受限空间人员疏散模型的博弈论分析

应用博弈论的方法,针对受限空间内逃生者疏散行为的特点,建立了一个基于博弈论的疏散模型,通过求解混合策略矩阵博弈均衡解,并根据每个逃生者与各个出口之间的距离进行修正,得到人群疏散过程中逃生者选择的混合策略(即每个出口被选择的概率)的表达式。基于博弈论的疏散模型能够更好的模拟疏散过程中人与人以及人与环境之间的相互影响。     

"鸟巢"演唱会人员疏散CA-BP仿真研究

针对现今大型活动中的人群踩踏事故频发问题,通过对"鸟巢"演唱会进行人流疏散仿真分析,研究紧急情况下人流疏散逃生规律及均衡疏散方法.通过设置人员速度、移动余值、出口逃生条件等因素扩展元胞自动机行人流模型,并借助Matlab语言实现可视化仿真模拟,以探究人流疏散逃生规律;引入疏散系数,并通过建立BP神经网络获取较优疏散系数,均衡各个出口所承担的疏散任务.结果表明,"鸟巢"演唱会在疏散过程中人群对通行出口的选择较为不合理,仿真疏散总时间长达455.5 s,与理想疏散曲线所得疏散总时间270.0s相比,存在40.7％的偏差,为减小此偏差引入出口疏散系数指导人群定向选择出口,通过仿真模拟得到的疏散总时间为312.0 s,减少约31.5％,出口选择不均衡现象被显著缓解.最后提出了针对疏散不平衡问题的相关措施.     

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。     

大型活动中人群的应急行为研究综述

为完善对大型活动的应急处理能力,预防应急事件发生,研究人群在应急状况下的行为反应及疏散中的行为决策。从应急管理和救援的角度,对国内外现有文献进行梳理,分析大型活动背景下人群的应急行为和疏散时间、应急疏散模型、应急逃生的调查实证、交通及人流行为特征和组织与疏散方案等方面的研究现状,指出当前国内外大多数文献较多地侧重于利用计算机模拟火灾环境以研究单一建筑体中人的应急疏散行为,行为调查以事后调查为主,对火灾环境之外的其他突发应急事件及个体行为特征的研究等较少。同时,基于试验性研究的应急心理反应对于行为的影响研究,以及群体信任和他人行为对于行为决策的影响等可以作为未来研究的重要方向。     

基于元胞自动机的复杂建筑物中人员逃生模型研究

针对复杂建筑物中人群安全疏散问题,在原有的元胞自动机行人流模型基础上,利用不同人员行进速度、不同方向行进速度的差异以及疏散连续性等特征优化该模型,使其在模拟逃生规律和疏散时间方面更加合理、可靠。通过多组人群行进速度测定试验,利用曲线拟合方法,获取不同属性人群向不同高度的台阶行进的速度,并制定台阶等级划分规则,优化人员速度计算方法,结合累积位移量,构建复杂建筑元胞自动机模型。利用Matlab软件建立原有疏散模型及复杂建筑元胞自动机模型,分别模拟某海豚表演馆疏散情况。结果表明,复杂建筑元胞自动机模型的模拟数据与实际演习数据相比,在疏散总时间方面存在5%~8%相对偏差,相比原有疏散模型,在模拟复杂建筑疏散问题中更具说服力。     

1种基于CCRP火灾情况下的动态疏散算法

为在火灾发生时给逃生人群规划最优的安全疏散方案,基于CCRP算法开发1种火灾情况下受容量限制的动态疏散算法。该算法模型将发生火灾的建筑布局信息表达成节点连接弧形式,鉴于可预测危害蔓延对火灾逃生过程中疏散通道封锁时间的影响,为建筑网络图上的节点赋予“危险时刻”属性,逃生人员通过节点的时刻必须小于该节点的“危险时刻”才能规避火灾危险;基于eclipse软件平台,通过动态疏散算法与相似Dinesh算法应用实例对比仿真分析,验证基于CCRP的动态疏散算法的可行性与优越性。结果表明:通过该算法计算出的逃生路径保证逃生人员在最短时间疏散出去;且其具有安全性高和耗时少等优点。     

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.     

