被疏散者行为的模糊建模与仿真研究

为提高应急疏散效率,根据疏散场景下人员疏散行为的特点,应用模糊推理知识以及Agent技术,并考虑到人员性别、年龄以及受教育程度的差异,利用智能体建模仿真平台Anylogic建立人员疏散模型。最后,通过对北京建筑大学某5层教学楼建立模型并进行模拟仿真,直观展示人员个体的疏散行为。试验结果表明,采用模糊推理决策的人员疏散仿真模型计算结果为整体疏散用时262 s,仅次于完全理想化状态下的整体疏散用时(250 s),接近真实的疏散过程,能有效模拟个体在疏散过程中的行为。     

基于图论与排队论的人员疏散优化模型研究

以办公楼火灾事故为场景,着重对人员疏散运动时间进行优化,主要考虑缩短应急疏散过程中的人员反应时间及疏散运动时间,通过选择图论理论对疏散最短路径进行优选,对壅滞时间的优化则选用排队论理论,提出了防止人群排队壅滞的安全判据,构建了一个基于图论与排队论的疏散优化模型。以某办公楼建筑为例进行疏散模拟,研究了其在火灾场景下的出口宽度,疏散通道长度,分支入口数、宽度以及人员移动速度等对疏散时间的影响。结果表明,建立的基于图论与排队论的疏散模型,对于合理设计疏散路线和优化建筑物的出口和通道结构具有一定的实用价值。     

考虑行为特征的人群疏散模拟研究*

为研究聚集活动中的行人在移动过程中所表现出的行为特征对人群整体移动过程的影响,通过实验观察与计算机仿真模拟的方法对人员移动进行研究。通过对实验视频的观察分析,在CTM模型基础上建立考虑人员跟随行为与保持距离行为特性的移动模型,并在简单无障碍和复杂多障碍的场景进行仿真实验。结果表明:模型能有效地描述行人的运动特征,而且拥挤程度和行人间排斥作用越大时行人移动越慢,整个疏散过程花费时间越长;障碍物的存在会影响人群在出口处的“成拱现象”,对理解人员的运动规律和防止拥挤踩踏事故具有一定理论和现实意义。     

地铁应急疏散恐慌程度模型研究

为研究地铁应急疏散情况下人员恐慌程度,建立地铁应急疏散恐慌程度模型。首先根据恐慌心理量表和调查问卷得到恐慌程度影响因素及其分类,并确定各影响因素权重值。在北京地铁军博站进行应急疏散模拟试验。根据试验数据修正模型中相关事故经历因素,得到地铁应急疏散恐慌程度最终优化模型。结果表明,地铁应急疏散恐慌程度受年龄、携带行李情况、接受安全教育程度、相关事故灾害经历等人员个体因素,以及人员密度、疏散环境复杂程度、事故灾害发生位置等环境因素影响。应急疏散恐慌程度模型计算结果和应急疏散模拟试验结果相近。     

船舶安全疏散研究述评

船舶安全疏散作为保障船上人员生命安全的重要途径,已逐步成为世界航运业关注的焦点。介绍了船舶人员行为及运动特征、船舶疏散模型和船舶疏散设施等三个方面的研究现状。首先说明船舶人员行为及运动特征是船舶疏散研究的基础;然后介绍了现有的疏散模型研究、船舶疏散模型和仿真软件,以及三者之间的相互关系;进而简要介绍船舶安全疏散装置和船舶疏散研究的关系;最后针对船舶安全疏散研究存在的问题和不足,对船舶安全疏散的发展提出展望。     

烟雾场景下的人员疏散仿真研究

针对人员疏散时受烟雾扩散实时动态变化影响较大的问题,建立一种改进的元胞自动机模型,用于烟雾场景下的疏散仿真。首先,在动态参数模型基础上提出烟雾场景下疏散人员视野半径的变化规则,以描述烟雾环境变化对人员行为的影响;同时,建立区域从众行为的运动规则;然后,利用该模型对单双出口场景下的人员疏散过程进行数值模拟研究;最后,分析烟雾场景下视野变化、从众行为及出口宽度对于疏散的影响。研究表明:从众行为在部分情况下对疏散作用具有不确定性,引导员的存在可使疏散效率极大提高;视野范围的变化对疏散时间有一定影响,疏散人员数量较少时影响较大;增加出口宽度能够提高疏散效率,但当出口宽度达到一定程度时效果提升不明显。     

