基于数字孪生理念的复杂建筑消防安全疏散动态分析

为提高复杂建筑火灾的精确模拟,进行疏散方案的实时优化,用数字孪生技术构建高层复杂建筑三维数字镜像模型,利用仿真软件,通过耦合火源点、排烟、喷淋等因素,分析复杂建筑的安全性和消防安全疏散问题。在构建的模型基础上,阐述数字孪生框架下物理实体和虚拟空间的安全疏散动态思路。采用数字孪生技术搭建丰富的实验环境,运用火灾仿真软件Pyrosim,结合火灾发展态势与火场人员位置进行基于数字孪生的消防安全动态疏散研究,研究新方案可以配合消防部门进行快速响应,为被困人员提出基于现场火势的撤离指引,改善目前建筑物疏散路线无法按照火势演变状况动态的进行、且无法兼顾人员位置的缺陷。     

复杂建筑火灾中的人员疏散路径多目标规划

针对复杂建筑火灾中的人员疏散动态路径优化策略问题,以火灾情境下的动态疏散网络数据模型为基础,结合网络流优化和群智能方法,构建以最短时间、最小风险水平和最大疏散容量为目标的路径优化模型.通过改进的自适应果蝇算法,实现了节点和路径容量受限的动态疏散路径规划.通过对所建模型的性能测试和疏散过程实验,验证了多目标路径优化模型的有效性.实验结果也反映了多目标路径规划策略更加贴近复杂建筑火灾中的人员疏散实际情况,对于规划不确定因素影响下的复杂空间疏散路径具有可行性.     

智能疏散系统导向标志计算及疏散路径仿真

为了解决大型综合建筑中智能疏散系统在火灾等突发情况发生时可根据复杂建筑结构规划出合理、安全的疏散路径问题,提出了一种基于改进A~*算法的多起点、多出口路径规划方法。通过增加转弯惩罚值,结合火灾影响区域实时信息和火灾中心点的距离改进了估价函数,进而计算出最优疏散路径。依据搜索出的最优路径调整三维楼层地图中各个导向标志方向,从而引导不同位置人员从最优路径疏散逃生。仿真实验结果表明,在计算多起点、多出口疏散路径时,改进A~*算法与传统Dijkstra算法和A~*算法相比,搜索方向更加明确,路径更加平滑,搜索效率更高,运行时间更短,并能结合火灾信息保证疏散路径的安全性。该算法在求解大型综合建筑火灾安全疏散路径方面具有很好的应用前景。     

突发火灾环境的群体疏散问题研究综述

为了解突发火灾环境的群体疏散问题研究进展,从群体疏散的模型、路径规划问题优化算法、仿真软件研究进行综述,结合火灾环境下群体疏散的特点,总结现有疏散问题的研究方法和成果,展望该领域的研究趋势。研究表明:现有疏散模型主要集中在多种模型和思想融合的研究,对火灾蔓延过程和疏散过程相结合较少;疏散路径问题的求解方面,考虑动态火灾环境下路径规划研究不足;疏散软件方面的研究主要通过国外仿真软件模拟火灾环境下的疏散,缺乏开发适合我国的疏散软件。研究趋势是构建充分考虑疏散者行为和心理、建筑物结构、火灾环境的疏散模型,路径规划算法改进与创新、疏散路径的动态优化。     

基于蚁群算法的激光智能消防疏散系统设计

针对当前消防疏散系统在火灾烟雾恶劣环境中存在识别困难、引导方案单一、维护成本高、智能化不足等问题,设计了基于蚁群算法的激光智能消防疏散系统。该系统由信息采集模块、中央处理模块和疏散引导模块组成,智能化实时监控和处理火场情况。火灾发生时,传感器动态采集火场信息,用显示器显示火灾发生地点,经过处理器运用蚁群算法计算出最优疏散路径,最终疏散引导模块把疏散路径以激光接力的形式投影在地面,指导人员动态疏散。通过案例分析,验证了该系统的可行性和优越性。     

