基于社会力模型的车站负重人群疏散模拟研究

为研究突发事件下行李类别对人员疏散的影响,改进社会力模型中的驱动力变量,提出紧张系数、出口可靠性等参数的定量计算方法。以成都某大型汽车站为例,针对行李种类及其比率、总疏散人数,运用仿真软件Anylogic进行模拟,对比分析原模型仿真结果,提出应急改善建议。结果表明,负重者会根据自身条件及目标出口情况调整路径;就给定总人数和行李类别而言,随负重者比率提高,疏散时间增加,且疏散携带拉杆箱的人员所需时间最长;总人数与疏散时间正相关。     

行李携带人员疏散元胞自动机模型研究

为研究紧急情况下行李对人员疏散的影响,模拟人员在行李携带时的疏散过程,建立一种基于社会力(SF)的行李携带的人员疏散元胞自动机(CA)改进模型。该模型主要研究人员疏散过程中行李对元胞在逃生速率、与人员的相对位置、移动的相关性、空间占有等方面的影响。对于元胞的驱动作用,模型引入疏散口的吸引力、人与人间排斥力、以及人与障碍物间排斥力3种社会力,并借鉴电磁力的作用模式,建立以上3种社会力的数学表达式。以某火车站候车室为例,对不同行李携带人员比例、不同人员荷载及不同人员行进速度情况下的人员疏散情景进行模拟。结果表明:当人员荷载及人员行进速度不变时,疏散时间随行李携带人员比例的增大而增大,行李携带人员比例的增大,会使人员行进速度减小,进而会增大整体人员的疏散时间。     

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。     

CRH380AL型高铁列车应急疏散及影响因素模拟研究

为揭示乘客携带行李行为、车厢排列布局和站台出口参数等因素对高铁列车疏散的作用,辅助高铁列车疏散安全评估与安全管理,基于PyroSim构建CRH380AL型高铁列车商务座车、一等座车、二等座车和整车车厢的物理模型和疏散模型;通过实地观测高铁列车乘客下车行为,获得乘客携带行李的时间分布特征,量化模型高铁输入参数;设计3种模拟场景,分别得到携带行李人员比例对二等车厢疏散时间、一等和二等座车厢排列对整车疏散时间以及站台出口宽度和位置对整车疏散时间的影响。结果表明:CRH380AL型列车二等座车厢疏散时间与携带行李人员比例之间呈先降后增的非线性关系;车厢排列对整车疏散时间有显著影响且存在最优车厢排列组合;超过6 m的站台出口宽度对整车疏散时间影响不大;站台出口间距对整车疏散时间影响显著且间距为200 m时,对应整车疏散时间最短。     

地铁人员疏散心理行为调查及相关性研究

为研究地铁人员疏散心理行为特征,选择某地铁A号线上客流量较大的B站,采用问卷调查法对该站内出行的乘客随机进行调查,运用卡方检验对问卷调查统计结果进行相关性分析,并对其显著相关因素进行深入分析.结果表明:地铁人员疏散心理行为特征与性别、文化程度、安全知识、是否携带行李因素显著相关;绝大部分乘客心理素质较好;在地铁突发事件时,女性不如男性理智,文化程度低的人员更容易产生恐慌心理,接受过专门安全教育的乘客更能够选择正确的安全出口,携带行李乘客更容易产生恐惧心理.     

基于不同时段人群特征的地铁疏散仿真研究

针对地铁不同运行时段人群特征对疏散的影响,对每小时进入地铁站人数进行观测,将地铁运行时段分为高峰时段、平峰时段与低峰时段,并对各时段某一时刻列车到站数量进行记录。对不同运行时段的年龄、携带行李情况、速度等人群特征进行观测记录,根据各时段人群特征对地铁站进行Pathfinder疏散仿真建模。从疏散用时、拥堵点、人员疏散路径、出口利用率等方面对各运行时段人员疏散仿真结果进行分析,得到高峰时段两列列车同时到站时,疏散拥堵现象明显,且两列列车到站与1列车到站两种情况下的人员疏散存在一定差异;平峰与低峰时段两列列车同时到站疏散拥堵点明显,出口利用率情况较为一致。最后,对提高地铁疏散效率提出几点建议措施:注重时段差异性的地铁疏散管理;增强拥堵点的疏散引导;缩短列车行车间隔。     

