地铁车站人员疏散离散时间模型研究

疏散时间对于保证地铁车站这类复杂建筑结构内人群的安全至关重要,本文借鉴群集流动理论建立了用于计算地铁车站人群移动时间的疏散离散时间模型(EDTM),模型中的人群流动系数取值不同于传统计算公式中的常量,依据的是经典的车站人群密度与速度函数关系式。将此模型用于某地铁车站站台层,求解楼梯出口疏散人数与时间的关系,并与Building EXODUS疏散软件的模拟结果以及传统地铁车站疏散时间计算公式的计算结果进行了对比,分析表明,EDTM计算结果与EXODUS疏散模拟结果非常接近,且比传统公式计算更为精确和符合实际情况。该计算模型可以为地铁车站人群疏散时间计算、建筑出口性能化设计,以及地铁车站事故应急预案的制定提供更有效的工具。     

突发灾害事件情境下人群疏散研究进展

灾害发生时如何将居民在最短时间内疏散到安全区域,是城市规划和应急管理面临的重要问题。基于大量国内外文献,梳理了人群疏散的研究内容、理论、方法及数学模型,总结了人群疏散时间和效率的影响因素,比较了疏散研究领域各类方法、模型的优劣点以及应用场景。已有的人群疏散研究方法及实证研究成果较多,但在应用尺度上主要聚焦于建筑尺度,与当前城市防灾规划与应急管理存在一定脱节。此外,对于多灾种、次生灾害下的疏散研究未能涉及,在社区尺度疏散研究中未能考虑疏散人群的特异性和灾害的动态影响。未来需进一步探索次生灾害、多灾种下人群疏散研究方法,将人群疏散研究结果应用于防灾规划及规范制定,同时关注特殊人群的应急疏散研究。     

基于物联网的自然灾害下远程报警与伤员疏散指挥系统

传统采用区域中心模式下灾害监控报警与伤员疏散指挥系统工作时,监控区域小,效率低。因此,设计一种新的自然灾害下远程报警物联网监控系统,系统硬件由远程监控及智能判别模块、数据采集发送模块以及云端配置模块构成,能较大程度提升监控范围,在云端配置模块中,设计实时信息调度模型,实现第一时间远程监控,提高效率。实验结果表明,所设计系统在进行自然灾害远程报警监控时,取得较好监控与人员疏散效果。     

从人员疏散的角度研究公路隧道的横通道间距

隧道的横通道作为人员疏散的安全地带,其间距的设置在人员安全疏散中是至关重要的。以雪峰山隧道为工程实例,从人员安全疏散的观点出发,阐述了一种计算横通道间距的方法,并简述了方法的应用。首先根据特长隧道火灾特点,模拟分析特长隧道四种不同火灾场景下的典型自然疏散过程,并运用火灾模拟软件FDS4.0计算四种火灾场景在不同横通道间距情况下的危险时间,然后与相应的包含人员疏散行为特征的疏散时间相比较,得出该隧道最适宜的横通道间距为270m,并分析其经济性。其方法和结论可为特长隧道消防系统的设计、紧急疏散方案和引导指挥体系的建立提供理论依据。     

考虑多因素的元胞自动机室内人员疏散模拟研究

为了提高室内人员应急疏散模拟的仿真度，使用元胞自动机（cellular automata，CA）进行了有障碍物和无障碍物两种情况下考虑多种因素的室内人员疏散模拟。有障碍物与无障碍物的模拟结果可以形成对照，帮助研究障碍物对于人员疏散路径的影响。将模拟结果与传统疏散模拟软件Pathfinder进行对比分析，并基于分析结果提出了改进元胞自动机人员出口选择的算法。结果表明，考虑心理因素的元胞自动机模型能够很好的模拟室内人员在疏散时的行为，但其在模拟过程中会有人员不合理的反复折返现象。通过设置出口周围的临界人数改进了人员出口选择的算法，能够在不破坏原程序随机性的基础上有效消除人员疏散时的反复折返现象，提高了元胞自动机仿真模拟的真实性。     

