多功能建筑火灾人员安全疏散模拟

针对一多功能综合办公楼建筑模型,设定最不利的火灾场景.依据火灾烟气危险状态判据临界值,采用场-网复合模型模拟预测建筑火灾烟流运动特性,获得人员逃生可用安全疏散时间(ASET).采用重庆大学自主开发的应用软件《高层建筑人员疏散行动时间预测系统》确定人员所需安全疏散时间(RSET).比较人员所需安全疏散时间和人员可用安全疏散时间,对火灾建筑中人员能否安全疏散做出评价,并提出保证人员安全疏散的措施.     

Simulation Modeling on Emergency Evacuation in High-Speed Railway Stations in China

A simulation study on occupant evacuation in high-speed railway stations(HSRSs) was presented in China.Pathfinder was employed as the simulation platform and a typical HSRS in a medium-sized city in China was selected for model development.The model was carefully calibrated and validated by comparing simulation results with field data.Evacuation efficiency could be improved with the increased door width while such effect decreased when the door width reached a marginal value.And the marginal value varied under different occupant densities.An exponential function between evacuation time and occupant density was fitted,indicating that occupant density significantly affected evacuation efficiency.A set of different evacuation strategies were compared,in terms of their evacuation performances.It was found that a balanced door usage would result in more efficient evacuations in HSRSs.Thus occupant flows were suggested to be managed considering door capacity.To avoid potential safety issues caused by such strategy(e.g.,more occupants could be evacuated from a smaller area designed with higher door capacity),occupants needed to enhance their awareness of following evacuation guidance instead of panic escape in emergencies.Moreover,such safety issues could also be avoided during the design phase that the evacuation capacity was designed to be proportional to the room capacity for each floor.The results of this study provide valuable information for HSRS design and flow management in China.     

基于Multi-Agent的矿井人员疏散数值模拟

煤矿井下发生灾害时,井下应急疏散建模仿真可以验证疏散方案是否合理,从而为救灾逃生提供合理指导。目前在煤矿井下人员疏散研究中,对因个体差异导致不同疏散结果的认识和建模尚有欠缺,并且对不同路权评估方法下最低花费路径的选取也鲜有提及。针对煤矿井下出现安全事故时人员的安全疏散问题,基于Multi-Agent与Dijkstra算法,利用RepastJ3.0开发平台,建立了井下人员安全疏散模型,探讨了井下工作人员对巷道网络拓扑关系的认知差异性对疏散效果的影响,以及不同路权评估方法下最低花费路径的选取策略。疏散模型仿真结果表明,该模型能够直观呈现不同类型井下工作人员的动态疏散过程,可以为井下应急疏散方案的制定提供理论支持。     

改进社会力模型的飞机火灾一体化疏散仿真优化

为改善现有飞机火灾应急疏散研究滑梯处旅客行为分析较少及疏散方案整体性不足等情况,规划出包括舱内狭小空间、应急滑梯以及地面在内的一体化疏散通道。此外引入惶恐系数和集体关系因素对传统社会力模型进行改进,根据问卷调查充分了解人群在机上危险时刻的心理状态从而设置建模参数。用AnyLogic软件对一体化疏散流程进行模拟,分析仿真过程中拥挤点的产生原因及环境影响因素并提出合理方案,从不同风向下应急出口开放数量及人员分拣区位置设置等方面进行优化。所得研究结果完善了机上旅客疏散流程,有利于机场应急预案改进及演练。     

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.     

Occupant evacuation model based on cellular automata in fire

By applying the rules set in traffic flow and pedestrian flow models, a basic cellular automata model is presented to simulate occupant evacuation in fire. Some extended models are introduced to study the special phenomena of evacuation from the fire room. The key of the models is the introduction of the danger grade which makes the route choice convenient and reasonable. Fire not only influences the emotional and behavioral characteristics of an individual but also affects his physical constitution, which reduces his maximal possible velocity. The models consider these influence factors by applying a set of simple but effective rules. It is needed to emphasize that all rules are established according to the essential phenomenon in fire evacuation, that is, all the occupants would try to move to the safest place as fast as possible. Some simulation examples are also presented to validate the applicability of the models.     

高层住宅安全疏散设计与优化

运用火灾模拟软件FDS(fire dynamic simulation)及人员疏散仿真软件Pathfinder对某高层住宅内人员遇火灾时的安全疏散进行研究,并基于火灾模拟结果及疏散模拟结果提出安全疏散措施及方案.研究结果表明:火灾发生时,通过关闭建筑内部的防火门可有效阻止着火房间烟气的蔓延,增大出口宽度可有效减少人员疏散时间,采用不同的楼梯电梯协同疏散方案会导致疏散时间的不同.因此,对高层住宅业主加强火灾安全教育,在火灾发生时采取合理的疏散方案可有效提升住户的逃生率.     

考虑非适应性疏散行为的航站楼应急疏散

为了提高航站楼应急疏散的效率,考虑人群非适应性疏散行为的影响,基于Anylogic仿真软件,通过文献分析和调研问卷收集数据,模拟旅客惯性行为、折返行为、从众行为和结伴行为等非适应疏散行为对疏散效率的影响。结果表明,所有非适应性疏散行为皆对旅客疏散效率产生了消极影响,表现为旅客总体疏散时间增加和旅客疏散冲突区域面积扩大。最后,根据该国际机场现有应急疏散预案和建筑设施布局情况,指出现有预案的不足之处,并从航站楼布局设计和现场管理方面提出对策。     

飞机客舱性能化防火设计方法研究

为研究飞机客舱防火性能,基于性能化防火设计理念,结合安全线和疏散时间模型,利用计算机模拟仿真技术,提出了飞机客舱性能化防火设计方法。以A380飞机客舱为例,利用火灾模拟软件FDS和疏散仿真软件Pathfinder结合建立仿真模型,运用提出的飞机客舱性能化防火设计方法分析了3级客舱布置下的火灾疏散情况,验证了该方法的可行性及合理性。研究结果表明:2号、3号及4号出口在火灾疏散过程中存在危险;基于此结果对客舱火灾疏散方案进行了优化,保证火灾疏散过程的安全。方法不仅可对现有各型飞机的防火性能进行评估,为优化客舱布局及人员疏散方案提供支持,还可为国产大型飞机客舱防火设计提供参考。     

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。     

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...     

