基于改进Togawa模型的人员疏散时间预测模型研究

为解决传统疏散模型在计算人员疏散时间时参数不确定的问题,采用离散算法和Fruin模型对传统的Togawa疏散模型进行改进,先将时间离散为多个微小单元,假设各时间单元内人流密度不变,然后通过Fruin模型确定Togawa模型参数值,并运用迭代法累计各单元时间得到疏散时间,提高了计算的精确度.以辽宁工程技术大学博雅楼紧急情况下人员疏散为例进行分析,结果表明,改进的Togawa疏散模型预测的人员疏散时间与实际疏散时间相对误差为3.6％,预测精确度较高.     

人员密度和出口宽度的不确定性对疏散行动时间的影响

基于Kikuji Togawa所提出的常用人员疏散行动时间经验公式，使用拉丁超立方抽样法，研究房间人员密度和出口宽度的不确定性对疏散行动时间的影响。得出二者服从均匀分布和正态分布条件下，疏散行动时间的概率密度直方图和累积概率曲线。结果表明，人员密度和出口宽度的不同分布形式对疏散行动时间都有显著影响，二者服从正态分布时，计算得到的疏散行动时间范围比服从均匀分布小，且较为集中。而服从均匀分布时，计算得到的疏散行动时间在其范围内则较为均匀、分散。在小概率0～0．1区间范围内，人员密度和出口宽度服从正态分布时，计算得到的疏散行动时间累计概率值明显较均匀分布小，说明二者服从正态分布得到的疏散行动时间值偏于保守。二者均为不确定参数时，假定人员密度服从均匀分布，出口宽度服从正态分布时计算得出的疏散行动时间值偏于保守。     

人员非均匀分布条件下的疏散引导方向优化算法研究

在紧急疏散中,疏散引导标识或疏散引导人能够帮助人员快速找到最近出口,有效减少疏散时间。疏散引导标识或人的引导方向一般是根据建筑布局情况预先进行设计,当前位置的引导方向指向最近的疏散出口。本文综合考虑了建筑布局及人员分布情况,提出了人员非均匀分布条件下的疏散引导方向优化算法。该算法以Togawa疏散时间经验公式作为估价函数,通过多次迭代的方法,求解疏散引导方向的优化值。以双出口的疏散场景为例,利用疏散软件Legion对优化前后疏散引导方向下的疏散时间进行了比较分析。结果表明,优化后的疏散引导方向能够引导人员充分利用疏散出口,疏散时间较仅考虑建筑布局所设计的疏散引导方向的模拟值降低了近四分之一,大大提高了疏散效率。     

基于Evacuation NZ疏散模型火灾人员疏散时间研究

为准确计算火灾人员疏散时间,本文基于计算机模拟火灾人员疏散时间的优势,运用Evacuation NZ疏散模型模拟大型建筑物火灾疏散时间,并与传统工程算法的疏散时间以及实际疏散演习时间进行对比。结果表明:Evacuation NZ疏散模型比传统工程算法得出的疏散时间更接近实际,为消防监督人员和建设单位估算模拟疏散时间提供参考。     

基于随机森林的人群疏散预测及影响因素分析

为对人群疏散预期目标快速预测,分析预期目标与多重影响因素之间的关系,提出基于疏散仿真模拟和随机森林相结合的预测模型。首先,构建人群疏散三维模型;其次,分析影响疏散的关键因素;最后,基于随机森林构建预测模型,开展预测变量的重要性分析。研究结果表明：该方法能对预期目标进行快速预测,预测准确度达到94%;基于变量重要性分析发现,人员数量对疏散的影响显著,且小群体的存在对疏散也有重要影响。研究结果可为人群安全疏散评估提供一定参考。     

既有建筑改造前室门宽对人员疏散影响的数值模拟分析

针对某既有办公建筑改造时前室门宽不符合现行设计规范要求的问题,本文基于现行消防设计规范,对人员数量和所需前室门宽进行核算,分析安全疏散风险和改造难点。运用Pathfinder疏散软件建立疏散模型进行数值模拟,得出人员疏散至前室内的所需疏散时间,比较分析不同前室门宽对人员安全疏散的影响。结果表明:前室门宽0.8m时各层人员疏散至前室所需时间比1.2m时显著加大;整楼疏散时楼梯间出现拥挤,与分层独立疏散相比,各层疏散至前室所需时间增长较大;模拟得到的疏散所需时间比依照规范计算得到的时间要大得多。     