企业管理漏洞对矿井灾难人员疏散速度的影响建模分析

传统的基于动态网络流的区域疏散分析模型,从不同环境因素分析人员疏散速度,并未考虑企业管理漏洞的影响,导致分析结果可信度低的弊端,为此提出企业管理漏洞对矿井灾难人员疏散速度的影响模型。通过感知由企业管理漏洞造成的外部环境参数变化,实现对外部环境参数的读取和实时更新;采用花费时间最少的疏散算法栅格处理矿井网络拓扑图,通过设置灾难人员的方向矢量控制疏散方向,标记灾难人员疏散过程的栅格,生成最少时间疏散路线,实现企业管理漏洞下矿井灾难人员疏散速度的分析。实验结果表明,当矿井因疏于管理而出现烟气时,采用所构建模型后矿下人员从发现危情到开始疏散的反应时间在60 s左右,三组人员全部疏散完成的用时在200 s左右,说明该模型能对灾难人员速度和出口流量进行有效分析。     

考虑自然灾害的房地产物业管理应急疏散模型设计

针对传统物业管理应急疏散模型,忽略了在出现自然灾害的情况下,人员拥挤对房地产物业管理应急疏散的影响,导致应急疏散效果差、耗时长的问题。该文提出基于最小正交序列估计的房地产物业管理应急疏散模型,通过构建半参数可加回归模型对应急疏散通道内人员滞留现象进行分析,基于最小正交序列估计理念,优化应急疏散网络,采用Matlab软件对所获得的通道突变处客流密度与速度进行拟合分析,获取最优应急疏散路径,实现房地产物业管理应急疏散分析。实验结果表明,采用改进疏散模型,相比传统疏散模型,其疏散速度及效率均要优,具有一定的优势。     

突发事件下大规模人员临时应急避难所的选址研究

近年来突发事件时有发生,人员紧急疏散显得日益重要。本文研究了突发事件下人员临时应急避难所的选址问题,基于单一指派约束和容量约束的设施选址问题(SSCFLP)研究基础,假设疏散时间随机和选址网络随机,考虑一个星期和一天中不同时间段疏散人员数量不同的现时情况,建立临时应急避难所选址模型,并采用启发式算法进行求解,确定临时应急避难所的数量和位置,并通过实例验证模型的可靠性。将人群聚集在临时应急避难所等待救援,可以节约救援车辆等资源,大幅减少疏散时间,提高人员应急疏散效率。     

灾害条件下多层次应急疏散模型的构建方法研究

人们每天都要面对各种造成严重财产和人身安全损失的重大灾害,如何建立灾害条件下中国人口高密度大范围的应急疏散模型,具有重大的意义。该文基于我国灾害条件下高密度人口的集体疏散模式,按照灾害区域的具体情况和人口分布,以道路实时速度和路面损毁程度所决定的道路阻抗性作为评判道路疏散能力的依据,构建从危险区域的多集结点到安全区域的多安置点的多层次应急疏散模型,确定集体疏散人员的疏散路径、人数和车辆,实现在最短的时间内的受灾群众整体最优疏散,并以山东省德州发生地震作为实验区,采用Google Map API和C#搭建多层次应急疏散平台,验证了多层次应急疏散模型的可行性。     

垂直升船机初期火灾疏散路径人群流量分配研究∗

为合理分配垂直各疏散路径的人群流量,通过分析垂直升船机的结构特征,确定升船机综合使用电梯与楼梯进行垂直疏散的可行路径,分别计算从电梯向最近出口疏散、经楼梯向上游平台疏散、经楼梯向下游平台疏散等三条路径上的疏散时间,取三者较大值作为升船机垂直疏散时间,并以此时间最小化为目标函数,运用粒子群算法,仿真求解使用楼梯比例及向上游平台疏散比例等流量分配系数。结果表明:停靠高程∈[62,128]m时,楼梯使用比例可适当增大,使用楼梯向上游疏散比例为0;停靠高程∈[128,147]m时,楼梯使用比例可进一步增大;停靠高程∈[147,175]m时,楼梯使用比例可适当减小,使用楼梯向上游疏散比例为1,经流量分配后疏散时间被有效缩短。     