高层建筑中人员安全疏散时间的计算机模拟

建立了高层建筑火灾中楼、电梯共同疏散人员的混合模型.并以重庆某大酒店为例,进行了人员安全疏散时间最优化的计算.当乘电梯人数占总疏散人员的百分比23%时,电梯疏散与楼梯疏散时间分别为938.7 s和917.4 s.本疏散模型可以为建筑性能化防火设计和应急疏散计划的制定提供一定的依据.     

基于颗粒法的安全气囊仿真及应用分析

基于颗粒法理论对压力容器试验和气囊静态离位摆锤试验进行模拟,验证了颗粒法模拟气囊展开过程的有效性.将颗粒法应用于乘员约束系统中气囊的展开模拟,建立正面碰撞台车有限元模型.通过假人头部响应的仿真与试验对比分析,进一步表明颗粒法能够用于气囊展开过程的准确模拟,为乘员约束系统开发与仿真等工程应用提供可借鉴的方法.     

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。     

基于火灾模型的消防应急平台架构和功能分析

为预防并应对丽江古城发生大规模火灾,提出了消防应急平台架构。该平台包括信息获取、应急智能和决策指挥3大系统,运用地理信息系统(GIS)技术,将基础空间信息和消防安全信息整合,将火灾模拟分析、风险评估与消防应急指挥、数字应急预案制订有机结合起来。其中的火灾预测预警模型采用了基于元胞自动机的城区火灾蔓延模型。结合人员疏散和损失评估模型进行风险评估。消防应急决策指挥流程实现火灾预测与消防指挥的融合,为提高火灾安全管理和消防指挥能力提供了帮助。     

基于火灾模型的消防应急平台架构和功能分析

为预防和应对丽江古城发生大规模火灾,提出了消防应急平台架构。该平台包括信息获取、应急智能和决策指挥三大系统,运用地理信息系统(GIS)技术,将基础空间信息和消防安全信息整合,将火灾模拟分析、风险评估与消防应急指挥、数字应急预案制订有机结合起来。其中的火灾预测预警模型采用了基于元胞自动机的城区火灾蔓延模型。结合人员疏散和损失评估模型进行风险评估。消防应急决策指挥流程实现火灾预测与消防指挥的融合,为提高火灾安全管理和消防指挥能力提供了帮助。     

建筑工程施工现场疏散路径优化模型

针对多工种交叉作业频繁、环境时常变化、场地狭窄、明火作业多的建筑工程施工现场,本研究以疏散时间为目标函数建立其人员疏散时间模型,基于疏散时间模型以疏散时间最短为目的提出疏散路径优化模型,并利用修正的 迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求解模型,同时结合BIM(building information model)4D模型和Anylogic软件以及某在建楼房案例对模型进行仿真模拟验证分析。由仿真模拟结果可知,疏散时间模型计算出的疏散时长与模拟疏散时长吻合度较高,使用经优化后的疏散路径疏散,能够在一定程度上较大幅度节约紧急情况下建筑工程施工现场劳务人员的疏散时间,提高施工阶段的安全管理效率,且在一定疏散人数范围内,优化程度随疏散人数增加而增长。     

Proposed Methodology for Generation of Building Information Model with Laserscanning

For refurbishment and state review of an existing old building, a new model reflecting the current state is often required especially when the original plans are no longer accessible. Laser scanners are used more and more as surveying instruments for various applications because of their high-precision scanning abilities. For buildings, the most notable and widely accepted product data model is the IFC product data model. It is designed to cover the whole lifecycle and supported by various software vendors and enables applications to efficiently share and exchange project information. The models obtained with the laser scanner, normally sets of points ("point cloud"), have to be transferred to an IFC compatible building information model to serve the needs of different planning states. This paper presents an approach designed by the German Research Center in Karlsruhe (Forschungszentrum Karlsruhe) to create an IFC compatible building information model from laser range images. The methodology through the entire process from data acquisition to the IFC compatible product model was proposed in this paper. In addition, IFC-Models with different level of detail (LoDs) were introduced and discussed within the work.     

基于有限元数值模拟的宽厚板热轧过程宽度控制ANN模型

利用商业有限元分析软件DEFORM-3D,建立宽厚板热轧过程中立辊侧压和随后平轧过程的三维热力耦合刚塑性有限元模型.模拟了不同板坯厚度、板坯宽度、立辊压下量和平辊压下率条件下320种立辊侧压和随后平轧过程,探讨了不同工艺参数对调宽效率的影响规律.模拟结果表明,调宽效率随着板坯宽度和立辊压下量的增加而升高,随着板坯厚度和平辊压下率的增加而降低.基于上述有限元数值模拟结果,借助BP人工神经网络,建立了热轧宽厚板立轧-平轧宽度控制模型,经测试,模型预测的调控效率与有限元数值模拟结果符合很好.将宽度控制模型用于宽厚板实际热轧过程的有限元数值模拟,模拟轧件宽度与实测宽度吻合很好.