视野受限定量控制条件下疏散人员运动特性研究

为探究视野受限环境对疏散人员运动速度和步态特征的影响，通过设计安全可靠的试验方法实现人员不同程度的视野受限状态及定量化测量，开展不同能见度条件下的个体疏散试验，提取行人高精度运动轨迹，分析视野受限条件对人员运动速度、步长、步宽和步进时间的影响。结果表明：在低能见度环境中，行人无法保持直行，身体摆动幅度较大。运动速度和步长随着能见度的增加而增加，而步宽与步进时间呈现相反的趋势。当人员视距大于8 m时，疏散速度并无显著差异，采用对数函数拟合获得能见度与运动参数间的定量关系。通过线性拟合速度与步态参数关系，发现步长随着速度的增大而增加，而步宽和步进时间与速度成反比。     

行李对被疏散者运动参数影响的研究

为研究突发事件下行李对行人疏散自由流速度的影响,采用试验测定的方式修正负重人群的速度参数。针对不同年龄段,不同性别的试验对象,分别进行不携带行李、携带小件手提包、携带背包、携带手提袋(大)及携带拉杆箱等5种负重类型的疏散试验,并运用sPSs配对样本￡检验方法分析试验所得数据。试验结果表明,携带小件手提包者的步行速度与未携带者无显著性差别,而分别携带背包、拉杆箱、手提袋(大)者的速度与未携带者有显著·陛差别;成年男性与成年女性在负重疏散时,除携带手提袋(大)外,携带其余行李均呈现显著性差异;同时,行李对成年人与小孩、成年人与老人的疏散速度的影响也有显著性差异。被疏散者携带行李种类、年龄段、性别是影响其运动速度的重要因素。     

男性行人与SUV正碰后的运动形态及损伤研究

为降低人车正面碰撞事故中男性行人的损伤程度,利用放缩法建立我国50百分位男性身高168.5cm,体质量为50.5、65.5、75.5、80.5 kg等4种体型的男性行人模型;在MADYMO仿真分析环境中建立上述不同体型的男性行人与运动型多功能车(SUV)在不同碰撞速度、不同最大制动减速度下的正面碰撞模型,开展仿真试验,研究碰撞后男性行人运动形态和头部损伤情况。结果表明:碰撞车速决定碰撞后男性行人运动形态,且显著影响男性行人头部损伤来源;碰撞车速为30～80 km/h,男性行人头部损伤主要是与地面碰撞所致;碰撞车速大于90 km/h,男性行人头部损伤主要是与SUV碰撞所致;男性行人体型越肥胖,与SUV碰撞所致的头部伤害指标值(HIC)越小;最大制动减速度越大,男性行人与SUV碰撞所致的头部HIC值越小,头部与SUV碰撞时刻越晚。     

坡度对地铁区间隧道火灾中人员疏散影响研究

为探究地铁区间隧道发生火灾时坡度对人员疏散的影响，运用Pyrosim和Pathfinder软件对区间隧道发生火灾时人员的疏散情况进行数值模拟，分析火灾烟气影响下的人员疏散速度系数，重点研究不同坡度以及不同疏散策略下的人员疏散过程。结果表明：在列车中部发生7.5 MW火灾并紧急停靠在区间隧道中部的情况下，随着坡度的增大，火灾烟气对上坡方向疏散人员的影响逐渐增大，造成人员的疏散速度逐渐减小；当隧道坡度大于1.3%时，与火灾烟气的威胁相比，人员密度对下坡方向人员疏散速度的影响占据主导作用，建议尽量采用往下坡方向疏散的策略；对于坡度小于1.3%的隧道，可同时选择上下坡2个出口疏散。     

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。     

考虑结伴行为的双出口超市元胞自动机模型

为研究结伴行为以及障碍物对疏散过程的影响,建立考虑2人结伴行为的双出口元胞自动机疏散模型。模型在静态场中引入危险度模拟行人路径选择,设置个体和2人结伴疏散人群,研究不同行人密度下二者的疏散过程,比较疏散效率;分析相同密度下不同结伴比例的行人疏散过程,得到最优比例;设置横向、竖向和横竖3种障碍物排列方式,模拟个体疏散和结伴疏散2种情况,得到障碍物最佳排列。结果表明:对于个体疏散和结伴疏散,行人密度增加会增加疏散时间,相同行人密度下个体疏散优于结伴疏散;相同结伴比例下,行人疏散时间随着行人密度的增加而增加,结伴比例小于0.6时,疏散效率较高;最佳障碍物排列方式为横竖排列,建议结伴行人比例为0.4。     

