基于人群生活模式的房屋震毁致死率估计

为提高突发性灾害中人员伤亡快速估计的精度,识别不同空间状态下人员死亡率的差异,基于村镇居民生活模式调查(HAPRRES)数据和由此建立的人群生活模式参数模型库,仿真估计2005—2018年我国13场地震发生时人员空间状态分布,优化获取地震毁坏房屋内睡眠与清醒状态人员的死亡率模型。分析结果表明：毁坏房屋中入睡者的死亡率(5.16‰)是清醒者死亡率(0.85‰)的6倍;土坯房毁坏时,入睡者的死亡率(1.60%)是清醒者死亡率(1.34‰)的11.9倍,而非土坯房毁坏时入睡者的死亡率(2.35‰)是清醒者死亡率(0.54‰)的4.3倍。文中获得的死亡率模型具有较好的稳健性。     

基于DPM模型的建筑小区内颗粒物扩散研究

近年来,颗粒物污染是影响居民居住环境的关键因素,为了控制颗粒污染物扩散、改善居民生活环境、提高居民生活质量,有必要研究不同风向和不同污染源位置下颗粒物的扩散规律。根据几何参数建立了建筑小区的三维模型,采用FLUENT软件,选用RNG k-ε两方程模型和离散相模型(Discrete Phase Model,DPM)对建筑小区内的气流运动、颗粒物扩散及浓度分布进行数值模拟,给出不同风向、不同污染源位置下人呼吸高度和窗高处的空气流场和颗粒物浓度场。研究显示,结合当地主导风向,合理安排建筑小区布局及车道的走向可以有效减轻建筑小区受污染的程度,从而提高建筑小区风环境质量,改善居民的生活环境。     

基于多目标规划的城市避难场所选址研究

当城市发生重大事故灾害与突发事件时,有效地对人群进行疏散,使之撤离到相对安全的避难场所,是应急救援行动的核心技术问题,是解决城市公共安全问题必须首先面对的重大课题.充分考虑选址问题中的"公平"和"效率"原则,提出了城市避难场所选址的多目标规划模型,并利用建模优化软件LINGO(Linear Interactive and General Optimizer)进行了求解,从而得出避难场所的最佳选址位置.最后,以天津市地震避难场所的选址为例,说明了多目标规划在城市避难场所选址中的应用过程.结果表明,这种方法可以满足选址规划需求,具有一定的现实意义.     

基于GIS的城市公共安全应急决策支持系统的研究

以地理信息系统(GIS)为平台,集成决策支持系统(DSS),研究开发了"基于GIS的城市公共安全应急决策支持系统".该系统包括基础信息子系统、灾害信息子系统、危险源管理子系统、火灾分析子系统、洪灾分析子系统、地震分析子系统、风灾分析子系统、公共安全规划子系统、应急决策子系统和系统总控模块等.剖析了当前城市公共安全决策模式的弊端,介绍了该系统的结构框架和各子系统的功能,提出了一种快速、高效构建城市基础空间数据库的技术方案,并探讨了该系统与城市公共安全体制的融合机制问题.实践证明,在对城市可视化与数字化的基础上,该系统能够实现城市灾害信息的科学管理,各种灾害分析模拟,公共安全规划以及应急决策支持,从而有效提高突发性城市公共安全应急的效率和响应速度,为城市公共安全的应急工作提供了有效的辅助手段.     

考虑人群拥堵的疏散出口选择行为研究及建模

出口选择是疏散过程中最重要和复杂的决策行为之一,受到空间结构、人群分布和行人认知等多方面因素的影响,为了使疏散仿真能够合理地模拟出行人的寻路和逃生过程,提出了考虑人群拥堵的出口选择模型。该模型基于多元Logit离散选择模型,考虑到影响个体疏散时间的因素以及对不同出口类型的偏好。研究发现个体的疏散时间随着拥堵人群位置的不同而有所差异,从而以决策者而不是出口的角度定义了一个计数区域来估计影响决策者排队时间的人数。并且研究出口重新选择的触发条件和程序。将出口选择模型和程序引入BuildingEXODUS软件进行疏散仿真,通过对比显示,仿真结果更符合真实情况,特别是在具有障碍物和人群分布不均匀的场景中更显优势。     

