复杂建筑空间人员应急疏散的无人机引导模型研究*

为提升紧急情况下复杂建筑空间中应急疏散引导的疏散效率,采用仿真模拟方法,提出1套可适用于复杂建筑空间人员应急疏散的无人机引导模型,该模型通过改进传统算法和构建新方法,实现无人机空间遍历移动规则寻优、无人机引导路径寻优以及基于“障碍物空间场域”建筑空间区域划分。研究结果表明:相较于没有无人机引导,采用单无人机和多无人机协同引导疏散,可大幅缩短整体疏散时间,有效减少疏散路径当量长度,提高疏散效率并保证路径安全,为无人机在应急救援和疏散的应用提供新思路。     

基于可编辑VR实验平台的突发事件下跟随效应研究

建立了可编辑VR疏散动力学实验平台,并招募100名大学生开展地铁车厢内的虚拟实验,探究突发事件下的跟随效应。每次实验有一名实验人员和20名虚拟乘客(NPC)参与,共设置5个场景探究不同比例的运动NPC对参与者预动作行为和运动行为的影响。通过分析问卷、预动作时间、出门选择、运动距离等数据,发现在实验中存在跟随等待人群和跟随运动人群两种跟随效应,而人群的运动是更为强烈的信息,当等待和运动NPC占比从0%提升至50%,等待和运动参与者占比分别提高10%和60%。因此,在突发事件场景中,应及时对局部人群施加有效的同向引导,以提升整体疏散效率。     

火灾场景下宽体客机人员疏散风险分析

为应对客机迫降时因不确定性撞击可能导致的航空燃油泄漏火灾事故,分析客机客舱火灾场景下的乘客疏散风险,利用PyroSim和Pathfinder软件,综合模拟研究空中客车A350-900型宽体客机迫降时处于水平和前倾2种状态下的客舱火灾动态发展态势及满载时的乘客应急疏散问题,精细化计算客舱内312个座位处的剩余疏散时间,分析客舱各处的疏散风险。研究表明：客舱内的烟气温度和CO体积分数往往率先达到危险临界值,公务舱和超级经济舱的整体可用疏散时间比经济舱长;靠近出口位置和人员较少的公务舱与超级经济舱疏散更快,经济舱由于采用“3-3-3”式横向排布人员密集,导致中部人员必需疏散时间长;客机前倾对客舱火灾发展的影响较为明显,而对整体疏散效率的影响并不突出。     

九曲桥行人运动实验与模拟研究

公共场所中的人群疏散是行人疏散动力学研究中的重要内容。基于九曲桥行人运动观测实验对转角区域的行人运动特征进行研究,并利用人员疏散模拟软件Pathfinder模拟了因激励作用所导致的行人速度提高对通行效率的影响。结果表明,由于行人的停留、拍照行为导致转角内区域出现了明显的行人变换走道现象;行人在转角内区域出现的停留、超越行为导致行人速度出现大幅度波动,最低速度约为0.2 m/s,最高速度约为0.7 m/s;与转角后区域相比,行人密度变化对转角内区域的行人速度的影响更小,单位流量的影响更大;由于观测实验中行人停留、拍照等行为的存在,相同密度下转角后区域行人运动速度、单位流量均低于P&M平直通道模型;适当的激励作用有助于减轻行人拥堵,提高通行效率,当行人速度达到较高水平后效果不再显著。     

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。     

典型学生人群对疏散指示反应特性的初步研究

本文针对典型学生人群对疏散指示的反应特性开展了初步的实验,分析了试验者给出的能见度主观评价（主观能见度）的统计结果,得出了影响主观能见度的因素：疏散指示的亮度、大小和颜色。与统计实验同步使用固定增益、自动光圈、手动调焦的CCD摄像机获取了距疏散指示不同距离的场景,结合图像处理的方法实验获得了疏散指示的亮度、对比度信息。基于此,并考虑疏散指示大小和颜色对能见度的影响,提出了一种主观能见度评价的心理模型,较好地符合了统计实验结果,可以用来评价疏散指示主观能见度。     

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。     

暴雨洪涝灾害转移安置人数的组合预测模型研究

为了更加科学精准地预测暴雨洪涝灾害下需要转移安置的人数,收集2011—2018年全国范围内严重暴雨洪涝灾害案例,通过Pearson相关性分析检验转移安置人数与表征暴雨洪涝灾害严重程度影响因素之间的关系;分别使用基于主成分分析的回归模型和支持向量机(SVM)预测暴雨洪涝灾害下需要转移安置人数,并以2种方法的结果为基础,提出1种组合预测方法对暴雨洪涝灾害转移人数进行修正。研究结果表明：组合预测法的MSE、MAE均小于回归预测和SVM模型预测。使用组合预测方法对洪涝灾害转移安置人数进行预测,可以充分结合单一预测模型的优势,提高组合预测模型的预测精度和泛化能力。研究结果可为确定暴雨洪涝灾害的避难需求并制定避难疏散计划提供参考。     

基于SSD网络的电梯内电动自行车检测研究*

为减少因电动自行车违规操作而造成的消防安全事故,杜绝电动自行车进电梯的违规行为,基于深度学习SSD目标检测网络,使用VGG16、EfficientNet、MobileNet 3种主干网络,研究SSD网络对电梯内电动自行车检测的可行性,分析比较3种网络的检测效果,并提出基于双摄的检测方法,进一步提高电梯场景下检测准确度,减少误检误报警。研究结果表明:SSD检测网络对电梯内电动自行车检测效果良好,其中SSD_MobileNet网络更适用于工业领域,双摄检测方法的检测准确率均大于90%。     

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。