改进经验公式法计算隧道人员疏散时间

为评估隧道发生火灾时人员疏散安全,有必要准确计算隧道人员疏散时间。传统经验公式法的假设条件过于简单,而现有仿真模拟方法不能准确地模拟人的复杂行为。建立改进的经验公式法,通过随机输入计算参数来模拟隧道人员疏散的动态随机过程,将疏散时间计算分解为多个阶段,并考虑车辆及人员的随机分布、火灾探测及人员反应时间的计算、大客车乘客下车时间、人行速度的随机输入、以及随人流密度变化的横洞门通行能力等,使计算所得疏散时间更贴近实际。与其余方法对比分析表明,采用改进的经验公式法得到的计算结果与传统经验公式计算方法相比,计算精度有较大提高。     

地下商业街建筑人员疏散预测

利用网络控制原理地下商业街建筑人员疏散行为进行模拟,建立疏散预测模型,通过计算机软件的开发预测建筑人员疏散所需时间动态模拟疏散过程。并根据预测结果对建筑方案及疏散计划方案加以修改完善,以保证建筑中所有人员在火灾发生时得以安全疏散。     

智能疏散指示标志诱导系统优化设计与人流控制研究

为改善疏散指示标志在紧急情况下的疏散引导效果,基于逃生者的信息感知等因素,开发智能疏散指示系统的疏散路线优化算法。将安全疏散的基本原则、智能疏散指示系统的设置位置、建筑空间结构及典型火灾场景相结合,综合考虑路径长度、出口宽度、人员密度以及疏散人群分布等因素,针对特定场景,改进智能疏散指示标志。结果表明:改进后的指示标志能指引人员迅速找到疏散路线,有效地缩短疏散时间;将指示标志的控制作用纳入人群分布预测模型,可得到更接近真实情形的疏散人群分布预测模型。     

人员位置固定的公共场所分区疏散研究

通过将分区疏散转化为分配问题(Allocation Problem),并采用启发式的A*优化算法,对人员位置固定的公共场所分区疏散进行研究。进一步利用基于元胞自动机模型的大型公共场所人员疏散行为模拟仿真系统,在充分考虑公共场所中每个人员的状态、人员之间以及人员与周围环境的相互作用的前提下,对疏散分区的效果进行模拟;通过与未分区的模拟结果相比较,可以认为,分区疏散有助于人员快速疏散,大大缩短整体避难时间,而且基于移动路径搜索的分区更加切合实际。     

单洞双线铁路隧道火灾人员疏散安全性分析

为了分析单洞双线铁路隧道火灾人员疏散安全性，基于单洞双线铁路隧道结构特点，分析不同火灾场景下人员疏散模式，利用火灾动力学模拟软件FDS，建立隧道火灾模型，分别研究火源位于车头和列车中部车厢内时可用安全疏散时间。利用Pathfinder软件，模拟人员折返路线与不同疏散口间距下人员疏散过程，分析必需安全疏散时间及其影响因素。研究结果表明:隧道发生火灾时，人员可用安全疏散时间与火源位置有关，必需安全疏散时间受疏散总人数、疏散口选择、疏散口间距等因素影响很大。在设计隧道疏散系统时，可通过减小疏散口间距和设置明显的疏散设施指示标识，减少人员疏散所用时间。     

深埋地下空间电梯楼梯协同疏散的仿真实验研究

为研究灾害中如何有效疏散人员的问题,依托重庆沙坪坝综合交通枢纽工程,通过pathfinder软件对沙坪坝综合交通枢纽地下空间人员疏散进行仿真模拟,研究电梯楼梯协同疏散在人员密集地下空间建筑疏散的可行性。结果表明:电梯楼梯协同疏散相对于传统楼梯疏散具有更大的优势,疏散时间相比传统疏散方式减少了约一半。     