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。     

航空用气胀式救生衣的穿戴时间测试

为探究航空用气胀式救生衣穿戴性能,首先,搭建航空座椅试验平台,选择113个大学生和42个成年村民作为对比性测试对象,采用国内各大航空公司均配备的标准救生衣作为穿戴对象开展试验;然后,分析试验结果满足国家标准《航空用气胀式救生衣》(GB/T 36508—2018)中穿戴要求的情况,并采用T检验分析不同性别、年龄、演示水平下穿戴时间的差别是否显著。结果表明:测试的航空用气胀式救生衣穿戴时间无法满足国家标准的要求,且性别、年龄对救生衣穿戴时间无显著性影响,但不同演示水平下穿戴时间的差别十分显著;国家标准中穿戴时间要求、测试对象选择、演示水平等方面与文中研究结论有较大差异,建议更多研究人员通过更详细、更深入的试验,来深入探讨GB/T 36508—2018中这3方面的内容。     

激励机制下的高层建筑火灾人员疏散效率研究

为探究激励机制对高层建筑火灾人员疏散的影响,采用弗鲁姆期望理论,将效价、期望值、工具性类比到疏散研究中,量化逃生人员可被激发的潜能值,分析对疏散速度的影响;以某高层商业建筑火灾疏散为例,将激励机制对疏散速度的影响导入疏散分析,并与未考虑激励机制的情况进行比较。结果表明:考虑激励机制的疏散时间为500 s,未考虑激励机制的疏散时间为630 s,前者疏散效率整体较高,后者在520 s后,疏散效率接近于0;激励机制显著增加了人体对火灾产物的耐受极限,使得火灾初期的烟气对疏散速度的影响降低,将威胁生命的时间点延后,间接提高了疏散效率。     

走行高度对疏散人员运动特征影响研究

为量化走行高度对疏散人员运动特征的影响,应用虚拟现实(VR)技术构建高度不同的疏散试验场景,采用激光测距雷达记录被试走行试验数据,利用恐高症评定问卷(AQ)与K均值聚类算法划分恐高等级,探究控制高度条件下不同恐高程度与性别对疏散人员速度、步幅与步频的影响。结果表明:随着试验场景高度增加,行人的疏散速度、步幅与步频下降,0～50 m高度范围内下降明显;相同高度下,恐高程度越大,行人速度与步幅越小,步频越快,对高度变化越敏感;女性步行速度与步幅下降幅度大于男性,相同高度下,男性步行速度与步幅大于女性。     

基于人员心理-环境因素的火灾疏散速度修正方法研究

为探究人在火灾环境下的行为心理对疏散效率的影响,基于火灾下人员行为心理特征具有复杂、抽象、难以直接量化的特性,通过模糊逻辑方法,应用模糊集合、模糊规则和隶属度函数量化人的行为心理,研究其对疏散速度的影响;考虑火灾烟气和群体行为对疏散的影响,通过对高层建筑火灾状况下的烟气进行数值分析,并运用公式法得出人员的疏散速度折减值;以某高层商业建筑火灾疏散为例,将修正后人员的疏散速度和疏散路径引入疏散分析并与未修正的结果进行比较。结果表明:未修正的商业建筑疏散时间为470 s,修正后的疏散时间为670 s,修正后的疏散时间更长,人员危险性更大。     

暴恐事件下机场航站楼疏散能力研究

为解决暴恐事件下机场航站楼人员疏散的应急管理问题,采用解释结构模型(ISM)法与决策试验和评价实验室法(DEMATEL),剖析各影响因素之间的关联关系,并筛选出影响人员疏散能力的关键因素,依据相关标准、规定及暴恐事件的严重程度、可控性和应急疏散范围等因素,提出航站楼暴恐事件下人员应急疏散预警等级划分标准。结果表明:建筑结构、安全设施、暴恐事件、年龄、应急准备、疏散通道、环境的熟悉程度和现场状态对其他疏散能力影响因素的影响程度较大;受其他疏散能力因素的综合影响程度较大的主要有速度、疏散引导、应急救援、人群视角、疏散距离、安全设施、暴恐事件和疏散通道;影响人员疏散能力的关键因素主要有疏散引导、速度、应急救援、安全设施、暴恐事件、建筑结构、人群视角和疏散距离;影响人员疏散能力的原因因素按重要性排序为:建筑结构、年龄、环境的熟悉程度、安全设施、现场状态、性别、暴恐事件和应急准备。     

基于人因安全心理视角下人员疏散时间模型研究

为提高疏散时间模型的可靠度,基于人因工程中安全心理因素理论对高校宿舍疏散时间模型进行研究。采用了多元线性回归分析和曲线估计方法,通过疏散演习获取实验数据,构建安全疏散心理因素指标,在人员疏散时间回归模型的基础上,结合SPSS软件的回归分析,建立了疏散时间回归方程。在考虑群集疏散速度的前提下,对疏散时间方程进行优化,并利用Origin等高线图直观地表现了疏散时间、速度、人数三个变量的关系。结果表明:疏散时间主要受性别、楼层、指挥者和环境熟悉度的影响,疏散人数与疏散时间呈三次曲线关系,研究结果可为人员疏散设计和疏散方案的制定、疏散路径的优化提供参考。     

