火灾情况下某单洞双层盾构隧道人员疏散分析

对于火灾情况下单洞双层超大断面双层盾构隧道人员疏散问题,在现有的规范中,没有相关条文说明给出明确要求。主要针对火灾情况下某单洞双层盾构隧道人员疏散进行分析,对我国某水下盾构隧道开展了火灾情况下人员疏散的模拟研究。利用Pathfinder模拟疏散软件,通过模拟计算获得该双层盾构隧道发生一起火灾情况下人员逃生所需的时间,验证其疏散通道的疏散能力,以及疏散楼梯尺寸、疏散逃生洞口间距的有效性。在模拟中,将火源设置在隧道的下层,人员从隧道下层往上层疏散。结果表明,基于隧道内疏散楼梯最大的有效宽度,当疏散逃生洞口间距设置为36m时,方可将人员疏散至未失火层隧道的时间控制在6 min以内,从而满足"6 min原则"要求。     

基于VR与社会力模型的地铁车站火灾疏散路径仿真及布局优化

为模拟地铁车站火灾情况下的乘客疏散情况,提高地铁车站火灾疏散效率,提出利用VR与社会力模型进行仿真优化的方案。通过问卷与VR实验探究乘客微观行为特征,并将其微观行为特征通过数值形式导入Anylogic,实现微观与宏观层面相结合的人群仿真。研究结果表明：现有车站方案模拟总疏散时间为412 s,不符合规范要求;经优化后,总疏散时间缩短68 s,使该站在大客流情况下满足规范要求。研究结果可为乘客的个体疏散行为提供指导性建议,为车站应对未来的客流激增提供设计优化思路。     

基于FDS的地下空间增强体验式火灾逃生VR系统

为增强虚拟现实(VR)技术在地下空间火灾逃生训练中的应用,从仿真和硬件设计2方面展开研究,开发配备基于火灾动态模拟(FDS)热感单元的逃生VR系统。通过PyroSim软件模拟地下空间火灾过程,并将模拟结果作为系统数据来源;通过Unity二次开发,创建增加热感单元的场景交互火灾逃生视景,以模拟火灾现场高温环境,真实展现火灾场景。试验人员通过系统可充分体验真实的火灾烟气和高温情况,从视觉和热感2方面感受火灾环境。结果表明:精细的火焰和烟气视景模拟以及外部热感单元会对试验人员产生较大刺激感,影响其对逃生路线的选择;试验人员均在70 s内完成逃生,达到逃生训练目标。     

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。     

火灾中人员的行为及其模拟计算方法的研究

在综合分析国内外人员疏散模型和模拟软件发展现状的基础上,研究人员在火灾中的行为理论、计算机模型、模拟原理等,并介绍了目前国际上研究人员行为方面综合功能较强的Building EXODUS软件的原理和特点,最后以具体实例说明了Building EXODUS软件在人群疏散模拟分析中的具体应用.研究表明,1)在不考虑其他因素的影响下,疏散总时间与人数成正比;2)在火灾等紧急情况下,当某个出口不能通行时,可能会使大量人员在另一个出口处造成"瓶颈"现象,因此,增加备用安全出口很重要;3)疏散时间实际上是一随机变量,会因各种情况的变化而不同,如在很大程度上受人员特性(如年龄等因素)的影响,传统计算方法一般会低估疏散时间而不能作为建筑疏散设计的依据;4)利用计算机模拟软件可以对火灾中各种可能发生的情况进行评价,评价结果比传统方法更科学、可信.火灾中人员行为的研究需要从心理学和社会学角度建立人群中个人行为与社会行为的理论框架,而疏散模拟是一个由多个因素组成的复杂系统,大量人群环境的模拟需要涉及人与人、人与环境间的相互作用.     

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.     

火灾情况下某城市地铁换乘站内大规模人群疏散特征研究

近年来,地铁出行已成为居民出行的重要途径,但地铁带来便利的同时,也产生了地铁站火灾和消防安全的问题。地铁换乘站是一种人流量大、空间复杂的地下空间,一旦发生火灾,人员疏散困难,极易发生群死群伤的重大灾害性事故。开展了火灾情况下某城市地铁换乘站内大规模人群疏散特征研究,选取某个地铁换乘站作为计算仿真案例,对地铁换乘站内的建筑环境进行调查,确定出该地铁换乘站内的待疏散人数、疏散人群特点及疏散通道限制条件;运用人员疏散模拟软件Pathfinder分别对高峰时期和列车满载这2种不同疏散规模进行了仿真模拟,在16个火灾场景下分析了地铁换乘站火灾情况下大规模人群疏散的瓶颈,获取了火灾情况下某城市地铁换乘站内大规模人群的疏散时间;并根据疏散瓶颈,优化了人员疏散的路径,缩短了总疏散时间,发现在高峰情况下,人员疏散基本满足地铁设计规范的6 min要求。     

