复杂建筑人员密集区域疏散模型

为有效评估复杂建筑人员密集区域发生突发事件时的人员疏散能力,结合人员疏散的移动速度、疏散时间、人群密度等3个方面的动力学控制方程,构建复杂建筑人员密集区域的人群疏散数学模型;以某商场突发事件为例,分别用该模型和Pathfinder软件模拟的方法,计算该商场人员疏散时间。结果表明:移动速度、疏散时间、人员密度等三者相互影响、控制,最终影响疏散效率;人群疏散数学模型与Pathfinder软件仿真模拟的疏散时间相符,并且该模型的计算结果反映出疏散时间主要与建筑物的楼层数目、人群移动速度、人群密度以及楼梯的物理参数等有关;该模型预判出疏散人员在楼梯口易发生堵塞且最占用疏散时间。     

飞机客舱安全疏散影响因素研究

为提高和优化民航客机安全疏散效率,选取出口个数、出口位置、出口宽度和过道宽度四个因素,基于steering模型构建仿真模型,分析不同因素对疏散效率的影响。结果表明,前后出口疏散效率优于中间出口,且出口大于3个时,增加出口对疏散效率影响不显著;出口宽度从50cm增加到65cm,疏散效率提升明显,大于65cm之后,对疏散影响不显著;过道宽度设置为70cm较为合理;客舱前后区域疏散时间差异明显,前部疏散明显快于后部;通过优化客舱布局,设置合理的结构参数,消除了过道和出口瓶颈,并显著提升了客舱人员疏散效率。     

基于动态网络流的区域疏散分析模型与仿真

区域疏散分析是应急管理工作的重要内容。基于CBRN事故区域疏散的特点,引入疏散亚区域的概念,并运用运筹学中图论与离散时间动态网络流的理论和方法,建立CBRN事故区域疏散优化模型。采用RELAX算法求解该模型,并结合CBRN事故时期人员疏散过程详细介绍区域疏散分析的流程。最后将所建模型应用于具体实例,程序运算结果表明群众对紧急疏散通知的反应速度越快,被疏散人数越少以及尽早通知群众疏散时,人员疏散效率明显提高。CBRN事故区域疏散优化模型可为优化和改进CBRN事故区域疏散的方法提供依据。     

基于微观模拟的多层地铁站疏散效率研究

为客观评估复杂多层建筑物的人员疏散效率,以一个3层地铁站为例,用City Flow流微观人员疏散模型模拟不同疏散场景,量化分析人员分布情况、电梯操作方式、人员寻路行为3方面的场景设置变数对疏散结果的影响,提出楼层疏散效率概念,探讨多楼层建筑结构人员疏散过程中如何摆脱疏散场景设置的变数,客观评价建筑结构自身的疏散效率。结果表明:增加手扶电梯E3使疏散时间减少9.8%,让大多数人选择楼梯S2可减少16.9%的疏散时间;距离安全出口越远的区域受疏散场景调整的影响越大,整体疏散效率的提高取决于所有疏散通道之间的相互平衡和配合;楼层疏散效率能反映各楼层自身属性,是客观有效的评价指标。     

复杂建筑空间人员应急疏散的无人机引导模型研究*

为提升紧急情况下复杂建筑空间中应急疏散引导的疏散效率,采用仿真模拟方法,提出1套可适用于复杂建筑空间人员应急疏散的无人机引导模型,该模型通过改进传统算法和构建新方法,实现无人机空间遍历移动规则寻优、无人机引导路径寻优以及基于“障碍物空间场域”建筑空间区域划分。研究结果表明:相较于没有无人机引导,采用单无人机和多无人机协同引导疏散,可大幅缩短整体疏散时间,有效减少疏散路径当量长度,提高疏散效率并保证路径安全,为无人机在应急救援和疏散的应用提供新思路。     

基于改进最优迈步模型的楼梯区域疏散模拟

面对火灾等紧急事件,如何从多层和高层建筑内快速有效地疏散人群是火灾安全研究的一个重要课题。针对楼梯间这一重要疏散场景,考虑行人在台阶与转角平台处的迈步特征差别,在转角平台提出并采用圆形连续场域的生成法和运动规则,构建了一种改进的最优迈步模型。利用该模型重现了NIST进行的疏散演习场景,并从实时疏散人数、总疏散时间和基本图等方面进行了分析。结果表明:模型符合真实楼梯间行人疏散特性,可用于楼梯区域行人流的研究和分析。     