恐怖内心思想的智能阅读车(IRV)开发研究

近年来 ,恐怖袭击事件威胁着城市公共安全 ,给人们的精神和心理造成极大的创伤和痛苦 ,已引起各国政府、各大媒体的广泛关注。笔者分析了城市公共安全的特点 ,研制了恐怖内心思想的智能阅读车 (IRV) ,通过对进入公共场所的人群进行快速 (数秒内 )检测人体生理参数 (3项指标 ) ,阅读人群的心理、生理、行为特征 ,快速地识别出恐怖分子 ,解决了安全预警滞后的问题 ,建立公共安全的常规通道 (或非常规通道 )。研究与开发的目的是从传统的被动防范转变到主动预控 ,为解决国内外防恐和反恐难题提供了一种新方法。     

基于动态信任网络的突发事件模型库系统的研究

根据突发事件应急决策的需求,本文结合模型网络法和基于信任筛选器的模型组合方法,提出了动态信任网络的模型组合方法,实现了根据不同的突发事件和不同环境选择适合的模型进行模型组合。在运用动态信任网络模型组合方法的基础上,本文应用Agent技术提出了一种智能化较高的突发事件模型库,不仅增强了模型库的适应性和模型库的自学习功能,而且还可以对耦合灾害和复杂事件链的应急处置提供良好的模型决策支持功能。     

大连市人群对多环芳烃的暴露及健康风险评价

近年来大连市多环芳烃污染日益严重.为研究大连市多环芳烃类有机污染物对居民产生的潜在健康危害,结合大连地区人群状况,采用多介质-多途径暴露模型,评价大连市居民暴露于多环芳烃的暴露量及由此导致的健康风险,分析不同环境介质、暴露介质及暴露途径的风险贡献率,并结合蒙特卡罗方法分析研究过程中的不确定性.在实际评价时,根据大连市的实际情况,选用了部分美国环保局推荐的参数,剩余的评价参数根据国内的相关文献进行了修正.结果表明,大连市居民中男性和女性对环境中多环芳烃的日平均暴露量分别为2.59× 10-4 mg/(kg·d)和2.79×10-4 mg/(kg·d).主要暴露途径是膳食暴露,此外呼吸暴露也占有一定的比重,皮肤暴露作用很小.膳食暴露中对总暴露贡献最大的食品是谷物和蔬菜.相应的男性和女性的健康风险度分别为2.68×10-5a-1和2.90×10-5 a-1,大连市多环芳烃类污染物居民人体健康风险度高于可接受健康风险度标准.大连市女性对多环芳烃的暴露量高于男性,女性健康风险平均值亦高于EPA标准值.大连市多环芳烃人群暴露与天津、北京和兰州相比存在一定的差异.各项参数中,粮食、蔬菜摄食量和相应的多环芳烃(PAHs)残留浓度是影响暴露的重要因素.通过蒙特卡罗模拟得到各年龄段人群对多环芳烃(PAHS)的日均暴露量的分布特征,各输出变量均服从对数正态分布.     

兰州地区居民暴露于DDTs的健康风险评价

为研究兰州地区滴滴涕(DDT)对人群的健康风险,应用改进的美国环境保护局(USEPA)多介质暴露模型,结合兰州地区人群状况,计算了各年龄人群通过13种暴露途径对DDT的暴露量。结果表明,兰州地区居民对环境中DDT终身日平均暴露量为9.20×10-4mg/(kg·d)(儿童)和5.25×10-4mg/(kg·d)(成人)。暴露途径中食物暴露为主导,其次是呼吸暴露,皮肤暴露作用很小。食物中贡献较大的为谷物和蔬菜。相应的健康风险度分别为1.27×10-7a-1(男性)和1.47×10-7a-1(女性)。兰州地区滴滴涕(DDT)居民人体健康风险度低于可接受健康风险度标准,兰州地区滴滴涕(DDT)人群暴露水平与天津、太原、太湖区域相比存在一定的差异,女性对滴滴涕(DDT)的暴露量高于男性。兰州人群的滴滴涕(DDT)暴露量为儿童大于成人,儿童是滴滴涕(DDT)暴露风险最高的群体。各项参数中,粮食和蔬菜摄食量和相应的滴滴涕(DDT)残留浓度是影响暴露的重要因素。通过蒙特卡罗模拟得到各年龄段人群对滴滴涕(DDT)的日均暴露量的分布特征,各输出变量均服从对数正态分布。     