基于移动终端的楼宇应急疏散导航系统设计

为服务于城市防灾减灾应急管理,针对复杂楼宇应急疏散难题,构建面向应急疏散的楼宇空间数据模型.通过Dijkstra算法,动态分析并确定火灾发生时影响应急疏散路径的各项因子,结合移动终端人员特征,设计面向移动终端的楼宇应急疏散动态路径算法.基于室内定位和火灾消息,推送位于事发地点的室内人员所处的周围区域建筑结构情况信息,借助移动终端展示现场的地理空间结构,使疏散人员可直观地把握事发场景及其发展态势.     

基于BIM技术的室内火灾应急疏散路径优化问题研究综述

合理的疏散路径选择是解决突发事件的关键所在,为解决我国室内火灾情况下人员的疏散问题,确保火灾事件发生后室内人员能以最短时间到达安全地带,本文基于建筑行业新兴的BIM技术,以应急救援为角度,对突发事件下路径的优化问题进行综述。文章从BIM技术的发展、应急疏散方法和路径优化模型及其算法三个方面进行综述,在归纳分析国内外应急疏散路径优化研究成果的基础上,为构建完善的智能疏散系统提供理论基础并希望能为相关学者的进一步研究提供启示和帮助。     

高层建筑的火灾模拟与逃生行为研究

以广州天河某商业中心为例,运用FDS和Pathfinder模拟器,研究了火灾场景时高层建筑内的烟气蔓延速度、温度、CO浓度和能见度的变化规律,以及室内人员的疏散行为特征。结果表明:①高层建筑中,在人员可用的安全疏散时间内,对人员逃生起决定作用的是中间过程阶段。在中间过程阶段,人员的移动速度会因路径选择难度的加大而变得缓慢,若适当地进行诱导,将有利于提高疏散速度。②本例中,仅通过疏散楼梯来进行人员疏散是不切实际的。考虑高温有毒的烟气有可能通过缝隙蔓延进电梯内,消防疏散电梯应仅停避险层、底楼或临近火灾区域的楼层。③FDS可以直接导入Pathfinder人员模拟器。通过FDS模拟高层建筑火灾,并结合Pathfinder进行人员疏散模拟,能根据实际情况找出最佳疏散时间,从而为实际应用中的疏散演练和应急诱导疏散规划等问题提供理论依据。     

老年公寓建筑数字孪生模型联合仿真疏散模拟方法

建筑数字孪生模型（BDT）是数字孪生（DT）应用到建筑业中与BIM结合的集成模型，能反映现实建筑运营情况.在数字孪生驱动下老年公寓消防安全和居住质量能得到进一步提升，因此提出一种老年公寓数字孪生模型联合仿真疏散模拟方法，用于老年公寓消防安全评估和设计优化.为验证方法可实施性，以大庆市某老年公寓为例，利用BDT模型和BIM分别进行仿真模拟，结果显示两者疏散时间相差较大，影响到其消防安全性判断，老年公寓BDT模型联合仿真模拟相比于其BIM模型单一空间仿真模拟，更能真实反映老年人群在火灾场景下疏散情况，根据方法框架得出算例老年公寓存在消防安全问题，提出消防改造和疏散优化策略并验证.     

室内应急疏散的多人员Wi-Fi定位精度研究

应急疏散研究中的人员定位问题对于快速疏散人群和拯救被困人员具有重要的意义.为了确定Wi-Fi定位手段对于室内人员疏散的适用性,采用手持Wi-Fi设备和预设置的无线信号基准参考点,利用无线接收信号强度指数通过模式匹配的方式进行多人员定位的尝试.所得实验结果表明此方案的室内定位精度能达到5~7m.新方案所提供的定位精度能够区分室内多个体的移动路径,为相应疏散应用提供人员的动态位置信息描述.