考虑从众阈值和主体特征的人群疏散元胞自动机模型*

为研究从众行为对人群疏散效率的影响,建立考虑从众阈值和主体特征的人群疏散元胞自动机模型,通过引入从众阈值反映人群中不同个体的从众选择程度,耦合每个主体不同特征属性、不同人员认知能力导致的疏散从众选择差异,利用元胞自动机模拟人群运动状态及动态演化过程,探究从众行为对人群疏散过程的作用规律。结果表明:人群疏散中选择从众行为的人员比例与整体疏散效率存在对应关系,本模型原始工况下,当人群中约60%的人员做出从众选择时,疏散效率相对最优。     

基于信息传播系统的人员疏散模型探讨

笔者提出了紧急疏散中狭义和广义信息传播原理,并在此基础上建立了一种基于信息传播系统的人员疏散计算机模型。狭义信息,即能被人员本身接受和作出反应可感知的信号,它的产生和传递对疏散过程有直观而显著的影响。而广义信息则是其进一步延伸,包括了疏散过程中各种具体行为和作用结果。为了更全面地模拟和再现疏散过程中人员行为,使用的模型引入了狭义的信息传播原理。该模型由4个子系统构成,即人员模型、信号模型、建筑模型和特殊场景模型,较为充分地考虑了火灾疏散中的关键因素。运用该模型不但可以对疏散中的人员特殊行为进行理论研究,而且可以为实际工程(如地铁站、体育场馆、教学楼、医院等高风险场所)进行疏散安全论证提供帮助。     

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。     

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。     

基于区域网络人员疏散模型的计算机仿真

在分析国内外已有安全疏散模型的基础上,结合区域模型思想,提出了以功能单元为基础的精细网格区域疏散模型(区域网格疏散模型).区域网格疏散模型根据建筑单元的功能设置各单元的人员密度,而疏散过程中人员运动速度受人员密度的影响.以MATLAB为开发平台,完成了界面窗口建立、各控件内部计算处理函数语句编程等工作,开发了区域网格疏散仿真程序(Zone Grid Evacuation Simulation Software,ZGESS).该程序可显示各楼层不同时刻的人员分布情况及整个建筑物人数随时间的变化.对建筑人员疏散的实例分析表明,区域网格疏散仿真程序能够模拟人员疏散的运动过程,并可将各单元及整个区域内的疏散全过程动态显示出来.     

人群应急疏散模型构建及疏散效率分析研究*

为更系统地分析社会网络内预警传播对人群疏散效率影响,以江苏德桥仓储有限公司“4·22”较大火灾事故为背景,构建人群应急疏散模型,模拟不同预警策略应用下社会预警传播及人群疏散动态过程,分析不同情景动态演化特征。研究结果表明:高效预警策略确保多数人被预警、疏散的同时,会造成人群集聚性疏散,引发严重交通拥堵,需采取有效方法降低交通实时承载量,保障疏散速度,进一步提升疏散效率。研究结果可为完善应急疏散方案提供借鉴。     

基于应急通知方案优化的火灾疏散风险评估：以高层大学宿舍楼为例

大学的应急通信系统组织网络建设对高层大学宿舍楼火灾疏散至关重要。为了研究高层大学宿舍楼发生火灾时，基于组织传播进行应急通知，以及火灾疏散风险评估问题，并充分考虑大学宿舍楼多种情景多种周期的风险差异，通过建立火灾疏散周期风险评估模型，耦合基于组织传播的应急通信系统模型，对北京某高层大学宿舍楼的多情景火灾疏散的应急通知方案优化和周期风险评估进行了案例研究。通过分析基于组织传播的应急通信系统模型，提出了3种应急通知优化方法，形成了21种优化方案。结果表明，减少系统环节数量，提高各环节的传递效率，选择合适的通知顺序，加强晚休时间的安全管理，降低人员密度，能够有效降低火灾疏散周期风险。     