障碍物对房间人群疏散过程影响的宏观模拟研究

公共建筑内随机分布的障碍物可能对突发事件下密集人群疏散过程中人员速度、路径选择行为产生影响.考虑较为密集人群疏散过程与宏观流体流动过程的相似性,用连续性方程描述人群密度变化过程,结合障碍物对人员运动行为的影响,建立了考虑障碍物影响的人员疏散宏观模型.采用该模型计算重现了疏散出口附近的高密度人群拱形和椭圆形分布,定量分析了障碍物以不同概率分布于建筑内不同位置时对疏散过程中人员密度演化以及完成疏散所需时间的影响.     

液氨泄漏事故伤害范围模拟及人员疏散研究

基于高斯烟羽模型,应用风险评估软件对液氨储罐在不同泄漏模式下的液氨伤害范围进行模拟,得出各模式下液氨伤害范围的变化规律,并分析了风速对液氨扩散的影响作用。制定了液氨储罐特定泄漏模拟场景下的人员疏散路径,为液氨泄漏事故下的人员应急救援以及疏散等提供参考。     

熟悉环境条件下的公共场所人员疏散仿真模型研究

建立能够准确描述熟悉公共场所环境人员真实疏散行为的仿真模型,用于指导编制开发具有较高仿真度的程序软件。该模型是在参考Helbing社会力模型建模思想的基础上,分析和量化影响熟悉环境人员疏散行为的主要因素,同时引入可翻越度概念区分不同属性障碍物对人员疏散行为的不同影响,并结合分子模拟原理建立,最后运用C#编程语言实现一个比较具有代表性虚拟场景的模拟,其仿真结果显示模型能够较为完整地体现熟悉环境人员的疏散轨迹及移动速度变化,适用于高铁客运站等公共场所。     

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。     

体育场馆疏散过程中小团体行为的仿真研究

使用微观建模方法中的Agent技术对体育场馆内的人员安全疏散进行仿真研究。首先,对疏散个体以及场馆环境进行了分析,并对个体及场馆环境的建模方法进行了分析;其次,为了真实的再现现实的疏散情况,使用网格方法对场馆平面进行划分,采用基于Agent的方法建立个体决策模型;最后,分析了体育场馆内人员疏散的行为特点,并主要研究体育场馆内的小团体行为,以期再现该行为,并据此分析两种情形下对人员安全疏散的影响。仿真实验得到的数据及结果表明,上述研究与真实的疏散现象相似。因此该模型可用于体育场馆的建设评估及现场指挥预案制定的依据。     

小群体行为作用下的地铁站疏散模型研究

为研究小群体行为作用对地铁站突发事件人群疏散效率的影响,基于社会力模型理论和智能体技术,构建地铁站人群疏散模型。分析小群体趋向性、协调一致性等行为特征,运用社会力模型理论,计算小群体成员移动速度;量化小群体行为对群体内部成员作用大小,修正成员期望速度,确定人群疏散速度;以某地铁站火灾事故为例,分别模拟单人疏散场景和混合疏散场景。研究结果表明:混合疏散场景仿真时间比单人疏散场景仿真时间延长12.29%,平均绕行距离比单人疏散增加38.8%,小群体行为降低了地铁站突发事件人群疏散效率。     

人员疏散时间预测与分析

由于大量火灾事故的不断发生,火灾防范和安全疏散成为一个重要的研究课题。为了探讨人员疏散规律,笔者应用排队论知识及结合“社会力”模型,并综合考虑到建筑结构特征、人员密度及个体的作用和差异,建立了人员疏散模型。通过计算机模拟确定人员疏散时间,结合实例阐述了出口宽度等建筑结构特征、人员密度与疏散时间的关系,结果表明,该模型得到的结果与实际基本相符。通过对人员疏散规律的研究,可以帮助人们优化建筑物的内部结构,特别是门宽,疏散通道的个数,从而加快紧急情况时的疏散速度,减少人员的伤亡;还可以帮助人们设计出正确的管理措施,保证大规模的群众集会时的人员的安全。     

某宾馆火灾烟气扩散及疏散模拟研究

利用计算机模拟技术,对宾馆火灾烟气扩散和人员疏散过程进行了计算模拟.首先基于客房的火灾可燃物分析,设定了火灾增长功率曲线.利用大涡火灾模型,计算了火灾发生后,起火房间、疏散通道及疏散出口内的影响人员疏散的温度、有毒气体浓度以及能见度发展趋势,给出火灾条件下可用安全疏散时间.通过精细网格人员疏散模拟,分析了人员所需安全疏散时间及安全疏散行为方式,研究表明人员可以安全疏散.该方法可作为宾馆火灾安全分析参考.     

