能见度对个体疏散速度及路径选择的影响研

为提供火灾条件下人员疏散基础数据,基于4层教学楼疏散平台,开展了不同能见度环境下个体疏散实验,研究了能见度对人员疏散速度及路径选择的影响。研究结果表明:正常能见度条件下,人员的平均疏散速度为（2.37±0.23）m/s,个体间疏散速度差异明显,随着能见度降低,人员的平均疏散速度呈现均匀下降趋势,个体疏散速度最终均趋近于（0.36±0.10）m/s;人员水平疏散速度显著大于下行疏散速度,且水平疏散速度受能见度影响更大;当能见度较高时,人员以视觉作为寻路方式,倾向于选择自己最熟悉的路线进行疏散;能见度较低时,人员主要依靠触觉作为寻路方式,即借助墙或楼梯扶手进行疏散,此时人员的路径选择受到周围围挡物的共同作用。     

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。     

能见度降低条件下楼梯上行疏散实验研究

为探究地下公共建筑能见度降低场景中,个体及小群体楼梯上行疏散特征,在某公共建筑楼梯间进行个体疏散和小群体疏散实验,分析不同能见度条件下个体在梯段及平台上的疏散速度、疏散行为、小群体特征等关键参数。研究结果表明：梯段速度受能见度影响程度大于平台速度,在正常能见度条件下,小群体行为会对疏散移动速度产生负面影响,在低能见度条件下,小群体行为有助于提升疏散效率,表现在小群体平均速度高于群体中最慢个体速度且小群体和个体之间的速度差异较小。     

特长公路隧道火灾烟气沉降特性对人员疏散影响的研究*

为研究特长公路隧道火灾烟气沉降对人员疏散安全的影响,通过数值模拟方法,对0,1.0,1.5 m/s和临界风速值4种不同纵向通风风速下隧道火灾烟气沉降特征进行研究,并分析不同风速下烟气沉降对人员疏散的影响。研究结果表明:在无纵向风时,烟气沉降现象较为明显,烟气下沉造成的不均匀烟气温度、能见度分布,提前终止人员疏散的进行;随着纵向风速的增加,沉降现象仍存在,但沉降点后移,对人员疏散的影响减小;在1.5 m/s的纵向通风条件下,火源下游500 m范围内烟气基本不发生沉降且能维持分层,此时几乎不影响火灾下游人员疏散。在实际应用中,火灾初期可先以1.5 m/s的分层风速值进行通风,待下游人员疏散后,再施加临界风速加快烟气排出。研究结果可为特长公路隧道火灾防治和疏散救援提供参考。     

某地铁站突发事件乘客疏散行为分析研究(1)——统计分析

为了掌握突发事件下,乘客疏散速度,疏散时间等数值;基于某地铁站突发事件区间隧道乘客紧急疏散事故案例,采用统计分析突发事件下乘客在列车车厢、区间隧道平均疏散速度、平均疏散时间、触发列车设备等数据;结果表明:突发事件地铁运营公司反应时间为3分39秒;乘客在列车车厢内总体平均疏散速度0.08m/s,总体平均疏散时间3.31s/人;乘客在区间隧道疏散总体平均疏散速度0.145m/s,总体平均疏散时间4.10s/人等数值。为地铁设计人员、地铁安全评估、仿真模型、地铁运营安全管理、应急疏散预案的编制提供参考。     

视野受限定量控制条件下疏散人员运动特性研究

为探究视野受限环境对疏散人员运动速度和步态特征的影响，通过设计安全可靠的试验方法实现人员不同程度的视野受限状态及定量化测量，开展不同能见度条件下的个体疏散试验，提取行人高精度运动轨迹，分析视野受限条件对人员运动速度、步长、步宽和步进时间的影响。结果表明：在低能见度环境中，行人无法保持直行，身体摆动幅度较大。运动速度和步长随着能见度的增加而增加，而步宽与步进时间呈现相反的趋势。当人员视距大于8 m时，疏散速度并无显著差异，采用对数函数拟合获得能见度与运动参数间的定量关系。通过线性拟合速度与步态参数关系，发现步长随着速度的增大而增加，而步宽和步进时间与速度成反比。     

