基于改进社会力模型的地铁大客流疏散能力研究*

为有效应对大客流情景下人群拥挤对地铁站正常运行带来的影响,采用社会力模型和Anylogic仿真软件,对地铁站大客流疏散能力进行建模和分析,从客观、主观、管理视角分析影响客流疏散能力的因素,基于改进社会力模型刻画行人行为,分析影响地铁车站疏散能力的3个关键因素,并以南宁地铁1号线朝阳广场站为背景进行研究。研究结果表明:行人密度是影响地铁站疏散能力的关键因素,出入口选择策略和行人亲属关系比例对疏散能力影响显著,研究结果可为地铁客流疏散提出针对性建议。     

基于改进蝴蝶算法和社会力模型的多出口疏散模型研究*

为提高多出口场景下行人疏散效率和精度,基于蝴蝶算法和社会力模型,提出一种新的应急疏散仿真路径规划方法。在原有社会力模型中,考虑距离出口远近及行人所处位置拥挤度对运动过程中期望速度的影响,引入速度调节因子,描述行人在疏散中的期望速度变化;针对蝴蝶算法中后期收敛速度慢和易陷入局部最优的缺陷,提出自适应感知概率参数以增强局部搜索和全局搜索之间的平衡;在每轮迭代结束时引入迭代局部搜索策略,扰动局部最优解获得中间状态,并重新搜索上述中间状态得到全局最优解。研究结果表明:提出的应急疏散仿真路径规划方法在多出口环境下能够更有效地利用出口资源,提高疏散效率。     

基于行人恐慌情绪解析的改进社会力模型

为深入研究行人恐慌情绪对突发事件下群体疏散效率的影响特性,首先,考虑滞留时间、局部密度、行人与出口的距离、周围人员密度以及行人恐慌情绪传播等因素,解析并构建由自恐慌和恐慌传播2部分组成的行人恐慌情绪量化模型,并将其引入社会力模型中进行改进优化;然后,采用与经典现象对比的方法验证模型的有效性;最后,运用Anylogic软件进行仿真分析。结果表明：改进后的模型能够较好地反映行人在恐慌情形下的疏散运动特性;适度的恐慌情绪,如当恐慌度小于0.3时,可以加快人群的疏散速度;较高的恐慌情绪,如当恐慌值大于0.3时,则会加剧瓶颈现象,出现所谓的“快即是慢”现象,从而降低疏散效率。     

基于模糊规则和BFS算法的行人疏散模型研究*

为建立更加真实的行人疏散模型,基于模糊规则和广度优先搜索（BFS）算法,利用元胞自动机,提出1种优化的行人疏散模型。引入动态模糊速度规则,建立移动速度与周边环境的模糊对应关系,从而模拟行人在不同环境下的运动速度;通过设定危险度规则,使用基于双端队列的BFS算法快速计算每个格子距离安全出口的“静态危险度”,并与出口处人群密度的“动态危险度”耦合,使元胞自发地向“总危险度”更低的方向移动;结合动态速度规则建立1种基于排队理论的出口疏散机制。结果表明:所建模型能够再现行人流自组织现象,真实地反应行人不同的移动方式以及疏散的具体过程;模型考虑了出口排队疏散机制对疏散时间的影响,使疏散效率得到提高,为行人疏散模型的建立以及公共场所的设施布局等应急疏散预案提供有效参考。     

基于社会力模型的三维阶梯教室行人疏散仿真研究

为研究三维阶梯教室内座位布局及单双门对行人疏散效果的影响,改进社会力模型,模拟单双门情况下4种常见座位布局的行人疏散过程,从宏观和微观2个层面分析行人的疏散效果及内在的物理机制。结果表明:在限定门口宽度下,单开后门的平均总疏散时间均小于单开前门,而双门情形下的平均总疏散时间最小;从微观密度图来看,无论是单开前门、单开后门,还是双门均打开,4种座位布局中发生人员拥挤的位置相似。但单开后门情况下高密度区域的峰值高于单开前门,而双门情况下行人承受拥挤的压力最小,发生事故的风险小。     

引入通风力修正社会力模型的公路隧道人员疏散仿真研究*

为研究通风对隧道内人员疏散的影响,引入通风作用力修正社会力模型,利用VS2010+Qt平台实现通风作用下隧道人员疏散速度模拟。结果表明:隧道人员疏散速度与通风风速、个体质量密切相关;通风风速增加,人员疏散速度降低且降幅逐渐增大;受个体表面积表达公式影响,个体质量对疏散速度影响以30 kg为界,当个体质量为20~30 kg时,疏散速度随个体质量增加而下降,且降幅逐渐增大;当个体质量为30~90 kg时,疏散速度随个体质量增加而上升,且上升幅度逐渐减小。研究结果为隧道通风及人员疏散方案制定提供参考依据。     

一种基于社会力的行人-自行车混合疏散模型及模拟研究

当公共安全事件发生时,借助自行车进行疏散是一种重要方式。针对这种情况,开展了行人-自行车混合疏散建模和模拟研究。为了更好量化自行车的超越行为,引入了临时期望运动方向,改变自行车的自驱力,实现对自行车避让超越行为的细致描述;修改了单车模型来更新自行车的运动,建立了一种多层次的自行车运动子模型。将该模型与行人社会力模型相结合,得到一种基于社会力的行人-自行车混合疏散模型“MixSF”。模拟发现,MixSF能够较好地再现混合疏散中的超越行为。在实验条件下,发现个体密度小于0.548人/m²时,自行车占比的增加能加快疏散;相对密度大于0.81时,自行车失去疏散速度优势。     