水下公路隧道纵向疏散通道加压送风系统研究

为研究水下公路隧道纵向疏散通道加压送风系统的关键设计参数,结合纵向疏散通道的特点,借鉴一般建筑加压送风系统的设计要求,提出了纵向疏散通道内加压送风量的计算方法,并通过数值模拟方法对纵向疏散通道加压送风系统进行了研究。结果表明,利用风速法计算得到的送风量比压差法计算得到的结果大20倍左右,并且压差法计算送风量时受疏散口缝隙宽度影响较大,工程适用性差。通过数值模拟可知,疏散通道内的送风风速达到1.5m/s时即能够满足人员安全疏散要求,这与风速法计算的结果一致。研究结果可供采用纵向疏散模式的隧道疏散通道加压送风系统设计参考。     

大型公共场所人群拥挤踩踏事故机理初探

近年来的事故灾害统计分析表明人群拥挤踩踏事故已逐步成为大型公共聚集场所的主要人为事故灾害类型之一.与火灾等常见人为事故灾害不同,人群拥挤踩踏事故的发生极其突然,社会影响重大.从人群拥挤踩踏事故的致因机理及承载体人群的运动规律开展相关研究,基于风险理论、事故突变等理论方法提出了人群拥挤踩踏事故风险(四阶段)理论,并构建了理论模型,对理论模型中的参数求解进行了阐述.人群拥挤踩踏事故风险理论研究可以为揭示人群聚集相关事故成因机制及形成演变规律提供一些有益的尝试及参考,其中的相关理论模型可供大型建筑(如奥运赛场)性能化设计、人群安全疏散及管理等工作参考.     

灾害避难行为的模拟模型研究(Ⅲ)--双人单房情况的避难模拟

研究突发性灾害下的避难行为,有利于提高公众的防灾减灾意识和灾害抵御能力,在当前城市防灾减灾中具有重要的理论和现实意义.利用计算机模拟仿真试验可以多次重复、简单易行的优点,在对现有的计算机仿真模型进行改进的基础上,开展了不可视环境下双人单房任意方向下的灾害避难行为仿真模拟研究.结果表明,在双人单房的情况下,两人分头避难模式优于两人共同避难模式;同时,进一步的扩展模拟还表明,两人在分头避难又相遇后,进行正确交流也是十分有益的,这往往可以缩短发现避难出口的时间.     

基于CA模型的突发事件下液氨厂区人员疏散模拟研究

液氨厂区公共空间流线复杂，一旦发生突发事件，极易造成拥堵，为缓解疏散出口拥堵现象，应对安全疏散出口进行合理的设计。该文以人员疏散行为及厂区出口结构为研究对象，首先分析了人员在突发事件下的心理及行为特征与厂区安全出口的影响关系；其次基于元胞自动机(Cellular Automaton, CA)利用MATLAB软件构建厂区出口结构人员疏散模型，分别从不同出口位置、不同门宽、门宽在等距分割前后等方面分析人员疏散影响结果；最后通过模拟得出有利于缓解出口位置堵塞的规律与建议。该研究有利于对不合理出口设计加以优化，也可为灾害疏散实践方案提供参考意见。     

重大自然灾害后心理干预行为教育对策

重大灾害对社会经济和生命财产安全都存在严重的影响,而灾区人们的心理变化和行为反应,与社会整体的抗灾救灾效果都具有较大的关联性。该文探讨重大灾害后心理干预行为教育对策,针对灾害对灾区人们产生的心理应激障碍问题,采用叙事疗法按照构建契约、故事重建、制图、探险、结束和复查五步骤,将灾区受灾人群从不良的生活模式中唤醒,并通过体育干预从主体、个体、群体三个角度指引灾区人群,建立正确、积极的人生价值观与社会价值观,采用阅读疗法优化灾区人群的认知结构。     