考虑行人跨越障碍物能力的元胞自动机模型

为深入研究不同类型的行人跨越障碍物行为,建立改进的元胞自动机模型,利用Dijkstra算法计算静态场,根据跨越障碍物能力不同将行人分为强跨越能力、弱跨越能力和无跨越能力3类,通过调查大型商场出入口相关尺寸参数和障碍物分布情况,构建商场疏散通道的疏散场景,分析可跨越障碍物的摆放方式与长度、行人密度和在障碍物可跨越条件下出口大小等因素对疏散过程的影响。研究结果表明：考虑跨越障碍物行为更符合疏散实际情况,且具有不同跨越能力的行人达到一定比例时最有利于疏散;行人密度越小,可跨越障碍物的位置对疏散影响越明显;出口在一定大小时就已经满足疏散要求,增大出口对疏散促进作用较小。     

考虑小群体行为的建筑疏散试验研究

为探究小群体行为对行人疏散决策及运动过程的影响,开展复杂建筑布局内的行人疏散试验。试验人员按照小群体规模以及对建筑物布局熟悉程度分为24组,获取所有组别小群体的出口选择、疏散路径、疏散速度和决策时间等数据。研究结果表明:小群体疏散速度慢于个人疏散,但与小群体规模没有相关性;对建筑物布局熟悉的小群体疏散效率更高;相比个人,小群体需要更长的疏散决策时间;同时,面对多条路径时,行人倾向于选择楼梯等垂直疏散设施继续疏散。     

基于组合模型的地铁车站行人疏散仿真优化研究

为提高疏散情况下地铁车站内行人运动行为仿真的准确性与高效性,提出采用社会力模型中的行人间排斥力、出口吸引力和障碍物排斥力理论,优化元胞自动机(CA)模型环境,构建基于组合模型的行人疏散仿真模型;采用移动残差计算法,优化元胞在网格中的移动规则;最后通过仿真试验标定行人疏散路径决策参数(静态吸引场参数、障碍物排斥场参数、力场耦合参数)。结果表明:基于组合模型的行人疏散仿真模型能够依据不同行人速度变更的移动规则,模拟出行人受障碍物、其他行人影响作用下的行人流动情况,更真实地反映疏散情况下行人流动情况,提高城市轨道交通运营安全决策水平。     

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。     

重庆天原化工总厂“4．16”事故人员疏散调查研究

本文选择2004年4月16日重庆天原化工总厂发生的氯气泄漏爆炸事故,运用问卷和访谈对当时的人员疏散情况进行了现场调查,运用SPSS软件对问卷调查结果进行分析,发现疏散人员事先的中毒或疏散经历有助于缩短疏散准备时间,而心理顾虑对疏散准备有不利影响。基于调查分析结果,提出可以通过选择合适的通知主体与通知方式,合理利用疏散人员的从众心理,开展疏散演习和宣传教育活动,消除疏散人员的心理顾虑等措施提高疏散行动效率;并认为此次事故中的部分人员不疏散、不选择政府设立的避难所作为疏散目的地、疏散时喜好选择最熟悉的路径、疏散中途返家以及疏散过程中以步行方式撤离为主等现象值得今后开展区域疏散分析时注意。     

考虑环境熟悉度与引导的人员疏散元胞自动机模型研究*

为研究环境熟悉度及引导作用对行人疏散影响,建立考虑环境熟悉度及引导作用的行人疏散元胞自动机模型。模型引入环境熟悉度参数,将行人分为熟悉环境行人与不熟悉环境行人,不同的行人具备不同的运动方式;基于引导标志的有向引导作用构建引导场,使行人能跟随引导移动;以某超市为例,研究其环境熟悉度、引导作用及引导有效性对行人疏散的影响。结果表明:行人疏散时间随着环境熟悉度的增加而减少;在相同的环境熟悉度下,不熟悉环境行人选择跟随引导移动相比于随机移动及跟随行人移动疏散效率更高;环境熟悉度较低时,行人疏散时间随引导有效性提高呈现先减少后增加的趋势。     

考虑社会关系影响的小学生疏散行为研究

公共场所中小学生人群是一种具有高伤亡风险特征的典型群体。为探究小学生应急疏散行为特征,定量化分析社会关系对小学生疏散追随行为的影响,面对不同年级小学生群体开展楼梯疏散试验,耦合社会网络分析等方法,将学生群体常态社会关系网络和应急疏散追随关系网络可视化,提出社会关系对人员疏散追随行为影响度和应急疏散领导者的计算方法。结果表明:社会关系对小学生人员疏散追随行为的影响程度与其年龄和性别有关,对高年级小学生影响大于其对低年级小学生的影响。小学生群体领导者更容易在男性同学中产生。相同人数下,高年级小学生较低年级小学生更容易产生领导者。小学生疏散领导者部分来自常态意见领袖,个体的运动速度和人格特征影响其是否成为领导者。     