基于模糊规则推理的商业综合体火灾情景构建方法研究

为了提高商业综合体火灾扑救效率,在分析描述情景结构组成的基础上,设计了商业综合体火灾情景分层网络模型,将复杂的商业综合体火灾化为层次清晰的模型。引入了模糊规则推理理论,分析了商业综合体火灾情景构建的流程,运用模糊推理理论的合成推理规则方法对商业综合体火灾进行情景规则的推理建立,并构建火灾情景发展网络链路图,实现火灾情景状态发展可视化。     

基于VR与社会力模型的地铁车站火灾疏散路径仿真及布局优化

为模拟地铁车站火灾情况下的乘客疏散情况,提高地铁车站火灾疏散效率,提出利用VR与社会力模型进行仿真优化的方案。通过问卷与VR实验探究乘客微观行为特征,并将其微观行为特征通过数值形式导入Anylogic,实现微观与宏观层面相结合的人群仿真。研究结果表明：现有车站方案模拟总疏散时间为412 s,不符合规范要求;经优化后,总疏散时间缩短68 s,使该站在大客流情况下满足规范要求。研究结果可为乘客的个体疏散行为提供指导性建议,为车站应对未来的客流激增提供设计优化思路。     

基于模糊理论的尾矿库溃坝风险评价模型研究

经调查统计,我国尾矿库存在数量多、规模小、安全度水平低及较多中小尾矿库未经过正规设计等特点,并且绝大多数尾矿库下游为生活区、工矿企业或重要城镇等,因此加强尾矿库风险管理,建立尾矿库溃坝风险评价模型,对于减少和防止尾矿库溃坝事故的发生,确保尾矿库的安全运行,使之更好地为矿山安全生产服务,为国民经济健康持续快速发展服务等方面都具有重要意义.尾矿库工程的稳定性受到众多因素的影响,很多因素既难以确定,又难以定量估计,既有随机性,又有模糊性,具有灰色系统的特性,因此采用模糊评判方法对尾矿库溃坝风险进行分析具有一定的合理性.本文对多层模糊模式识别评价模型在尾矿库溃坝风险评价中的应用进行了研究,提出了基于模糊理论的尾矿库风险评价模型,开发了尾矿库溃坝风险评价软件.上述工作对于评估尾矿库溃坝风险、减少尾矿库溃坝事故的发生具有重要意义.     

Risk assessment of an oxygen-enhanced combustor using a structural model based on the FMEA and fuzzy fault tree

The oxygen-enhanced combustor has the advantages of high burning efficiency and low emissions. However, it should not be promoted for industrial use until its reliability and safety have been fully recognized. A new methodology is proposed to assess the risk of an oxygen-enhanced combustor using a structural model based on the FMEA and fuzzy fault tree. In addition, it is applied to a selected pilot semi-industrial combustor. To identify the hazard source comprehensively, the pilot is divided into four subsystems: the combustor subsystem, feed subsystem, ignition subsystem and exhaust subsystem. According to the operational parameters of flow (flow rate, temperature and pressure) and the component functions in different subsystems, the cause and effect matrix can be built using the structural model, and the relationship between the operational parameters and the effects of the change for the operational parameters on the system can be presented. Based on the results of cause and effect matrix, the FMEA can be built to describe the failed models and accident scenarios of the pilot. The main accident forms include leakage, injury, fire and explosion. Accordingly, with the severity and probability analysis of different accident forms, the fire and explosion accidents should be further accessed quantitatively using the fuzzy fault tree analysis. The fault trees can be obtained in accordance with the FMEA, and the qualitative assessments of the basic events can be collected by using expert scoring. A hybrid approach for the fuzzy set theory and weight analysis is investigated to quantify the occurrence probability of basic events. Then, the importance analysis of the fault trees, including the hazard importance of basic events and the cut set importance, is performed to help determine the weak links of the fire and explosion trees. Finally, some of the most effective measures are presented to improve the reliability and safety of the combustion system.     

基于模糊评价法的建筑安全事故预测模型

针对建筑工程安全领域中许多对象具有"内涵明确,外延不明确"的特点,本文利用模糊数学对建筑安全事故影响因素进行度量,通过层次分析法确定各影响因素权重,提出了一种基于模糊评价法的建筑安全事故预测模型,解决了建筑生产中安全事故的即时预测,并通过实例给予说明,说明了模型在建筑安全事故预测中的有效性和实用性.     

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。     

基于累积Logistic回归模型对化工园区人群认知风险的研究

随着化工园区重大危险源集中监管的深化,政府和企业在安全生产活动中扮演着比以往更重要的角色.如何降低园区内人群对危险源的敏感性,以便在有谣言时不会伴随更大的混乱;什么样的因素对园区内人群认知风险具有显著相关性,以便政府和企业在安全生产活动中更好地发挥职能.针对上述问题,通过对江西省某化工园区进行问卷调查,所得的数据采用累积logistic模型进行分析,得出对风险认知具有显著性差异的因素.有助于政府及企业管理人员对园区内人群认知风险的了解,建议化工园区以及政府需要进一步宣传安全知识,配套安全设备等,最终降低谣言对生产活动的影响、冲击,稳定社会秩序.