基于PATHFINDER的公共场所人员疏散行为规律及仿真模拟

研究人员疏散问题对于有效减少踩踏事故发生有着重要意义。为了揭示大型公共场所人员密集区域人员疏散行为规律特征,降低聚集人群风险,文中首先研究了公共场所拥挤人群行为特点,包括行人运动特征、聚集人群心理特征;探讨了恐慌状态下人的行为表现,进而分析踩踏行为的影响因素;使用Pathfinder疏散软件模拟出A植物园某场馆高峰期、低峰期以及场馆内设置复杂环境情况下人员的疏散过程,结果证实人群有明显的从众行为,人数越多出口处堵塞越严重,建筑物内部结构越复杂,疏散效率越低,建筑物内墙体方向设置与疏散效率有关,设置安保人员亦能提高疏散效率。本研究可为大型公共场所人员密集区域人员疏散问题的优化及安全管理提供参考。     

基于人群流动模型的拥挤踩踏事故分析

本文根据室外大型活动的定义和特点,分析了国内外踩踏事故研究现状。根据拥挤踩踏事故之间的特征,以人群流动模型为基础,分析了拥挤踩踏事故的成因,得出环境、人、政府是导致踩踏事故发生的三个主要影响因素,并以此计算出人群最大密度和室外拥挤场所理论上容纳的人数。通过以上分析,得出预防拥挤踩踏事故发生的对策。     

人群聚集过程的定量分析与计算机模拟

采用群集流动理论对密云事故中的人群聚集过程进行了分析,并采用BuildingEX-ODUS疏散软件研究了相向流对群集系数的影响,通过分析得出了达到不同聚集程度需要的时间。同时根据事故发生的实际情况采用BuildingEXODUS对聚集过程进行计算机模拟,模拟结果与数学分析基本一致。研究结果可用于疏散通道的群集速度及安全容量的确定,为避免拥挤踩踏事故提供理论依据。     

基于RFID人员定位的火灾智能疏散无线诱导系统

为解决结构复杂、人群聚集的建筑火灾中大规模人群智能疏散诱导问题,建立了一个基于无线射频识别(RFID)人员定位技术的火灾智能疏散无线诱导系统。首先在等边三角形模型中利用无线射频识别技术RFID采集信号,经过高斯修正,利用经验数据库,实现人员的快速、准确定位;将RFID人员定位单元等传感器节点采集到的数据通过中心节点上传至嵌入式Web服务器,利用集成了疏散路径优化算法和经验数据库的应用服务器进行人员疏散方案全局优化,并将最优疏散方案下传至控制器节点,无线智能疏散指示灯、LED显示屏和扬声器等控制器节点动作并完成智能疏散诱导。该系统根据人员定位信息、火警状态进行基于疏散路径优化的智能疏散和无线诱导,为建筑火灾疏散安全提供了技术保障。     

交通枢纽应急疏散仿真和智能指示灯设计研究

针对大型综合交通枢纽在火灾情况下人员能否及时准确逃生的问题,文章采用人员疏散仿真模拟软件Pathfinder研究了某枢纽在不同火灾场景下应急疏散过程,获得了人员逃生疏散时间,并根据不同的疏散场景优化人员应急疏散路线,最后提出可以依据不同火灾疏散场景智能变换指示方向、显示距离等较多疏散信息的优化指示灯系统,向疏散人群传达应急疏散线路,以提高乘客的疏散效率和减少人员伤亡。     

建筑火灾场景下的疏散个体动态安全性评价方法

为了减少因疏散个体对火场风险的感知和自身安全性认知产生的偏差而导致的应急疏散决策失误,通过分析影响建筑火灾情景人员疏散安全性的因素,引入物元分析理论和智能消防系统及其他检测探测设备等物联网技术,提出了一种针对某一具体建筑利用物联网技术获取动态风险并对疏散个体进行实时安全性评价的方法.该评价方法不仅解决了传统方法难以适应风险动态变化的问题,还通过将物元分析理论引入疏散个体安全评价过程减少了主观性对评价结果的影响.通过假设论证表明:基于动态风险数据的建筑火灾疏散个体安全性评价方法能够较准确的评估建筑火灾情景疏散个体的安全性该研究为火灾情境下的疏散个体应急疏散决策辅助系统研究提供一定的参考价值.     