公路隧道火灾环境人群逃生行为分析及多项Logit建模*

为提高隧道疏散效率,研究环境、社会和个人因素对逃生行为的影响。基于虚拟现实技术从心理学和行为学角度对公路隧道逃生行为及影响因素进行研究,利用Unity 3D建立虚拟场景下的公路隧道场景,通过步行模拟器和ErgoLAB无线生理模块采集步速和心电;应用核密度曲线研究平均心率的变化特性;采用Hermite插值法描述步速的变化趋势。在试验结果的基础上,构建基于多项Logit的逃生行为模型。结果表明:平静状态下,男性的平均心率个体差异性较大,运动状态下,女性的平均心率波动较大;测试者在隧道内遇到障碍物会降低步速,在逐渐深入并穿越人群的过程中,呈现步速加快的特征;逃生行为的MNL模型R2和准确度分别达到87.41%和92%;隧道内障碍物越少,前方人群越多,且能见度越差,人越容易处于恐慌状态,更倾向于跟随他人。研究结果可为火灾环境下的公路隧道人群疏散模型的建立提供参考,对避免人员伤亡和减少财产损失具有实际意义。     

教学楼火灾疏散的标识认知应对规律研究

为了研究逃生者在疏散标识引导下的火灾疏散效率与逃生认知应对规律,基于实地调研与问卷调查结果,采用Anylogic软件,对常规标识与增设标识2种教学楼火灾疏散情境进行仿真模拟。研究结果表明:在疏散过程中,增设标识能使各疏散出口的疏散时间相对持平,避免了常规疏散中通道过早闲置的现象;人流在一层教学楼的平均疏散时长缩短了约10%,显著缩短了整栋教学楼的疏散时间。据此火灾标识疏散仿真过程与人的认知反应提出了火灾疏散与标识认知应对规律模型。     

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。     

基于Pathfinder和FDS的火场下人员疏散研究

为了探究高层建筑发生火灾时人员行为对疏散的影响,以上海静安区失火大楼为背景,运用试用版灾难逃生软件Pathfinder,对人员行为进行模拟.实验得到了人员在不同行为模式下逃生时所用的时间和楼梯间内拥挤情况,并探究家庭成员的行为对逃生的影响.利用Pathfinder进行SFPE模式和指导模式模拟以确定哪种模式中的行为属于安全的疏散行为.以《建筑防火规范》规定的允许疏散时间为标准计算出规定时间内的疏散的人数,从而确定处于危险状态下的人员数量和时间.建立了一个简化的高层建筑模型,采用FDS模拟软件对高层建筑火灾进行了火灾模拟,得出了烟气蔓延速度、温度、CO浓度以及能见度的变化规律,为高层建筑火灾烟气的有效控制、人员疏散、火灾扑救提供了一定的理论依据.     

建筑物内人员安全疏散"性能化"评价方法的研究

安全疏散设计是建筑防火设计的重要方面,而建筑安全疏散评价对于确保火灾中人员的生命安全具有重要意义.本文基于"性能化"防火设计的思想,对影响建筑安全疏散的因素进行了分析,并对安全疏散的必要性能和评价程序进行较为全面的研究,其中包括烟气的评价、人员疏散能力的评价、疏散路线合理性的评价、疏散对策的评价等,最后以具体的案例进行了分析,目的在于为我国"性能化"防火设计提供理论及方法上的指导与帮助.     

An experimental study on how phosphorescent guidance equipment influences on evacuation in impaired visibility

The use of the phosphorescent guidance sign is increasing. To evaluate the changes of human behavior when a phosphorescent guidance sign was installed on the floor, the evacuation experiment was carried out. The main evacuation experiment was conducted in impaired visibility conditions at the subway station with 103 subjects. Characteristic features of changes regarding evacuation time, moving speed and evacuation route were mainly discussed in this paper. In addition, the changes of evacuation were evaluated by using the estimated velocity and relative order index. This study also introduced the method to simulate impaired visibility caused by smoke when an evacuation experiment was carried out. The results showed that the phosphorescent guidance sign facilitated evacuation due to a decrease in the evacuation route. The moving speed increased only when the phosphorescent sign was installed at intervals smaller than a person's step.     

建筑物火灾中人员群集避难行为可靠性的研究

分析人在建筑物火灾中的群集避难行为规律,对建筑物火灾中人员群集避难行为可靠性进行分析和评价.     