公路隧道火灾发生位置与人群疏散通道仿真研究

利用EXODUS建立隧道的仿真场景,确定疏散人群仿真参数,并将出口工效OPS作为评价疏散效率的指标,分析不同火灾发生位置对疏散时间的影响。采用K-means算法分别对火灾发生位置和人群疏散通道位置进行聚类,并建立基于两者影响下的出口工效模型,通过对该模型求偏导,得出隧道火灾发生位置和人群疏散通道选择之间的关系。研究结果表明:火灾发生位置越接近人行横通道,疏散时间波动越大,人行横通道和隧道入口的疏散时间随人群疏散区域分界线变化,当火灾发生距人行横通道20~110 m时,变化明显,当距140~350 m时,变化平稳;出口工效OPS总体呈现不稳定的阶梯状变化趋势;火灾发生位置和人群疏散通道的最优位置呈线性递减关系。研究结果可应用于隧道应急指挥中心管理人员制定有效疏散路径和采取诱导分流人群措施。     

一种基于Dijkstra算法的火灾动态疏散指示系统

为实现建筑火灾人员的安全疏散,提高疏散出口的综合使用效率,从疏散理论和系统整体构建切入,以实际适用性和火灾动态扩散为要点设计了系统疏散模型,基于功能需求对功能模块内容和硬件网络进行了构造,提出了一种基于Dijkstra算法的火灾动态疏散指示系统.以某商场建筑为实例,运用Pyrosim软件进行建筑内火灾模拟,采用疏散指示系统算法得到该火灾场景下的最优路径,通过在Pathfinder软件中增设6处定时通行禁区达到人员服从系统算法规划的疏散效果.结果表明:在试验设定下,该系统算法的总疏散时间比Pathfinder软件缩短了 1.5 s,最长疏散距离比Path-finder 软件缩短了 6.86％;系统算法通过科学导流提升了商场左、下出口的利用率及右出口的疏散效率,从而减少了总疏散时间,验证了该火灾动态疏散指示系统的可行性和有效性.     

疏散试验前后高校学生疏散行为与心理特征对比分析

人员疏散既有疏散运动,也有行为和心理反应,因此对同一人群在疏散前后进行两次问卷调查,可以有效地对第3类人员(一般人员)和第2类人员(参加疏散演习和试验人员)的问卷结果进行对比,更准确地分析人员疏散时的心理行为特征.在某高校教学楼进行模拟疏散演习试验,用火灾报警器做疏散警报,重复8次.在演习前5天和演习结束时分别进行问卷调查.调查结果表明,在出口发生堵塞时,67％的人在第1份问卷中选择其他出口,而演习结束时的问卷中,这个选择的人数降至35％.这说明很多人往往会高估自己在面临危机时的反应.担任过一定社会职务的人比一般人群更倾向于独立证实火灾的发生.     

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。     

坡度对地铁区间隧道火灾中人员疏散影响研究

为探究地铁区间隧道发生火灾时坡度对人员疏散的影响，运用Pyrosim和Pathfinder软件对区间隧道发生火灾时人员的疏散情况进行数值模拟，分析火灾烟气影响下的人员疏散速度系数，重点研究不同坡度以及不同疏散策略下的人员疏散过程。结果表明：在列车中部发生7.5 MW火灾并紧急停靠在区间隧道中部的情况下，随着坡度的增大，火灾烟气对上坡方向疏散人员的影响逐渐增大，造成人员的疏散速度逐渐减小；当隧道坡度大于1.3%时，与火灾烟气的威胁相比，人员密度对下坡方向人员疏散速度的影响占据主导作用，建议尽量采用往下坡方向疏散的策略；对于坡度小于1.3%的隧道，可同时选择上下坡2个出口疏散。     

二郎山公路隧道火灾排烟及人车疏散应急方案研究

为了研究特长公路隧道火灾情况下的应急方案,根据二郎山公路隧道的实际情况,提出了2种控烟方案,并结合不同火源功率,利用FDS对该隧道发生火灾后的温度场、压力场和烟气流动情况等进行了模拟.通过对模拟结果的分析,找到了一种适合于该隧道火灾情况下的控烟方案,即从隧道两侧平行导洞同时向内送新风,从而在平行导洞内形成正压,以便抑制火灾烟气进入平行导洞,为人员等的安全疏散提供便利.最后结合此控烟方式,本着行人与车辆单独疏散的原则提出了具体的火灾排烟和人车疏散方案.     