汶川地震前成都市避难场所应急能力评估

为判断地震避难场所紧急避难能力是否满足居民灾后紧急避难阶段的需求,提出基于L-A模型的避难场所应急能力评估方法。该方法充分考虑紧急避难场所容纳能力、居民空间分布状况、紧急疏散路径因素,采用空间网络分析方法确定避难场所服务范围,将区域未能接纳人数及地震避难场所利用率作为避难场所评估分析的重要因素,并综合运用GIS技术实现评估分析的可视化。最后以成都市现有避难场所布局为例进行分析,结果表明:在震后紧急避难阶段成都中心城区有一定数量的人群未能安全避难且紧急避难场所资源分布不均衡。     

地表水环评数值模拟精细化研究

基于《环境影响评价技术导则地面水环境》(HJ/T 2.3—93)的数值模型部分内容已经落后于水动力及水质等数学模型的发展,不能满足环境影响评价工作的实际需要。建议开展地表水环境影响评价数值模拟精细化研究,研究不同模型维数、不同模型类型之间模拟结果的差异,并开展模型参数的敏感性分析,阐明影响预测结果的主要模型参数,建立适合我国环评应用的数值模拟预测共享软件平台。同时,开展地表水环境影响评价模型法规化研究,提出适用于国内地表水环境影响评价的数值模型清单,建立法规模型验证案例库和法规模型库,提出进入法规模型库的入库标准,规范环境影响评价中模型的使用,为环境影响评价领域的数值模拟预测规范化、科学化提供技术支持。     

三维煤气管网仿真系统设计与实践

以煤气地下管网为例,按照软件工程思想,采用ArcEngine平台,使用Visual Studio.NET开发工具,结合GIS、数据库、面向对象、虚拟现实、ADO.NET等技术,设计三维煤气管网仿真系统,实现了三维管网的仿真。系统建立基础地理数据库、专题数据库、属性数据库、多媒体数据库和模型库,实现地下煤气管网的基础数据采集、信息管理、三维虚拟仿真、监测预警、专题制图和综合服务等功能。研究结果表明,基于C/S和B/S混合模式的体系结构较好地实现了多源数据管理与系统集成,利用GIS和面向对象技术可进行煤气管网快速三维建模和动态虚拟仿真。     

兰州地区人群对六六六的暴露及健康风险评价

为研究兰州地区六六六(HCH)对人群的健康风险,应用改进的美国环境保护署(US EPA)多介质暴露模型,结合兰州地区人群状况,计算了各年龄人群通过11种暴露途径对六六六的暴露量.结果表明,兰州地区居民对环境中六六六的终身日平均暴露量为2.01×10-5 mg/(k·d)(儿童)和2.53×10-5 mg/(kg·d)(成人).暴露途径中以食物暴露为主导,其次是呼吸暴露,皮肤暴露作用很小.食物中贡献较大的为谷物和蔬菜.相应的健康风险度分别为5.40×10-9 a-1(男性)和6.30× 10-9a-1(女性).兰州地区六六六居民人体健康风险度低于可接受健康风险度标准,兰州地区六六六人群暴露水平与天津、太原、太湖地区相比存在一定的差异,女性对六六六的暴露量高于男性.兰州人群成人的六六六暴露量大于儿童,成人是六六六暴露风险最高的群体.各项参数中,谷物和蔬菜摄食量和相应的六六六残留浓度是影响暴露的重要因素.通过蒙特卡罗模拟得到各年龄段人群对HCH的日均暴露量的分布特征,各输出变量均服从对数正态分布.     

人工神经网络模型在地震安全评价中的应用

地震影响系数是地震安全评价的一个重要参数 ,其分布受到场地条件和基岩条件的共同影响 ,对场地影响的考虑相对比较成熟 ,对基岩的影响则相对考虑较少 ,难以满足城市和重大工程设防的要求。综合考虑基岩条件和场地条件的地震影响系数计算 ,关键在于确定基岩裂缝、能量、位移、场地等指标的分布与地震影响系数之间的关系 ,由于这种非线性关系需要构建多元非线性模型 ,故通过应用人工神经网络方法 ,得到地震影响系数计算模型。以唐山市为实例 ,进行了计算并分析了计算结果 ,为城市规划和工程建设提出了几点建议     

基于Dynamo模式+Revit二次开发的变截面连续梁桥初步设计研究

针对变截梁桥建模困难、效率低下、精确度不足等问题,以鄂州市东沟大桥为工程背景,基于Revit+Dynamo模式提出一套搭建变截面梁桥参数化模型方案,成功搭建全桥三维模型,验证了该参数化模型方案具有可行性。并在此模型基础上,通过Revit API程序接口进行二次开发创建0#节段箱梁钢筋参数化模型,实现了桥梁工程参数化、自动化建模效果,期望能为同类型和其他类型桥梁参数化设计提供一些思路和参考。     