城镇街巷空间人群通行疏散及碰撞风险定量模拟

为合理规划城镇街巷空间布局,定量化研究城镇街巷空间人群通行安全风险,组织实地场景人群通行活动的模拟试验。设计瓶颈式街巷空间布局试验、窄径式街巷空间布局试验、窄径式街巷阻碍物布局试验、速度试验4种实地模拟试验,量化分析通行时间、碰撞隔断设施次数、街巷宽度、街巷长度、阻碍物布局及通行速度等变量间的关系,探索城镇街巷空间布局及人群通行速度与人群疏散及碰撞风险的定量化关系。研究结果表明：瓶颈式街巷宽度与人群疏散及碰撞风险存在显著负相关,街巷宽度为1.5 m时出现安全风险拐点;窄径式街巷前的空间限定能起到较好引导组织人流的作用,减少人群疏散及碰撞风险;街巷空间内阻碍物集中设置在中间且变化频率大的布局对通行影响最大,增加人群疏散风险;狭窄街巷中快速行走未必能达到减少通行时间的效果。     

急上高原人员疏散速度修正的台阶试验研究*

为解决高原铁路隧道人员安全疏散问题,基于台阶试验对急上高原人员运动能力进行研究,并基于现场测试、理论分析、资料调研等对不同海拔高度处急上高原人员疏散速度基础参数进行研究。结果表明:得出平原世居者在急上高原时的运动能力下降规律,并通过对比不同拟合类型,得出急上高原者在不同海拔下人员疏散速度折减系数公式;基于海拔和坡度对人员运动的影响,得出高海拔铁路隧道人员疏散速度基础参数。研究结果可为高海拔铁路隧道人员疏散理论分析、仿真模拟及性能化设计提供基础数据支持。     

视野受限情况下行人疏散行为特征试验研究

为了提高突发事件下人群应急疏散的效率,开展行人疏散试验来深入分析视野受限情况下行人疏散行为特征与人-环境相互影响,并基于行人运动学特征与安全心理学进行综合分析。研究结果表明：视野受限下行人总是先寻找“墙体”这一参照物,此后通过沿墙走直到找到出口,但也有少部分风险偏好者会丢掉参照物去寻找捷径;平均疏散速度为0.584 m/s,寻找墙时段的速度明显慢于沿墙走阶段;当行人在靠墙行走时,以不超过15°偏向墙面一侧以提高疏散效率。研究结果可为人群疏散管理和应急设施开发提供参考。     

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。     

地铁站突发事件疏散路径选择影响因素研究

为研究地铁站乘客疏散路径选择的影响因素,用问卷调查方法,在全国7个城市对地铁站突发事件人员疏散路径选择的影响因素进行调查研究。利用SPSS软件分析各因素得分的平均值及标准差,选取均值较大的4个因素和标准差较大的4个因素作为关键因素设计疏散试验,并组织不同学历水平、性别、年龄的298名被试参与试验。结果表明,熟悉程度、通道人员密度、光线条件以及语音疏散指导对地铁站疏散路径的选择影响显著;路径复杂程度和距离出口的距离对地铁站疏散路径的选择无明显影响;安全疏散标志的影响程度与自身认知水平有关,认知水平越高,影响越显著;遇到拥堵和障碍物时人们会优先选择最先看到的路径。     

体质指数变化对民机人员应急疏散的影响研究

为解决民机应急疏散试验过程中,不同类型人员难于组织、成本高昂、可重复性低的问题,采用计算机仿真技术模拟国产支线客机人员疏散试验。首先,根据《中国居民营养与慢性病状况报告(2020年)》中对我国居民的体型变化描述,收集整理所需的人员体型数据;然后,确定不同体质指数(Body Mass Index, BMI)人群的反应延迟时间、行走速度,在Pathfinder中构建ARJ21-700客舱人员疏散模型;最后,按照CCAR-25-R4中对人员年龄和性别比例的要求,分别对设计的机上人员肥胖率按比例逐渐增加的5种场景进行疏散仿真。结果表明,相较于场景1中的正常BMI组,当成年组、老年组的BMI为超重肥胖的比例达到报告中的数值时,平均疏散时间为逼近规定阈值的76.91 s,增幅为26.39%,人员的平均堵塞时间也会有较大增加,应引起适航部门和航空公司的重视。