基于元胞自动机的火源威胁下人员疏散模型*

为研究火源对人员疏散的影响,在现有场域模型的基础上进行扩展,结合元胞自动机提出1种考虑多出口吸引、人员从众行为与火源威胁3者耦合作用的场域疏散模型。此模型综合考虑心理和环境等因素,定量描述人员之间、人与环境之间的相互影响,将出口吸引、从众心理与火源威胁3个影响行人疏散决策的元素归一化,以静态场和动态场耦合作用确定的转移概率作为行人移动的准则。采用此模型,分别对火源位置、火源威胁范围扩散速度在疏散中的影响进行模拟研究。结果表明:模型在一定程度上能够反映火源威胁下行人的疏散过程,再现了行人躲避和趋众行为,能为火源威胁下行人疏散提供理论借鉴。     

走廊-教室建筑结构人员疏散时间控制浅析

建筑物发生火灾后,人员能否从建筑物内安全地撤离,取决于疏散时间的长短。从疏散场所、疏散人员及疏散环境3个角度分析了影响人员疏散时间的因素。运用层次分析法分析疏散时间的影响因素,确定各因素对疏散时间的影响程度。然后,用人员疏散模拟软件并借助正交试验法对影响走廊-教室建筑结构下人员疏散时间的主要因素进行分析,最后提出人为可控度的概念。结果表明,人员密度和出口宽度对疏散时间影响显著,但出口宽度的人为可控程度最高,人员密度的人为可控度最低。     

超高层建筑人员步行疏散试验研究

为揭示超高层建筑人员疏散规律,在高632 m的上海中心大厦开展垂直疏散试验。试验人员由第126层(超过580 m)步行向下疏散至首层。根据视频监控数据,分析不同属性被试人员的疏散时间、疏散速度等关键参数。结果表明:向下疏散124层(573.82 m),最短可在20 min内完成,平均疏散时间为(36±6.04)min,平均垂直疏散速度为(0.287±0.080)m/s,拥挤状态下的垂直疏散速度为(0.248±0.034)m/s。拥堵、性别、体力和年龄是超高层建筑疏散过程的关键影响因素。     

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。     

能见度对个体疏散速度及路径选择的影响研究

为提供火灾条件下人员疏散基础数据,基于4层教学楼疏散平台,开展了不同能见度环境下个体疏散实验,研究了能见度对人员疏散速度及路径选择的影响。研究结果表明:正常能见度条件下,人员的平均疏散速度为(2.37±0.23)m/s,个体间疏散速度差异明显,随着能见度降低,人员的平均疏散速度呈现均匀下降趋势,个体疏散速度最终均趋近于(0.36±0.10)m/s;人员水平疏散速度显著大于下行疏散速度,且水平疏散速度受能见度影响更大;当能见度较高时,人员以视觉作为寻路方式,倾向于选择自己最熟悉的路线进行疏散;能见度较低时,人员主要依靠触觉作为寻路方式,即借助墙或楼梯扶手进行疏散,此时人员的路径选择受到周围围挡物的共同作用。     

考虑恐慌情绪感染下行人绊倒行为的疏散模型

为研究恐慌情绪下行人跨越障碍物时绊倒行为对疏散进程的影响,提出1种多模型耦合的元胞自动机模型。基于OCEAN模型和SIS模型建立个性化的情绪感染模型,模拟人群中恐慌情绪的动态感染;引入社会力模型中力的作用,判断恐慌行人是否会被障碍物绊倒;讨论情绪阈值、行人密度、可跨越障碍物长度及位置、帮扶阈值等因素对疏散结果的影响。研究结果表明：情绪阈值越高,疏散时间越长,绊倒次数越少;行人密度越高,疏散时间越长,绊倒次数越多;可跨越障碍物长度和位置的变化均会对疏散时间和绊倒次数产生一定影响;帮扶阈值越低,倒地行人的平均恢复时间越短。研究结果以期为后续此类研究和预防工作提供参考与依据。     

近身攻击情景下恐慌情绪对疏散行为的影响研究

为研究近身攻击情景下行人疏散过程，基于恐慌情绪吸收模型、开放性-责任心-外向性-利他性-神经质(Openness-Conscientiousness-Extroversion-Agreeableness-Neuroticism, OCEAN)模型设计该情景下的行人恐慌情绪模型，通过改进传统的社会力模型体现恐慌情绪对行人行为的影响。经仿真验证，基于动态恐慌情绪驱动的行人应急疏散模型——行人恐慌情绪(Personnel Panic Emotion, PPE)-动态行为(Dynamic Behavior, DB)模型能有效体现该情景下行人疏散特征。设计两组对比试验，研究恐慌情绪、防御人员对疏散过程的影响。结果表明：1)考虑恐慌情绪下，疏散时间缩短42 s,被袭击人数减少5人，拥堵点由5处减少为3处，但行人疏散前期出现短时混乱，后期拥堵点的面积、人流密度更大；2)在疏散前期恐慌情绪传播主要受恐怖分子位置影响，全部行人开始疏散后，因拐角和出口处拥堵，恐怖情绪迅速大范围传播；3)防御人员能有效抑制恐慌传播，减轻恐慌情绪对疏散行为的负面影响，进一步提高疏散效率。该研究为此类情景的人员疏散提供了理论依...