不同房间结构下人员疏散的CA模拟研究

采用元胞自动机模型分别对不同房间结构中的人员疏散进行了模拟,重点研究了人员密度和出口条件对疏散时间的影响.结果表明,疏散时间随着人员密度线形增加;根据建筑结构的不同,采用多出口对疏散时间有不同程度的减少.该模拟结果对于出口的设计和人员的安全疏散具有一定的指导意义.     

A dynamic approach for evaluating the consequences of toxic gas dispersion in the chemical plants using CFD and evacuation modelling

Accidental releases of toxic gas in the chemical plants have caused significant harm to the exposed occupants. To evaluate the consequences of these accidents, a dynamic approach considering the gas dispersion and behavior evacuation modelling has been proposed in this paper. This approach is applied to a hypothetical scenario including an accidental chlorine release in a chemical plant. CFD technique is utilized to calculate the time-varying concentration filed and evacuation modelling is used to obtain the evacuation routes. The exposure concentrations in the evacuation routes are calculated by using the code of data query. The integrated concentration toxic load model and probit model are used to calculate the probability of mortality of each occupant by using the exposure concentrations. Based on this dynamic approach, a new concept of average probability of mortality (APM) has been proposed to quantify the consequences of different accidental scenarios. The results show that APM decreases when the required detection time decreases or emergency evacuation mode is implemented. The impact of the detection time on APM becomes small as the wind speed increases. The effect of emergency evacuation mode is more obvious when the release occurs in an outdoor space.     

Modeling and safety strategy of passenger evacuation in a metro station in China

The construction of metro in China is in a period of an unprecedented development in recent years, and the passengers are in high density within the metro during the operation time, the problem of occupant safety in emergencies has attracted more and more attentions. During the design and operation stages, modeling of the metro station evacuation capacity by using the computational models is an effective measure for guaranteeing the metro evacuation safety in the future. In this article, the safety strategy of evacuation in metro stations is first investigated and established, which involves the occupants needed to be evacuated, the evacuation route, and the safety zone. Then, an engineering calculation method for the metro station evacuation time is proposed. Based on the experimental data, simulation of evacuation process in different fire cases is conducted by using an agent-based model, so as to study the features of occupant evacuation behavior, the evacuation time, the passage flow rate, and the strategy of using the escalator as evacuation passage. These conclusions will be helpful for guiding the safe evacuation design of metros in China.     

漳州古雷“4·6”事故居民疏散行为调查及相关性研究

为研究危化品爆炸事故应急处置过程中,事故地点周边居民疏散行为及心理特征,设计预疏散、疏散、返程3个阶段对漳州古雷“4·6”事故居民的行为反应进行问卷调查,运用皮尔逊卡方检验对问卷调查统计结果进行相关性分析,得出40组存在显著相关性的变量组,选取20组典型变量组进行分析。研究结果表明:高学历人群和有疏散经历的人群在疏散中表现的更冷静并且传递信息的意识更强;口头通知在众多疏散通知方式中对疏散的效果最好;有异常感知的人群在疏散中惯性行为更明显,耐心更差;性别和家庭人口数量差异对于人群的疏散行为的影响并不显著。     

地下大型商场火灾时期人员疏散计算机模型

地下商场的火灾危险性决定了地下商场的防火设计应以保护人员的生命安全为首要目标。为此,开发了火灾时期人员疏散计算机模型FEgress,该模型可以计算在建筑物内不同位置处发生火灾时,从火灾发生到人员疏散结束所需的时间,与火灾模拟软件相结合,可以评价火灾时期人员生命的安全性。本文详细阐述了模型的有关概念及计算原理,并简单介绍FEgress的应用。