公轨双层共管合建隧道火灾疏散措施研究

对公轨双层共管隧道发生火灾时,机动车和轨道列车人员疏散方式进行分析,以济南黄河公轨双层共管合建隧道为例,分别对阻塞工况下公路层火灾和被迫停于隧道内的列车火灾疏散口间距设置的合理性进行安全评估,发现人员均能在可用安全疏散时间内安全疏散。提出了公轨双层共管合建隧道疏散措施及建议,可采用消防联动措施减少报警及人员响应时间;公路层隧道可通过监控抓拍减少事故次数和控制行车间距减轻阻塞状态;轨道层隧道应在列车停车前便向火源上游疏散,利用道床疏散减缓人员拥堵。     

中青年人群对于地铁站疏散标识的决策行为模拟分析

目的是模拟分析地铁火灾时不同行为特点中青年人群对疏散标识的决策反应。方法采用构建地铁站台火灾时烟气蔓延的三维空间模型,在中青年人群中进行应急疏散的仿真实验,利用统计分析软件SPSSv14.0对采集到的数据进行统计分析。结果得到性别、成长环境和专业背景等不同人员行为特点与疏散标识决策反应的相关性,并对疏散标识的字体、图案特性进行选优。得出结论,性别、成长环境和专业背景与人员对不同疏散标识的决策反应有一定的相关性。图形为主要设计元素的疏散标识是地铁站台火灾烟气条件下疏散人员的优先选择。     

南京长江隧道火灾数值模拟

以南京长江隧道为研究背景,运用火灾动力学模拟软件PYROSIM建立实体物理模型,并将空间划分为0.1 ×0.1 ×0.1m3的网格,对南京长江隧道火灾过程中的纵向通风进行模拟计算.定量分析了不同通风速率条件下火灾及烟气蔓延的规律,并得到隧道拱顶附近温度和烟气分布状况.模拟结果显示较小风速下烟气会产生回流,但随着风速增大烟气扩散速率随之加快,通过对3种不同风速的分析比较,选择3.0m/s纵向通风作为临界风速.进一步结合南京长江隧道现有的消防设施及应急救援系统,分析该临界风速下烟气温度对隧道结构和毒害气体对人员疏散救援的影响.结果显示此临界风速下隧道结构安全,且在疏散及时、救援有效的基础上,基本能保证人员疏散安全.     

双洞单线高铁隧道列车中部火灾人员最优疏散模式研究

分析了双洞单线隧道疏散设计概况,针对隧道疏散最不利的列车中部火灾场景,建立了人员疏散路径选择网络模型。基于合理的假设,确定了双洞单线隧道列车中部火灾的5种疏散路径,并运用图解法求解出了最优疏散时间与列车位置关系的数学方程式,确定了最优疏散路径选择模式。通过pathfinder数值模拟对比分析可知,最优疏散路径选择模式的理论模型与模拟结果高度吻合,可以准确计算出人员安全疏散所需时间,对改善隧道疏散设计,减少人员伤亡具有重要意义。     

基于火灾监控视频的人员疏散行为统计分析

火灾中人员的疏散行为是一个极为复杂的过程,受到众多外界刺激的干扰。通过对某真实火灾监控视频中人员疏散行为的统计分析,还原了火灾现场部分人员从发现火灾、观望等待、准备撤离到安全疏散全过程的心理状态,以及疏散过程中典型外界刺激对人员疏散心理状态的改变,提出火灾中听觉刺激对人员产生的心理冲击最为强烈,直接影响了人员疏散行为的实施。疏散过程中样本人群还表现出典型的羊群效应。     

基于FDS+EVAC的某高校学生宿舍楼火灾疏散能力研究

针对高校学生宿舍火灾事故频发、人员疏散难的问题,选取某高校南区的一栋标准宿舍楼作为研究对象,根据实际情况,利用FDS+EVAC软件建立几何模型,设置火灾场景及疏散相关参数,模拟宿舍发生火灾时火灾的发生发展过程,以及人员在火灾情景下的疏散行为;对软件模拟结果进行分析研究,得出可用安全疏散时间和必需安全疏散时间,将这2个时间进行对比判断,评价该宿舍楼的安全性能不达标;对比现行的标准规范,认为该宿舍楼不符合安全标准规范的要求,必须采取合理有效措施增加可用安全疏散时间或降低必需安全疏散时间;最后,通过FDS+EVAC模拟结果对比,结合宿舍楼的实际情况,给出合理的整改建议。研究成果可为高校学生宿舍楼的火灾安全性能分析和改进,提供参考和借鉴。     

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。