基于FDS的火灾产物对人员疏散影响的研究

研究火灾产物对人员疏散的影响,首先使用火灾数值模拟软件Pyrosim对某教学楼一层全尺寸模型的火灾数值模拟分析,得到仅门开启的火灾场景下影响人员疏散的主要火灾产物数据;其次引入疏散速度系数概念,将火灾产物数据经Matlab预处理后输入Pathfinder,建立基于火灾产物影响下的人员疏散模型,对比分析考虑火灾产物影响与不考虑火灾产物影响下的疏散情况;最后将火灾模拟动画与人员疏散动画耦合,实现三维环境下火灾发展过程与人员疏散过程的可视化展示.结果表明:疏散速度系数影响下的火灾人员疏散模拟相对于不考虑速度影响的火灾疏散模拟更能真实反应火场中的人员疏散情况.     

基于运动模式和元胞自动机的火灾环境下人员疏散模型

为模拟建筑物内火灾情况下人员安全疏散,提出了一种基于运动模式和元胞自动机的人员疏散模型。该模型借助智能移动机器人的运动模式,并考虑了火灾环境对人员的疏散行为的影响,即火灾环境对人员造成的生理心理影响从而导致低效的疏散行为。引入一个健康度的概念,在疏散过程中,人员的健康度会受到其周围的烟气浓度、温度,氧气、二氧化碳和一氧化碳浓度的影响而不断下降,从而导致人员的疏散方向的错位和疏散速度的下降。模拟了不同期望速度的人员从发生火灾的建筑物中疏散的典型过程。模拟结果与实际情况相符,模型为考虑火灾环境的人员疏散提供了一个可行的框架。     

建筑火灾中人员安全疏散的可靠概率分析模型

将复合形进化算法引入火灾环境下建筑内人员安全疏散的可靠概率分析领域，考虑了影响人员安全疏散的随机因素，以概率分布来描述这些影响变量，根据Hasofer-Lind的可靠性指数思想，建立了基于复合形算法的建筑火灾环境下人员安全疏散评价的数学模型．通过具体的火灾案例，说明此算法可以方便地实现对目标函数复杂和附加多约束条件的函数进行全局优化计算．复合形进化算法能有效计算人员安全疏散可靠度，实现对火灾环境下人员风险的概率评价．     

基于FDS+Evac和Pathfinder的服装厂建筑火灾模拟研究

为了更好的规划人员疏散路线,组织有效疏散,减少人员伤亡,为火灾风险评估、性能化设计及人员疏散提供强大的技术支持,利用FDS+Evac和Pathfinder疏散软件对服装厂建筑内同一火灾场景下人员疏散进行了模拟,有效地避免了由于单一软件造成的片面性,同时比较2种软件存在的差异.结果表明,使用FDS+Evac软件模拟,撤出楼层所用的时间约为104 s,而使用Pathfinder模拟,撤出楼层所用的时间约为95 s,FDS+Evac考虑了就近原则,人员一般会考虑在离自己较近的出口撤出,但并没有考虑人员的反应时间及心理因素.在Pathfinder模拟中分析了个体行为,与现实情况比较相符,但不能选择最优出口,经分析得出:在服装厂火灾疏散模拟中,Pathfinder与现实更接近.     

学校公众聚集场所火灾中人员疏散预动作时间试验

 人员疏散时间计算是安全疏散设计工作中的重要内容,人员预动作时间对人员疏散时间影响显著,但公众场所火灾情况下人员疏散中的疏散预动作时间基础数据匮乏。本文针对学校公众聚集场所之一的教室开展了火灾疏散模拟试验,对火灾情况下的学生疏散预动作时间进行了采集。统计结果表明,人员疏散预动作时间不符合正态分布及其他类型分布;文中应用累积概率分布表示人员疏散预动作时间,并根据累积概率分布曲线模拟产生随机人员预动作时间,模拟生成的随机预动作时间分布与实验采集数据分布吻合较好,统计参数(均值和标准差)接近;可应用本文方法在人员疏散模型中对人员预动作时间进行模拟。     

基于时间扩展网络的区域疏散公交路径规划

针对城市公交系统应急区域疏散路径规划问题,采用时间扩展网络建模技术对疏散公交路网进行了表达,进而建立了以疏散总出行时间最小化为目标函数的离散、动态疏散网络流模型,将公交网络的疏散路径优化问题转化为混合整数规划问题,并设计了启发式禁忌搜索(TABU)算法,用于快速求解公交疏散路径优化方案.最后,以长春市中心区路网为例,对公交系统的区域疏散问题进行了实证研究,着重对比了CPLEX9.0软件的精确求解与禁忌搜索算法的近似求解之间的性能差异.数值实验结果表明,时间扩展网络模型可以有效反映公交疏散系统的动态性,同时禁忌搜索算法能够在求解效率和求解精度上取得较好的折衷.     

