出口宽度等因素,通过迭代计算,求解每个行人的最优出口选择,从而得到优化疏散分区结果。以具有多个出口的某大型步行商业街区疏散为例,利用经典的无后退有偏随机行走模型进行模拟计算,对是否采用优化分区的疏散时间进行了比较分析。结果表明:采用优化分区疏散时,部分人员放弃路径最短的疏散出口,而被导向选择宽度较宽和附近人员密度较低的出口,从而提高整体疏散效率。该算法解决了以距离最短为目标的疏散分区方式导致的出口利用不均和不充分的现象,有效提高了疏散效率,对于区域分区疏散策略的制定具有一定指导意义。     

基于数值模拟的某地铁车站人群紧急疏散研究

为了模拟分析地铁疏散影响因素,提出针对性应急疏散策略,达到提高疏散效率的目的。本文以某地下二层岛式车站为例,运用人员紧急疏散仿真软件Pathfinder,建立了车站紧急疏散仿真模型,研究了各区域人数变化情况、各连接处的通行速率以及疏散瓶颈位置。结果表明:现行条件下,该车站的疏散预警阈值为2000人,疏散时间约326s;疏散瓶颈出现在站台层疏散楼梯处,拥堵时间约为120s,且站台层人数越多,拥堵时间越长。因此,当超过2000人时,车站应限制人员进出比例,加强人员引导,提高出站效率,确保站内人员可安全、有序疏散。同时,针对疏散瓶颈位置,站厅层自动检票闸机数量的确定应结合楼梯的通行速率,减低人员疏散时间。     

地铁高架车站火灾时人员疏散的性能化设计

地铁高架车站的人员安全疏散设计的原则是首先需要满足《地铁设计规范规》的要求,同时也要满足火灾工程学的安全疏散要求。本文首先介绍了地铁高架车站人员疏散通道的性能化设计过程和方法。选取广州地铁四号线典型高架车站,采用火灾场模拟和人员疏散动力学模拟的方法,计算模拟高架车站的站厅火灾时的烟气蔓延过程,以及高架车站的人员疏散过程。研究指出现有的通道设计能够确保在火灾时人员能够安全疏散。计算过程和方法可为国内地铁高架车站的人员疏散设计提供参考。     

航空器内人员应急疏散仿真模型研究

详细分析了航空器内人员应急疏散模型中人的行为和运动过程、事故场景的危险性对人的行为影响、机组和舱内设施对人员疏散的影响等方面的特点,并全面讨论了这些模型的仿真与事故场景和全尺寸实验的验证对比结果。提出了航空器内人员应急疏散模型应该包括航空器几何模型、人员特征模型、人员行为模型、火灾模型和人员运动模型等5个子模型,以及各子模型的研究内容。同时,提出了人的行为描述和人的运动过程的计算机实现方法是影响紧急状况下人员疏散模型准确性的两个关键问题。研究结果表明:模型仿真在航空器的辅助设计、乘客的疏散优化和机组的应急程序开发等方面有应用价值,但模型的有效性验证困难限制了其更进一步的应用。     

地下大型商场火灾时期人员疏散计算机模型

地下商场的火灾危险性决定了地下商场的防火设计应以保护人员的生命安全为首要目标。为此,开发了火灾时期人员疏散计算机模型FEgress,该模型可以计算在建筑物内不同位置处发生火灾时,从火灾发生到人员疏散结束所需的时间,与火灾模拟软件相结合,可以评价火灾时期人员生命的安全性。本文详细阐述了模型的有关概念及计算原理,并简单介绍FEgress的应用。     

The development of a movement-density relationship for people going on four in evacuation

Occupant movement in evacuation models has been simulated and predicted based on a number of variables, including crowd density. This study investigates the relationship between crowd density and occupant crawling movement, as a physical response to environmental conditions in fire. It is an attempt to generate the fundamental speed-density relationship that has been developed for walking movement. This is conducted by examining the impact of population size and exit access width on crowd walking and crawling speeds on a flat surface. The findings of the study suggest that exit access width has a significant impact, whereas occupant configuration (population size) plays less of a factor. The results further demonstrate that there is a significant difference in the crawling speed given the exit access width available, due to the secondary effect of crowd density. The relationship between crowd crawling speed and density is best represented by a quadratic regression model. The study concludes with the need to continuously develop new predictive movement methods, or enhance existing ones in order to cope with the level of detail required to ensure occupant safety and model complexity.     

某宾馆火灾烟气扩散及疏散模拟研究

利用计算机模拟技术,对宾馆火灾烟气扩散和人员疏散过程进行了计算模拟.首先基于客房的火灾可燃物分析,设定了火灾增长功率曲线.利用大涡火灾模型,计算了火灾发生后,起火房间、疏散通道及疏散出口内的影响人员疏散的温度、有毒气体浓度以及能见度发展趋势,给出火灾条件下可用安全疏散时间.通过精细网格人员疏散模拟,分析了人员所需安全疏散时间及安全疏散行为方式,研究表明人员可以安全疏散.该方法可作为宾馆火灾安全分析参考.     

人员疏散时间预测与分析

由于大量火灾事故的不断发生,火灾防范和安全疏散成为一个重要的研究课题。为了探讨人员疏散规律,笔者应用排队论知识及结合“社会力”模型,并综合考虑到建筑结构特征、人员密度及个体的作用和差异,建立了人员疏散模型。通过计算机模拟确定人员疏散时间,结合实例阐述了出口宽度等建筑结构特征、人员密度与疏散时间的关系,结果表明,该模型得到的结果与实际基本相符。通过对人员疏散规律的研究,可以帮助人们优化建筑物的内部结构,特别是门宽,疏散通道的个数,从而加快紧急情况时的疏散速度,减少人员的伤亡;还可以帮助人们设计出正确的管理措施,保证大规模的群众集会时的人员的安全。