基于元胞自动机的人员疏散出口选择博弈模型

为提高人员出口选择行为的疏散效率，针对紧急情况下多出口房间的人员疏散过程，提出了一种结合博弈论方法和元胞自动机模型的出口选择优化模型。该模型基于博弈论中的最佳反应动力学概念，考虑了疏散人员之间的相互影响，其中每个人员通过对其他人的选择策略做出最佳响应。分析了影响人员出口选择行为的关键因素，包括人员的耐心坚定程度、出口可见性和出口熟悉度、出口布局以及最佳出口间距等。并将此模型与模拟软件Pathfinder的进行对比，验证了其高效性。结果表明，低耐心程度会导致人员犹豫徘徊行为，不利于疏散。对于单出口选择情况，出口位置分布在墙壁中间时人员疏散效率最高。对于多出口选择情况，当两个出口位于同一墙壁时，出口的最佳间距应设为所处墙壁长度的0.5倍。而位于不同墙壁时，出口对称设计下的人员疏散选择时间最短。     

多层建筑楼梯疏散宽度组合仿真研究

为探究事故发生时楼梯宽度对多层建筑疏散效率的影响,结合多层建筑楼梯疏散特点,建立多层建筑楼梯疏散模型。基于多层建筑疏散过程,以社会力模型为基础,分析多层建筑行人疏散方式,构建楼梯疏散汇流模型;计算各楼层行人汇流时间以及楼梯汇流疏散效率;以某多层教学楼为仿真案例,构建不同楼梯宽度组合疏散场景,仿真多层建筑物疏散过程,获取各楼层汇流时间及楼梯疏散效率。结果表明:楼层平台汇流持续时间与楼层所在位置正相关,楼层所在位置越高,汇流持续时间越长;低楼层楼梯宽度增加有利于优化中间楼层行人汇流作用,提高多层建筑疏散效率,而高楼层楼梯宽度增加则会加剧中间楼层行人汇流对疏散的不利影响,降低多层建筑疏散效率。     

基于Pathfinder的装配式建筑施工安全应急疏散研究*

为保障装配式建筑现场安全施工,提高紧急事件发生时现场施工人员安全疏散效率,利用Pathfinder软件进行建模,并结合人员体征、疏散速度和人员比例等进行仿真模拟,分析施工现场主体施工阶段预制构件、机械器具等物品堆放数量、位置规划和现场施工人员数量等因素对疏散时间影响。结果表明:装配式建筑现场施工人员疏散瓶颈区域为室内走廊和疏散楼梯口处;施工场地内物品堆放数量和位置规划对疏散时间影响较大;每层现场施工人员数量达到一定数值时,需采取限制措施。研究结果可为装配式建筑施工现场疏散通道合理规划和施工现场安全管理提供理论依据。     

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。     

井场作业人员应急疏散仿真研究

为了研究石油天然气开采作业过程中发生井喷或一氧化碳和硫化氢泄漏等突发事件时井场作业人员的应急疏散规律,以压裂作业为例,采用社会力模型,建立压裂井场模型,将压裂作业中压裂队、试油队和射孔队等作业人员按照常规工作区域分为5组,模拟了井喷失控时压裂井场作业人员撤离至应急集中区域的应急疏散过程。研究结果表明:仿真计算可以间接反映作业人员的真实疏散水平,可评估应急疏散效果;砂罐车附近的作业人员疏散用时最短,液灌附近的作业人员疏散用时最长,在通过狭窄区域时出现了拥堵现象。仿真计算结果可为井场设施摆放、临时房屋建设、应急集中区域选择等井场布置工作提供参考,可用于指导合理应急疏散方案的制订。     

基于风险评价的核应急分区疏散规划*

为保障核事故应急疏散的时效性和安全性,降低核事故损失,基于核辐射时空分布特征,对疏散集中点和疏散路网进行风险评价,提出分区疏散组织策略,结合行政区划法,完成核电站场外疏散区域划分;将总暴露风险作为优化目标,构建基于元胞传输的分区疏散规划模型,并以我国某沿海核电站为研究对象,验证分区疏散方案可行性。研究结果表明:考虑核辐射风险后的分区疏散方案,能够有效提高疏散效率,保障公众安全,降低疏散时间和暴露风险,优化疏散期间交通状况。研究结果可为核应急疏散组织工作提供参考。     

建筑火灾下人员疏散行为的分析与环境的仿真模拟

随着建筑走向大型化,综合化和复杂化,在火灾下人员疏散的问题也越来越突出,本文从建筑学专业角度出发,通过运用多主体仿真理论,结合疏散行为的特点提出了建立疏散模型的理论基础。综合分析了环境数据和影响要素,建立了有效的疏散模型。可以科学的评价建筑物设计的合理性,为建筑的设计工作提出指导性建议。同时对防灾减灾管理和疏散训练提供科学而有效的参考。