基于覆盖度的区域疏散公交集结点选址研究

由于中国特定国情,一旦发生突发灾害事件,需要协调组织大容量公共运输工具为主导方式完成紧急疏散.公交疏散集结点的合理位置和人员安排是实施全面快速高效疏散的首要保障,对其研究具有重要实践意义.本文针对城市突发灾害公交疏散,如何确定集结点最优位置等问题进行研究.提出基于疏散时间可靠性的覆盖度定义,以疏散需求的覆盖度最大化为目标,以疏散小区需求、集结点个数、容量限制等为约束条件,建立疏散集结点选址模型.将优化问题转化为混合整数线性规划问题,设计VC++界面快速求解方案.最后,通过长春市中心区实际数据,与传统最大覆盖选址模型进行对比,结果表明模型更加准确反映出需求覆盖度,具有很大优越性.     

考虑群组运动的医疗建筑疏散模拟研究

为了研究医疗建筑内人群疏散规律,分析群组疏散模式对人群疏散的影响,通过Pathfinder疏散软件仿真模拟的方法研究了一栋5层医疗建筑内人员疏散规律。模拟结果表明：随着群组成员间的最大距离（d）增加,人群疏散时间和人群的拥堵时间呈现减小的趋势。尤其是最大距离由1.0m改变到1.5m这个过程,疏散时间下降得最明显。在最大距离超过2m之后,人群的疏散时间变化不大。在d=0.5m和d=1.0m的情况下,人群在楼梯间的拥堵情况比平面拥堵更为严重。随着病患比例的增加,人群疏散时间呈现增加的趋势,不论患者比例为多大,70%的行人拥堵时间在45s-65s。可见在医疗建筑疏散系统设计及疏散引导方面均需要考虑到群组运动带来的不利影响。     

人员应急疏散行动开始前的决策行为

对香港特区三综公屋火灾案例中的人员疏散行为进行了问卷调查·利用自适应性模糊神经网络和BP机制,将采集到的数据样本用于基于模糊推理机的网络训练和校验,建立了人员疏散行动开始前决策行为的预测模型PERM·该模型的预测结果和问卷调查的结果基本吻合·研究表明,火灾状态下,人员应急疏散行动开始前的决策行为与人员火灾经验、人员的初始状态与居住条件等因素有关·香港公屋居住人员在得到火警信息后,约占半数的人将会首先采取进一步确认火灾信息等行动,最终在10～20min以后才开始撤离·四分之一左右的人会做出立刻开始疏散行动的决策·     

城市地下商业空间中的防灾广场设计

为保证地下商业空间中灾时人员的安全疏散,对防灾疏散因素进行研究,定量分析防灾广场的面积、位置等属性。在现行的建筑防火规范的基础上,针对火灾等灾害的特点,采用归纳、拟合、非线性规划等方法,确定防灾疏散各因素的量值或模型。结果表明,防灾广场的合理设计能保证地下商业空间中灾时人员的有效疏散。     

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.     

火灾中基于个体行为的人群疏散仿真

为了指导火灾中的人群疏散,研究了一种新的人群疏散模型用于提高人群疏散仿真的真实性.通过分析个体对火灾警报的不同响应时间,个体在疏散过程中采取的不同运动速度,个体间的组运动方式,个体的出口选择等因素对人群疏散的影响,建立了个体行为特征与元胞自动机相结合的人群疏散模型.该模型包括个体对火灾警报响应模型、个体逃生速度模型、组...     

公共建筑行人交通仿真性能分析

公共建筑内的行人交通是一个群聚密度不确定、个体之间相互作用的非线性随机动态问题.计算机动态仿真是目前研究公共建筑物内行人交通流动力学特性的有效方法之一.文中针对主流仿真软件在模拟相同场景下行人疏散结果时存在差异的问题,分析仿真软件在模型性能上的差异,解释离散空间引致仿真误差的原因,同时引入保真度来评价仿真模型的精确程度.通过对比地铁站通道的实验数据和仿真结果,得出行人交通仿真性能与建筑物内环境密切相关的结论,验证保真度对仿真模型的重要性.案例结果表明,连续矢量空间多智能体仿真模型对再现公共建筑内行人交通的保真度高达87％.