地铁列车火灾中的人员疏散仿真研究

近年来,随着城市人口的不断激增,地铁行业也随之蓬勃发展,地铁列车已经从城市交通的辅助角色转变成人们生活中的关键需求,因而做好地铁的消防安全工程势在必行。针对列车火灾的人员疏散问题进行了模拟分析,考虑列车车厢内4种人员密度疏散的场景,通过软件模拟分析,将结果与规范计算所得结果进行比对,较为真实可靠地反映了人员密度对疏散的影响,并在此基础上提出相关建议。     

火灾下建筑结构抗火性能和人员疏散研究

火灾下建筑结构抗火性能和人员疏散问题是建筑火灾科学的两个重要研究内容,尽管二者最为关注的目标都与时间有关,即结构耐火时间和疏散时间,但实际对这两个问题的研究基本上是独立进行的。首先对结构抗火性能和人员疏散的研究现状和存在的问题进行了梳理总结,从疏散范围和疏散时间两方面讨论了结构抗火性能和人员疏散之间需要满足的关系。基于此,提出了一种适合于性能化结构抗火设计新的极限状态——安全疏散极限状态,将结构抗火性能研究和人员安全疏散结合起来,进而利用时间变量建立极限状态方程,为性能化结构抗火设计提供了一种新的思路。最后,对未来需要解决的若干关键问题进行展望。     

基于GIS的火灾安全疏散模拟

为综合描述场景的关键要素,加强模拟的真实性,基于GIS技术,针对火灾场景下的人员疏散提出了模拟模型。借助GIS缓冲区分析与拓扑分析等功能,实现了初始化场景解析、实时空间分析等流程,可以对任意模拟时间步火灾、人员、建筑环境等要素的分布特征信息进行提取。为人员模型制定了基于空间信息的疏散策略,模拟人员的环境感知能力与分析判断能力。设计并实现了GIS模型至FDS模型的转换接口,维护了GIS模型与FDS模型的一致性,提高了建模效率。在模型基础上,研制了人员疏散模拟系统。应用实例说明了模型对环境各要素的描述能力及对疏散场景的模拟能力。     

特长公路隧道内的横通道间距和车行间距研究

隧道火灾,尤其是长大公路、铁路隧道火灾,往往是灾难性的。因此,基于性能化防火设计原理,对雪峰山特长公路隧道的横通道间距和车行间距进行了研究。对中等规模20 MW的火灾,按照规范建议的3 m/s的风速进行通风的情况下,先用CFD软件模拟计算火灾危险时间Tfire,然后由疏散模型中的经验公式计算人员疏散时间Tevac,比较分析不同横通道间距下人员疏散的安全性;同时为了避免隧道内车辆间的引燃,利用辐射换热原理,对车辆间的火灾蔓延性进行了分析。模拟结果为:最佳横通道间距约为290 m,最小引燃间距为6 m。考虑到建设成本的问题,建议雪峰山隧道的横通道间距改为300 m;同时,考虑到后继车辆的刹车及不同的行车速度等因素,建议特长隧道内车距最好要大于110 m;     

城市交通隧道内火灾环境发展规律的数值模拟研究

为缓解城市地面交通压力,城市交通隧道在许多大城市中已经得到越来越多的应用。由于城市交通隧道具有特殊的交通特性、地理位置及建筑结构,其火灾安全问题受到了极大的关注。研究其内部的火灾环境,对于设置相应的防火安全设施来保证内部人员和隧道结构本身的安全至关重要。本文采用数值模拟的手段,对自然通风工况下,有坡度和无坡度隧道在火灾环境下的温度分布特性进行了研究。研究结果表明,2种隧道内的温度分布特性有很大差异;对于由烟囱效应导致的有坡度情况下的温度分布特殊性,在制定相应的防排烟措施时应充分考虑。研究结果对于隧道的结构防火设计、防排烟系统设计及火灾时的人员疏散方案制定有一定的参考价值。