Review on the emergency evacuation in chemicals-concentrated areas

For serious accidents such as toxic/flammable release, fire and explosion in chemicals-concentrated areas, one primary issue is to evacuate on-site workers from potential affected zones. In this paper, based on corresponding reports, photos and videos, some accidents involving emergency evacuation are firstly investigated to present important and interesting problems to be considered in practice. These problems are summarized into three kinds of aspects including the poor efficiency of emergency plans, the low accuracy and high time-consuming calculation for evacuation route planning, and the neglection of evacuee's behavior and decision-making. Two main factors influencing the behavior and decision-making of evacuees are concluded as potential risk and impact from hazard sources, and the visibility at different locations. Then, the literature with respect to the emergency evacuation under toxic gas leakage, fire and visibility-limited conditions are reviewed. The key problems are related to ignoring the time-consuming requirement in emergency activities and domino effects of accidents, and the oversimplification of corresponding models. At last, from the famous cellular automata (CA) for emergency evacuation and atmospheric dispersion, a new general research framework for evacuation in chemicals-concentrated areas is proposed. It relies strongly on the quantitative assessment of risk, the establishment of individual visibility field, the use of CA coupled with artificial neural networks, and the optimal route planning. This paper could be useful for realistic problems on emergency evacuation in chemicals-concentrated areas.     

火灾烟气危害定量评价模型THVCH及其应用

为更加准确地评价实际火灾烟气的危害性,针对以往烟气毒性定量评价方法N-GAS和FED模型的不足,提出了一种新的火灾烟气危害性定量评价模型THVCH(Toxicity,Heat and Visibility Comprehensive Harmfulness)。实际火灾烟气的危害包括烟气毒性和烟气高温辐射。两者都具有时间累积效应,人员在火灾环境中的暴露时间越长,所受到的伤害越大。烟气的遮光性是影响火场中人员暴露时间的重要因素,低能见度下人员疏散所需要的时间是高能见度的3.8倍。THVCH模型在考虑烟气毒性的同时兼顾了能见度对人员暴露时间的影响以及高温辐射对人体的伤害。以重庆开县5.5火灾为工程背景,运用大涡模拟技术对其火灾过程进行数值重构。在此技术上采用N-GAS、FED和THVCH模型对不同阶段的火灾危害性进行了评价,证明了火灾烟气危害评价中考虑能见度和高温辐射的必要性。     

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。     

建筑物火灾疏散中人的行为研究的回顾与发展

建筑物发生火灾后 ,安全疏散所需时间的长短主要取决于疏散开始时间 ,疏散开始时间又取决于人的行为 ,而人的行为是其生理和心理因素的函数。为此 ,在论证研究人的行为在疏散评价的重要性的基础上 ,详细地评述了火灾疏散中人行为的历史背景、研究内容和研究范围 ,然后展望了其以后的研究方向。特别强调 ,基础数据库的收集与建立、人行为的模式、系统动态的模拟和仿真等在研究中的重要作用     

一种基于社会力的行人-自行车混合疏散模型及模拟研究

当公共安全事件发生时,借助自行车进行疏散是一种重要方式。针对这种情况,开展了行人-自行车混合疏散建模和模拟研究。为了更好量化自行车的超越行为,引入了临时期望运动方向,改变自行车的自驱力,实现对自行车避让超越行为的细致描述;修改了单车模型来更新自行车的运动,建立了一种多层次的自行车运动子模型。将该模型与行人社会力模型相结合,得到一种基于社会力的行人-自行车混合疏散模型“MixSF”。模拟发现,MixSF能够较好地再现混合疏散中的超越行为。在实验条件下,发现个体密度小于0.548人/m²时,自行车占比的增加能加快疏散;相对密度大于0.81时,自行车失去疏散速度优势。     

低可见度情况下从众行为对疏散的影响分析

在火灾等紧急情况下,可见度较低时的行人疏散与正常时的疏散情况有明显的区 别。基于前人成果的基础上,通过引入从众效应阐述了可见度较低时的元胞自动机疏散 理论模型,并定义区分了普遍性从众、理性从众和盲目从众。研究结果表明:理性从众 对疏散能够起到良好的优化作用;盲目从众对疏散的作用效果具有不可预测性,在某些 情况下盲目从众甚至会对疏散起到严重阻碍的作用。因此,建议在条件允许的条件下积 极采用理性从众的行为方式,尽量避免采用盲目从众。研究还发现,理性从众对疏散的 优化效果基本不受初始行人数量、出口宽度和可视距离的影响。