基于灾变的人群疏散避灾路径优化及应用

突发事件条件下的应急疏散是一个复杂的过程,不仅要考虑时间因素,而且要考虑疏散网络中各路段的受灾风险水平。因此,对于人群快速转移避灾路径的解算结果,不仅要求快速,还要求避灾。基于灾害预测的疏散路径优化理论模型,在求解时变灾害条件下,集成考虑实时与未来灾害影响的转移避灾路径优化算法。采用C#程序设计语言和Visual studio 2013平台,开发了进行模型算法实现的原型系统,并通过算例进行了说明。结果表明:在预先设置的灾害情景中,提出的模型算法可以提前规划出避开灾害且疏散时间较短的路径,为制定应急预案提供参考依据。     

基于蚁群算法的烟气中人员疏散路径选择优化

针对火灾烟气环境下的人员疏散问题,分析人员密度以及烟气能见度对疏散速度以及最佳疏散路径的影响。首先,得到烟气及人员密度对疏散速度的修正函数,并将该函数同蚁群算法的启发式信息函数进行耦合;其次,改进蚁群算法求解最佳路径的局限性,建立1种基于蚁群算法的人员疏散路径算法模型;最后,将算法模型应用于实例研究。研究结果表明:所提出的模型可较好地优化人员疏散路径,并进一步提高人员疏散效率。     

不同楼梯布局条件下行人疏散效果仿真研究

为研究不同楼梯类型的行人疏散效果，改进传统社会力模型，模拟4种常见梯形中行人的疏散过程，并通过总疏散时间和平均疏散速度指标以及微观速度密度分布图分析其疏散效果中存在的内在物理机制。研究表明:从安全和高效疏散角度上看，在限定空间中，单跑无平台梯形布局有利于低密度人群下人员的快速疏散；在中、高密度人群中，双分梯形的分流特点更有利于人员安全、快速疏散。从微观密度、速度分布图可看到这4种梯形在人员疏散过程中均易造成人员聚集拥堵，但发生事故风险的位置不同。单跑有、无平台梯形在楼梯上端和下端均易发生拥堵，且此时速度值大，发生事故的风险高；双分与双跑梯形在楼梯与平台的转角处易发生拥堵。     

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。     

基于元胞自动机的极端降雨下地铁疏散模拟*

为研究地铁系统在极端降雨灾害下的人员疏散过程,分析人员疏散过程影响因素和改善方法,将数值模拟方法与模糊逻辑理论相结合,在传统元胞自动机疏散模型中引入人员疏散行为选择机制,模拟地铁隧道遭受洪水侵入以及采取改善措施后的疏散情况。研究结果表明:引入人员疏散行为选择机制可以较真实地模拟极端降雨下受限空间中的人员疏散过程;采取改善方案后,人员被迫改变疏散行为的比例下降53.95%,人群疏散安全度由0.201提升至0.633;当采取与防洪能力不适应的疏散平台高度时,疏散安全度较采取合理设施时平均下降30%且差异较大;硬件设施满足安全度达到0.6为宜,按照最终安全度为1设计疏散方案,可使硬件设施设计与疏散方案制定更加合理配套。研究结果可为地铁系统防洪设计与管理提供参考。     

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。     

考虑抢行行为的恐慌状态人员疏散研究*

为研究恐慌状态下人员抢行行为对整体疏散效果的影响,建立考虑抢行行为的恐慌状态人员疏散元胞自动机模型,基于恐慌情绪算法将人员分为恐慌者和非恐慌者,通过改变恐慌者抢行概率体现抢行行为,并模拟仿真分析初始人员密度、恐慌情绪转化、抢行概率对人员疏散影响,对疏散过程中特殊现象进行分析。研究结果表明:人员密度适中时,抢行行为能够减少恐慌者数量,加快恐慌者转换进程,疏散时间随抢行概率增加而减小,疏散过程中存在恐慌聚集和两端疏散现象。研究结果可为突发事件下人员紧急疏散提供理论支持。     

导流栏杆设置对地铁岛式站台人员疏散的影响分析

为研究导流栏杆设置对地铁岛式站台人员疏散效率的影响,选取不同出口分布类型的地铁岛式站台为研究对象,基于BuildingEXODUS软件进行数值模拟,分析导流栏杆设置对不同出口分布类型地铁岛式站台人员疏散的影响.研究结果表明:A型站台在设置导流栏杆后,人员疏散时间均有所增加,导流栏杆设置长度为2,4 m时,人员疏散时间增...