基于车辆停靠随机性的公路隧道火灾逃生概率研究

为研究公路隧道火灾时横洞口车辆停靠随机性对被困人员逃生概率的影响，基于马尔科夫链分析车辆跟随行为以确定横洞口车辆停靠概率，并通过数值模拟得到营尔岭隧道在不同火灾规模和通风速度下的可用安全疏散时间及横洞口不同车辆停靠情况下的必需安全疏散时间，进而确定各火灾场景下被困人员逃生概率。结果显示：横洞口有车辆停靠会影响被困人员疏散路径，降低门流率，火源位于横洞口时上游横洞口门流率最大值降低约40%;被困人员全体逃生概率随纵向通风速度的提升而增大，在5 MW、20 MW、50 MW的火灾规模下，通风速度分别达到其临界风速1.7 m/s、3.2 m/s、4.0 m/s后，车辆停靠随机性影响可忽略，逃生概率为100%;当风速未达到临界风速时，车辆停靠会降低被困人员安全疏散概率且大型车的不利影响更显著。     

悬挂式轨道列车区间疏散模式安全性研究

为探究悬挂式轨道列车火灾时不同疏散模式对人员安全性的影响,首先基于竖向疏散模式的特性,构造人员下行速度与楼梯高度、坡度的耦合关系式;然后采用Pathfinder软件,分析不同疏散模式下疏散设施参数与人员必需安全疏散时间(t_R)的关系。结果表明：采用竖向设施的疏散方式,t_R与列车距地面的高度呈正相关关系,独立楼梯、充气滑梯均满足安全疏散要求;采用双充气滑梯的疏散方式,t_R比采用单个充气滑梯的t_R减小约35.6%;独立楼梯坡度设计宜为30～35°、宽度不小于1.3 m;横渡板宽度优选1.5 m,疏散平台宽度不小于1.3 m;疏散平台+楼梯组合疏散,楼梯间距为200 m时,列车在区间任意位置的t_R约等于415 s,小于900 s,满足安全疏散要求。从经济性和可持续性角度,推荐采用独立楼梯为主、其他设施为辅的疏散方式。     

走廊弯腰疏散行为试验研究

为研究走廊里人群弯腰疏散行为,组织45名学生进行6组不同初始密度疏散试验,通过录像分析得出不同密度时弯腰疏散基本图,将结果与行走及爬行疏散比较。试验结果表明:弯腰和行走疏散的速度分别是1.4 m/s和1.7 m/s,而爬行疏散速度为0.73 m/s;在密度小于0.5人/m2时,3种疏散方式的流动速度相当;在密度大于0.5人/m2时,3种移动方式速度有明显差异;得出弯腰疏散的速度频率分布图,速度均值为:女生1.02±0.16 m/s,男生1.09±0.2 m/s;在低速度区,女生占很大比重,男生在高速度区的频率较高。     

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。     

在校大学生肩宽及疏散速度的测量研究

为了确定疏散软件中符合中国人的疏散基本参数,采用现场测量的方法对在校男大学生的肩宽及各种情况下的疏散速度进行统计,并对测量结果进行分析。结果表明,在校男大学生平均肩宽为46．5 cm,正常状态下水平行走速度为1．37m／s,上楼速度为0．66m／s,下楼速度为1．36m／s,上坡速度为1．34m／s,下坡速度为1．59 m／s;在无障碍的情况下,紧急状态的疏散速度要比正常状态下的速度快得多,测量得到肩宽和疏散速度的数据,为疏散软件的改进及进一步研究人员疏散问题提供科学依据。     

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。     

引入通风力修正社会力模型的公路隧道人员疏散仿真研究*

为研究通风对隧道内人员疏散的影响,引入通风作用力修正社会力模型,利用VS2010+Qt平台实现通风作用下隧道人员疏散速度模拟。结果表明:隧道人员疏散速度与通风风速、个体质量密切相关;通风风速增加,人员疏散速度降低且降幅逐渐增大;受个体表面积表达公式影响,个体质量对疏散速度影响以30 kg为界,当个体质量为20~30 kg时,疏散速度随个体质量增加而下降,且降幅逐渐增大;当个体质量为30~90 kg时,疏散速度随个体质量增加而上升,且上升幅度逐渐减小。研究结果为隧道通风及人员疏散方案制定提供参考依据。     

考虑火灾产物影响条件下的人员疏散仿真研究

为探究建筑物发生火灾时火灾产物对人员疏散的影响,通过对建筑物模型的全尺寸数值模拟,提取火灾产物相关参数,引入人员疏散速度系数的概念,建立基于火灾产物影响条件下的人员疏散速度模型;提出一种全新的判定人员安全疏散方法,并针对火灾产物影响条件下的人员安全疏散情况开展数值模拟;同时,分析喷淋强度和排烟速率对人员疏散速度系数的影响。结果表明:相较于传统研究方法,基于疏散速度系数的火灾事故人员疏散模型,更能够反映真实火场中的疏散效果;同时,增设喷淋和排烟能有效地降低火灾产物对人员疏散速度的影响。     