城市公共安全系统可靠性研究

城市公共安全体系由诸多子系统组成 ,其功能的实现依赖于城市公共安全系统的整体可靠性。笔者采用组合功能分析和过程分解的方法 ,对城市公共安全系统的功能、结构和组成进行了讨论 ;应用结构化功能-事件树的混合方法对城市公共安全系统的可靠性特征进行了定性分析 ;建立了城市公共安全系统可靠性模型 ,相应的数学模型可作为城市公共安全保障工作中预防为主的科学依据。据此可以得出 :城市公共安全系统中事故和灾害预防子系统的地位应优于事故预警、应急反应和灾害控制等后处理环节的结论 ,同时可以给出了城市规划中公共安全系统设计的建议。     

基于动态视觉算法的人员疏散预动作时间预测模型

在元胞自动机的基础上,提出一种考虑视觉遮挡的动态视觉算法,结合视觉算法建立了预动作时间模型。从跟随效应的角度出发,在作用机理的层面上解释预动作时间在不同布局场景内产生分布差异的原因。通过试验验证了模型的合理性并探究了场景中不同因素对人群预动作时间的影响,试验结果表明：(1)本模型能够体现不同类型疏散场景下人群预动作时间变化的趋势,且各场景的仿真试验结果与真实试验结果数值相近,本模型具备一定合理性;(2)在相同场景内,提高室内空间的视野通透性可以将人群的预动作时间均值缩短7.05%;(3)疏散过程中当引导员在人群中的占比从0达到20%时,人群的预动作时间均值缩短23.17 s;(4)在单房间场景中,人群密度从0.1人/m²提升至0.9人/m²,人群预动作时间均值缩短9.66 s。提出的模型为疏散预动作时间的生成提供了一种新理论,为建筑疏散优化提供了一种新方法。     

地震应急避难需求的系统动力学研究

为定量研究地震应急避难人群的规模及变化规律,建立需求分析的系统动力学模型。该模型包括建筑物倒塌,断水和电梯停运3种因素造成的需求。参考汶川地震中板房建设速度和电梯修复速度,以及日本关于地震断水率的研究成果,建立非线性模型拟合各需求的变化规律。采用Vensim软件建立系统动力学模型,分析各需求的综合变化规律。采用上海市徐汇区的数据进行案例演算,并与其他研究方法对比分析仿真误差。仿真结果表明:建筑物损坏对人群数量的影响很大,但是灾后1个月内断水的影响最大;相对于工程技术因素,人因对需求有重要的影响。     

翼身融合客机应急撤离建模与仿真方法研究

为研究翼身融合(BWB)客机的应急撤离流程及问题，以我国自行设计的BWB客机布局方案为对象，利用智能体建模方法搭建了该客机舱内应急撤离仿真试验模型，进行仿真试验研究。通过4因素3水平正交试验研究了主过道宽度、引导模式、隔板状态、出口数量等因素对该型客机应急撤离效果的影响，并对仿真试验模型进行了优化与验证。结果表明，主过道宽度在区间[48.26, 55.88] cm变化时会显著提高撤离效率；引导因素对撤离效果影响最显著；舱门引导与区域引导相结合的模式下撤离效果最优，撤离时间为108 s。研究形成了基于社会力模型的智能体在BWB客机应急撤离仿真研究中的应用方案，为其改进设计和制定更优应急撤离方案提供了建议和数据依据。     

基于协助比的特殊人群疏散时间影响研究

为探究救援人员数量对特殊人群疏散的影响，根据疏散时特殊人群行为模式，运用Pathfinder仿真软件，对某特殊人群居住建筑建立基于协助比的疏散仿真模型，模拟不同特殊人群协助比参数，分析不同协助比对于疏散时间的影响；结果显示，楼梯间为影响疏散时间的主要区域，因此，根据原模型中的参数变化情况，建立不同人群疏散速度的楼梯间局部疏散模型，研究不同工况下楼梯间人员疏散速度随协助比的变化情况。研究表明：疏散时间与特殊人群协助比呈“U”型曲线相关，先随协助比升高而降低，在40%(2∶5)时达到最小值，之后随协助比增加而上升；不同协助比时，疏散时间主要受楼梯通过速度影响，低协助比时，楼梯通过速度受楼梯间速度降低系数影响显著，高协助比时，受正常人协助时自身速度下降影响显著。