地铁同站台高架换乘车站火灾全尺寸实验研究—(2)站厅火灾

为了研究地铁同站台高架换乘车站火灾情况,在地铁同站台高架换乘车站站厅层应急疏散路径关键节点部位开展0.25~0.75 MW规模的全尺寸实验,结合流速、烟气温度和现场观测情况,对自然通风条件下不同部位起火时的火灾危险性进行分析。结果表明:该结构车站站厅火灾危险程度受火源规模、装修形式和通风条件的影响,站厅中部闸机附近起火时,火源阻塞了站厅中部的疏散路径,掺混大量空气的低温烟气在站厅两侧出站闸机处沉降至地面高度;楼扶梯入口处起火时,站内各区域能够形成稳定的烟气分层,人眼高度能见度较高;出入口附近起火时,受自然风的影响,火源下风向区域烟气沉降严重,人眼高度的能见度较低,不利于人员疏散;在实验火灾规模下站厅各区域沉降至危险高度的烟气最高温度为30~41℃。针对此类结构车站站厅的防排烟设计,应综合考虑出入口空间布局和吊顶形式对火灾危险性的影响,利用自然风压形成一定通风换气量,同时,应将掺混空气的低温烟气控制在较小区域内,确保人员疏散路径的能见度和烟气浓度处于安全水平。     

基于几何方法的疏散仿真模型——GAEvac

GAEvac模型是基于几何方法和目标智能判别的人员疏散计算机模型,该模型针对建筑物和人员的特点,建立以几何元素表示的建筑物空间和人员体型模型,通过碰撞检测和位置调整的算法,模拟疏散中个体人员的速度变化和移动方向选择。通过设置分级目标和条件决策规则,模拟疏散过程中的人员路径选择,疏散过程中的群体效应得以体现。通过速度变化和疏散路径选择模拟实验,对GAEvac模型模拟的结果进行了对比分析。最后,通过对实例的模拟,验证了GAEvac模型的应用效果。     

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。     

海洋钻井平台火灾疏散仿真研究

为研究影响海洋平台火灾人员疏散的因素,以南海某钻井平台为例,应用火灾模拟软件(FDS)仿真模拟火灾场景,分析火灾情景下温度场、烟气层高度、能见度和热辐射等特征参数的变化;利用疏散模块(EVAC)量化分析出口熟悉度、反应时间和移动速度等因素对人员应急疏散的影响;利用Pathfinder软件分析人员疏散过程中各逃生梯道流率和使用量情况。结果表明:发生火灾时,下甲板东北侧梯道受火灾影响最大,西南侧梯道最安全;人员移动速度、出口熟悉率和反应时间对整体疏散效率影响较大;在疏散过程中东南侧梯道使用量最大,西南侧梯道次之。     

基于火灾烟气累积伤害的人员疏散研究

为探究火灾烟气累积伤害对疏散人员的影响,本文在传统安全疏散判据的基础上,引入火灾烟气毒性累积伤害模型定量分析人员伤害。通过对高校宿舍进行全尺寸数值模拟,对火灾发展过程和人员疏散过程进行时空耦合,考虑能见度对疏散人员速度的影响,利用FED模型定量分析人员受到的火灾烟气累积毒性伤害,判断人员是否成功安全疏散。结果表明：在火灾疏散数值模拟时,火灾烟气对疏散的影响不可忽略,考虑能见度影响时,人员需要的安全疏散时间更长,烟气毒性累积伤害效应也相应增加;在能见度不良但人员熟悉的火灾环境中,其他安全疏散判据均未达到伤害阈值时,火灾毒性烟气的累积伤害效应不会对人员造成明显伤害。     

智慧城市背景下的火灾实时疏散系统

为尽可能减少火灾给城市居民带来的生命威胁与财产损失,首先提出基于物联网(IoT)技术的智慧城市火灾实时疏散系统构建思路;该系统由感知层、数据处理层和应用层组成,其中,感知层主要通过窄带物联网(NB-IoT)技术、超宽带(UWB)技术,实时采集并传输建筑内的火情信息和人员位置信息;数据处理层主要基于Floyd算法和建筑拓扑图规划人员最优疏散路径;应用层则根据疏散路径规划结果指导人员疏散。然后以天津市智慧城市建设示范区域中的学术交流中心为例,选取人员密集区域分析UWB基站布置原则,将建筑平面结构拓扑化;并结合建筑内火灾危险源位置,利用Floyd算法规划疏散路径,同时利用三维模型展示疏散路线;再借助Pathfinder软件模拟优化前后的人员疏散情况,对比所用疏散时间和疏散距离,结果表明：人员自由疏散选择的路径距离较长,算法优化后的疏散距离为34.9 m,缩短了11 m,疏散用时为30.9 s,减少了9.7 s,提高了疏散效率。